武喜濱

（中國平煤神馬集團(tuán)二礦，河南 平頂山 467000）

在井下運(yùn)輸作業(yè)中，抱索器乘人裝置作為井下快速運(yùn)人設(shè)備，主要是運(yùn)送職工進(jìn)出彎曲度較大和坡度較長的巷道，其具有上下方便、連續(xù)運(yùn)輸以及運(yùn)行可靠等優(yōu)勢，能夠使井下礦工安全到達(dá)工作區(qū)域。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于乘人裝置的橫梁出現(xiàn)擠壓變形情況，而受變坡點(diǎn)影響鋼絲繩與托繩輪出現(xiàn)較大的運(yùn)行角度，這就導(dǎo)致脫繩現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重威脅職工的人身安全。結(jié)合煤礦實(shí)際情況，需要強(qiáng)化空乘人裝置的捕繩功能，使其安全性能進(jìn)一步提高，運(yùn)行效率得到有效保障。

1 煤礦架空乘人裝置的工作原理

在架空乘人裝置組成中，鋼絲繩通常在托繩輪、壓繩輪、驅(qū)動輪和尾輪上面安裝，經(jīng)過重錘張緊裝置拉緊后，會由驅(qū)動裝置將動力輸出帶動鋼絲繩與驅(qū)動輪無限循環(huán)運(yùn)行。在實(shí)際運(yùn)行中，鋼絲繩與抱索器會機(jī)械自鎖，抱索器在鋼絲繩上牢牢鎖緊，減速機(jī)上鋼絲繩被驅(qū)動裝置上的電機(jī)動力所帶動與驅(qū)動輪做循環(huán)無極運(yùn)行，在運(yùn)行的鋼絲繩上吊椅被鎖緊后隨著鋼絲繩做上下運(yùn)動，能夠滿足上行和下行的要求，從而確保井下工人能夠順利乘坐。架空乘人裝置不僅安裝了吊椅過擺保護(hù)和越位保護(hù)，而且還安裝了斷繩保護(hù)和速度保護(hù)，一方面能夠避免礦工在乘坐時吊椅擺幅過大導(dǎo)致掉落摔傷，另一方面能夠防止裝置失控下滑或職工進(jìn)入機(jī)頭或機(jī)尾，再一方面能夠?qū)崿F(xiàn)鋼絲繩使用壽命的極限報警。在井下應(yīng)用架空乘人裝置的主要目的是提高人員運(yùn)輸效率，減輕職工勞動強(qiáng)度，所以需要完善運(yùn)輸過程的監(jiān)控，加強(qiáng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化，提高保護(hù)裝置的性能，從而實(shí)現(xiàn)架空乘人裝置安全高效運(yùn)行，助力礦山安全生產(chǎn)。

2 架空乘人裝置變坡點(diǎn)掉繩分析

架空乘人裝置在井下的應(yīng)用不僅能夠使礦工的體能消耗大幅減少，而且能夠使上下班的路途時間大幅縮短。但是受井下巷道走向和周圍環(huán)境條件的影響，架空乘人裝置很難保持在一個平穩(wěn)的坡度上，地壓的不斷增大導(dǎo)致巷道高低起伏，這種情況下就出現(xiàn)了很多變坡點(diǎn)，再加之橫梁的變形和托繩輪角度的增加導(dǎo)致鋼絲繩在壓繩輪或托繩輪上脫落，鋼絲繩掉道未在軌道上運(yùn)行。為了順利安裝和使用架空乘人裝置，技術(shù)人員會在各種變坡點(diǎn)處安裝壓輪和托輪，以確保適當(dāng)調(diào)節(jié)鋼絲繩，適應(yīng)巷道坡度變化的要求。這種變坡點(diǎn)的壓輪和托輪處于運(yùn)行鋼絲繩的拐點(diǎn)處，所承受的壓力遠(yuǎn)大于鋼絲繩對其他托輪造成的壓力，如果鋼絲繩在變坡點(diǎn)出現(xiàn)掉繩，巨大的彈力就會對吊椅和乘坐人員造成一定的傷害，存在嚴(yán)重的安全隱患?；诖?，在架空乘人裝置使用過程中，需要在變坡點(diǎn)采取有效措施避免掉繩問題的出現(xiàn)，保證設(shè)備安全運(yùn)行。

目前，大部分煤礦使用的架空乘人裝置都有的鋼絲繩保護(hù)裝置，其中包括霍爾感應(yīng)式傳感器和擺桿式防堵塞傳感器兩種，霍爾感應(yīng)式傳感器防護(hù)的原理是在架空乘人裝置鋼絲繩內(nèi)側(cè)安裝霍爾感應(yīng)式傳感器，架空乘人裝置鋼絲繩在正常運(yùn)行狀態(tài)下傳感器常閉觸電為閉合狀態(tài)，鋼絲繩一旦出現(xiàn)脫落，會使傳感器常閉觸電變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，停止架空乘人裝置的運(yùn)行狀態(tài)；擺桿式防堵塞傳感器防護(hù)的原理是用一個伸長的彈簧擺桿控制一個萬向觸電，當(dāng)鋼絲繩出現(xiàn)脫落，會使鋼絲繩觸碰到擺桿，觸點(diǎn)動作時架空乘人裝置運(yùn)行狀態(tài)停止。在架空乘人裝置鋼絲繩脫落時，上述兩種方法都可以緊急停止架空乘人裝置運(yùn)行，但無法從根本上杜絕鋼絲繩脫落現(xiàn)象，而且擺桿式傳感器具有較低的靈敏性，假如落輪鋼絲繩只是掃過傳感器擺桿的話，架空乘人裝置就無法停止。在使用霍爾式傳感器過程中，由于傳感器在變坡點(diǎn)的壓繩輪或托繩輪上安裝，具有較短的感應(yīng)距離，但是一旦巷道地壓振動或座椅出現(xiàn)晃動，鋼絲繩出現(xiàn)短距離的振動偏離，就會觸發(fā)感應(yīng)器，導(dǎo)致架空乘人裝置急停，影響架空乘人裝置的正常運(yùn)行，具有較差的掉繩保護(hù)效果。

3 變坡點(diǎn)鋼絲繩防掉繩保護(hù)裝置的改進(jìn)措施

1）安裝防掉繩裝置。在實(shí)際應(yīng)用中，技術(shù)人員需要不斷優(yōu)化防掉繩保護(hù)裝置，使其能夠在托繩輪上牢牢固定。保護(hù)裝置的設(shè)置需要綜合考慮巷道距離、運(yùn)行速度、周圍環(huán)境等因素，在機(jī)頭和機(jī)尾處設(shè)置到站語音提示和越位保護(hù)裝置，在裝置的橫梁上每隔50米安裝一個緊急停車保護(hù)裝置，在整個裝置上設(shè)置上下坡掉繩保護(hù)、重錘下限位保護(hù)以及斷繩保護(hù)等裝置。技術(shù)人員在對防掉繩裝置進(jìn)行安裝時，需要在托繩輪的內(nèi)側(cè)安裝鋼絲繩，避免運(yùn)行過程中鋼絲繩出現(xiàn)掉繩現(xiàn)象。防掉繩波愛護(hù)裝置的繩道內(nèi)側(cè)能夠改造為φ12mm的圓弧，最大程度地減少托繩輪對鋼絲繩造成的磨損，使鋼絲繩運(yùn)行范圍的寬度不斷擴(kuò)大。擋板與銷軸連接固定，依靠銷軸自帶的彈簧能夠確保吊椅抱索器在通過變坡點(diǎn)后能夠快速復(fù)位，使防掉繩保護(hù)裝置的作用得到充分發(fā)揮。托繩輪的外側(cè)有一個帶有套管的柱銷，在不影響架空乘人裝置托繩輪正常轉(zhuǎn)動的情況下，帶動鋼絲繩轉(zhuǎn)動以達(dá)到防掉繩的目的。

2）變坡點(diǎn)壓繩輪處防掉繩改造。為了有效降低鋼絲繩落輪故障，煤礦生產(chǎn)單位可以根據(jù)實(shí)際情況對架空乘人裝置進(jìn)行改造，適當(dāng)增加壓繩輪的長度，在原有架空乘人裝置壓繩輪基礎(chǔ)上增加一個輪襯長度，將兩個輪襯安裝在一個托輪上，調(diào)整鋼絲繩中心線至里側(cè)的輪襯，正常工作時一般使用里側(cè)的輪襯。在受到震動情況下，鋼絲繩一旦出現(xiàn)偏離落輪，能夠落在外側(cè)的輪襯上，確保壓繩輪仍可正常工作，而且受到鋼絲繩彈力的作用，落在外側(cè)輪襯后能夠逐漸向內(nèi)側(cè)運(yùn)動，避免了鋼絲繩繼續(xù)落向外側(cè)。當(dāng)機(jī)電檢修人員發(fā)現(xiàn)鋼絲繩在外側(cè)輪襯運(yùn)動后，能夠及時對架空乘人裝置系統(tǒng)進(jìn)行檢修維護(hù)，并恢復(fù)至里側(cè)托繩輪襯上，確保架空乘人裝置鋼絲繩的安全運(yùn)行。

3）變坡點(diǎn)托繩處防掉繩改造。通過長期的實(shí)踐，技術(shù)人員決定在變坡點(diǎn)托繩處進(jìn)行防掉繩改造，在變坡點(diǎn)拖繩輪的外側(cè)增加一個機(jī)械防脫繩裝置。防脫繩裝置為正六角形，中間帶軸承，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動，每個角之間的空隙可以自由進(jìn)出一個卡爪，而且能夠按照卡爪的寬度對正六角形的半徑進(jìn)行合理設(shè)計。另外將配重塊增加至其中兩個角上，使六角形偏重，在每次卡爪撞擊轉(zhuǎn)動后確保兩個重角保持垂直位置，為卡爪的進(jìn)出提供有利條件。在安裝時，防脫繩裝置和托繩輪緊密配合，由于震蕩導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)偏離時，防脫繩裝置能夠限制鋼絲繩脫離輪襯。

4 結(jié)束語

綜上所述，鋼絲繩在巷道變坡點(diǎn)的脫落是礦井架空乘人裝置應(yīng)用過程中的一個普遍現(xiàn)象，給人員運(yùn)輸造成不安全隱患。這就要求煤礦企業(yè)加強(qiáng)對架空乘人裝置的研究和優(yōu)化，及時更換磨損零部件，加強(qiáng)對變坡點(diǎn)托繩和壓繩的改進(jìn)，使鋼絲繩在不同條件下能夠保持在軌道上正常運(yùn)行，最大限度地降低掉繩故障，保障設(shè)備安全運(yùn)行，促進(jìn)煤礦安全高效發(fā)展。