秦 偉

（山西潞安環(huán)能股份有限公司五陽(yáng)煤礦，山西 長(zhǎng)治 046000）

1 應(yīng)用背景

水峪礦井田為似長(zhǎng)方形，副斜井位于井田最北邊界，采用單翼布置，人員運(yùn)輸距離長(zhǎng)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。尤其411027 工作面位于井田南邊界，南北距離約8 000 m，再加上順槽2 300 m，人員運(yùn)輸距離長(zhǎng)、時(shí)間久，為降低人員運(yùn)輸時(shí)間，提高工作效率，開(kāi)拓巷道中采用電車(chē)運(yùn)輸人員。由于回風(fēng)順槽為變形嚴(yán)重的沿空留巷，為解決斷面為4.0 m×2.8 m的矩形錨網(wǎng)窄巷道布置架空乘人裝置同時(shí)布置1 500 mm的帶式輸送機(jī)的問(wèn)題，減少掘進(jìn)專用行人巷耗費(fèi)大量的人力、物力，提高煤炭開(kāi)采成本。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和安全經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證，計(jì)劃運(yùn)輸順槽布置單行架空乘人裝置應(yīng)用研究，現(xiàn)分述如下。

2 單邊運(yùn)行架空乘人裝置的安裝應(yīng)用

水峪礦J11027 工作面運(yùn)輸順槽采用矩形錨網(wǎng)巷道布置，寬度4 000 mm，高度2 800 mm，長(zhǎng)度為2 300 m，為滿足運(yùn)輸人員、煤炭要求，首先在巷道右?guī)筒贾脤挾葹? 500 mm的膠帶輸送機(jī)，在幫頂懸掛通風(fēng)筒，左幫只剩下寬度為1 600 mm。為實(shí)現(xiàn)人員長(zhǎng)距離運(yùn)輸，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，如果采用三順槽布置，其中一條專門(mén)行人，將會(huì)耗費(fèi)大量的人力、物力和回采時(shí)間，考慮《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：架空乘人裝置雙向運(yùn)行時(shí)鋼絲繩間距不得小于0.8 m，受巷道斷面寬度影響，J11027 工作面運(yùn)輸順槽左幫安裝架空乘人裝置不能實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)行，因此只能采用單行架空乘人裝置[1]。經(jīng)選型計(jì)算，選用RJDHY55-18/2500 煤礦單行活動(dòng)抱索器架空成人裝置，巷道內(nèi)設(shè)備安裝布置如圖1 所示，架空乘人裝置基本結(jié)構(gòu)示意如圖2 所示。

圖1 巷道設(shè)備安裝布置圖（單位：mm）

圖2 架空乘人裝置基本結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 機(jī)頭驅(qū)動(dòng)輪的安裝

為減小占用巷道空間，在順槽入口處設(shè)置驅(qū)動(dòng)硐室，安裝有電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、電力液壓制動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)繩輪、機(jī)頭底座等，同時(shí)布置有電氣控制設(shè)備。驅(qū)動(dòng)輪及尾輪直徑均為1.2 m，驅(qū)動(dòng)裝置為立式結(jié)構(gòu)及落地式安裝方式，并采用打基礎(chǔ)預(yù)埋地腳螺栓方式進(jìn)行固定。驅(qū)動(dòng)繩輪垂直放置，整個(gè)驅(qū)動(dòng)部呈一字形排列，最大限度地減少了整個(gè)驅(qū)動(dòng)部的寬度尺寸。在電機(jī)和減速機(jī)之間設(shè)置電力液壓制動(dòng)器與帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器，制動(dòng)器為失效安全型，即掉電后抱閘，以實(shí)現(xiàn)停車(chē)制動(dòng)。驅(qū)動(dòng)輪直接掛在減速機(jī)輸出軸上，在減速機(jī)軸端用壓板壓緊。不需再給驅(qū)動(dòng)繩輪加支撐軸承座，以使整個(gè)驅(qū)動(dòng)部的體積縮小，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少對(duì)巷道空間的占用。為提高驅(qū)動(dòng)摩擦力，與張緊部分的驅(qū)動(dòng)改向滑輪部配合使鋼絲繩在驅(qū)動(dòng)輪上圍包2圈，提高了圍包角，能有效防止打滑現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

2.2 乘人座椅的安裝

乘人座椅由卡鉗式可摘掛抱索器、抱爪、定位桿、吊具、座板等組成。乘人座椅采用卡鉗式可摘掛抱索器，乘座者適當(dāng)助跑，舉著吊具靠近牽引鋼絲繩，下放吊具，抱索器即可自動(dòng)鎖緊，然后乘人坐下去，依靠重力抱爪抱緊并隨著牽引鋼絲繩運(yùn)行。該乘人座椅上吊在鋼絲繩上，吊乘人座椅中心至巷道左側(cè)突出部分的距離不小于0.7 m。

2.3 迂回輪部分的安裝

迂回輪裝置包括導(dǎo)軌、迂回輪組、尾架用托輪組件等。為減少運(yùn)輸干擾，通過(guò)機(jī)尾前裝設(shè)轉(zhuǎn)向滑輪，迂回輪裝置布置在左幫內(nèi)的硐室中。首先2 根導(dǎo)軌采用6 根直徑20 mm 錨桿對(duì)稱布置在巷道頂板上安裝固定；再用手拉葫蘆將直徑1 200 mm 迂回輪組固定于底座導(dǎo)軌上；最后將尾輪架托輪橫梁組價(jià)用螺栓與迂回架緊固連接。

張緊部分由張緊滑輪部、張緊滑道組、驅(qū)動(dòng)改向滑輪部，重錘塊及吊架、懸吊單滑輪、蝸輪卷筒部分等組成，采用移動(dòng)滑車(chē)式，滑車(chē)上有2 個(gè)滾輪，在機(jī)尾滑道上可以隨意移動(dòng)，以張緊主鋼絲繩。主鋼絲繩繞過(guò)張緊滑輪組，單獨(dú)使用1 根鋼絲繩作為張緊繩，另一端通過(guò)改向滑輪組的改向輪改向，然后通過(guò)重錘懸吊滑輪，從巷道頂部垂下吊住重錘塊。張緊鋼絲繩繞在移動(dòng)滑車(chē)的雙滑輪組上，通過(guò)重錘足夠的重量以拉動(dòng)滑車(chē)，起到張緊鋼絲繩的作用。

2.4 電控裝置的安裝

該架空乘人裝置供電從采區(qū)變電所引至機(jī)頭移動(dòng)變電站，采用360 V 動(dòng)力供電。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和電氣安裝圖，在相對(duì)濕度不大于95%的機(jī)頭硐室專設(shè)有KXJ1.8/127（A）型PLC 控制箱、TH12（A）監(jiān)測(cè)控制臺(tái)。所有帶電設(shè)備都必須接地，接線時(shí)按先接負(fù)荷設(shè)備，再接控制線路，最后接供電線路。電控裝置調(diào)試時(shí)，按照架空成人裝置連續(xù)運(yùn)行、間斷運(yùn)行、檢修運(yùn)行等電控方式進(jìn)行，分別檢查各設(shè)備單機(jī)運(yùn)行、聯(lián)合運(yùn)行情況，同時(shí)調(diào)試安全保護(hù)裝置的控制功能和監(jiān)控功能。

3 安全保護(hù)設(shè)置

3.1 保護(hù)裝置設(shè)置

該架空乘人裝置安裝有機(jī)頭機(jī)尾越位保護(hù)、欠超速保護(hù)、掉繩保護(hù)、拉線急停保護(hù)、油溫保護(hù)、制動(dòng)器失效等安全保護(hù)裝置，詳述如下：

1）欠、超速保護(hù)。在離驅(qū)動(dòng)輪最近的橫梁上裝設(shè)一套測(cè)速輪和吊架裝置檢測(cè)鋼絲繩的速度，吊架裝置另一側(cè)安裝調(diào)整傳感器傳輸調(diào)整速度。當(dāng)速度低于額定速度的80%時(shí)，監(jiān)控顯示“欠速保護(hù)”，啟動(dòng)電控裝置提高或者停止運(yùn)轉(zhuǎn)速度；當(dāng)速度高于額定速度的110%時(shí)，監(jiān)控顯示“超速保護(hù)”，啟動(dòng)電控裝置降低或者停止運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

2）越位停車(chē)保護(hù)。在機(jī)頭、機(jī)尾處在下車(chē)點(diǎn)后、距驅(qū)動(dòng)輪和迂回輪不到5 m的橫梁上各設(shè)一套越位停車(chē)保護(hù)，當(dāng)乘人因睡覺(jué)、走神等特殊情況沒(méi)有下車(chē)，卡鉗式可摘掛抱索器會(huì)觸發(fā)越位開(kāi)關(guān)和跑偏傳感器動(dòng)作，控制箱控制系統(tǒng)停車(chē)、制動(dòng)。

3）掉繩停車(chē)保護(hù)。當(dāng)鋼絲繩從繩輪上脫落時(shí)，掉繩保護(hù)動(dòng)作，控制箱控制系統(tǒng)停車(chē)、制動(dòng)。

4）重錘限位保護(hù)。當(dāng)重鍾高度超過(guò)設(shè)定位置時(shí)，重錘保護(hù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，控制箱控制系統(tǒng)停車(chē)、制動(dòng)。

5）拉線急停保護(hù)。沿線布置緊急拉線，當(dāng)乘人發(fā)現(xiàn)鋼絲繩掉繩、帶式輸送機(jī)隔欄打開(kāi)、前方有阻礙物等緊急情況時(shí)，任意拉動(dòng)沿線布置的鋼絲繩，使用保護(hù)動(dòng)作并停車(chē)。急停開(kāi)關(guān)動(dòng)作，控制箱控制系統(tǒng)停車(chē)制動(dòng)。

6）人員上行、下行互鎖。單邊運(yùn)行架空乘人裝置采用電機(jī)正反轉(zhuǎn)方式實(shí)現(xiàn)上下行人的目的，在機(jī)頭操作硐室中增設(shè)上行啟動(dòng)和下行啟動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，并配置全程語(yǔ)音提示裝置和監(jiān)控顯示。人員上班進(jìn)入工作面上行運(yùn)行時(shí)，沿途安全播報(bào)“正在上行、禁止下行”。人員下班出工作面下行開(kāi)啟時(shí)，沿途安全播報(bào)“正在下行、禁止上行”。同時(shí)在單行側(cè)安裝接觸式傳感器，單發(fā)生上下沖突，控制器動(dòng)作立即停車(chē)。操作硐室操作裝置配置操作、監(jiān)控管理人員，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的上、下行互鎖[3]。

3.2 安全隔離

為確保架空乘人裝置運(yùn)行時(shí)乘坐者的安全，在巷道中心偏帶式輸送機(jī)的一幫沿途安裝金屬隔離護(hù)欄，減少人員被防止皮帶跑偏或飛矸傷害。

4 應(yīng)用效果

水峪礦在411027 工作面運(yùn)輸順槽布置單行架空乘人裝置，該裝置運(yùn)行穩(wěn)定，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。同時(shí)運(yùn)輸順槽安裝單行架空乘人裝置，減少新掘順槽約2 300 m，降低了開(kāi)采成本，解決了長(zhǎng)距離、窄巷道中的人員運(yùn)輸問(wèn)題。該裝置機(jī)頭驅(qū)動(dòng)部體積小，機(jī)尾迂回輪及張緊裝置簡(jiǎn)單；電氣控制使電機(jī)正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了架空乘人裝置單向往復(fù)式運(yùn)行；配置先進(jìn)的PLC 控制器和各類保護(hù)裝置，提高了職工的勞動(dòng)效率，降低了煤炭開(kāi)采成本，保障了運(yùn)送人員的安全。