架空乘人装置安全保护装置研制与应用

架空乘人装置安全保护装置研制与应用

张玉玺

河南平宝煤业有限公司 河南 许昌 461700

摘要：架空乘人装置是煤矿井下专用的一种乘人工具，属于无极绳运输系统，主要由驱动部分、站点部分、尾轮部分、张紧部分、钢丝绳、安全保护装置及电控系统组成。经张紧装置张紧后，由驱动装置输出动力带动驱动轮和钢丝绳运行，从而实现输送矿工的目的，可缩短通勤时间，减轻矿工体力消耗。它具有人员运送量大、运行安全可靠、上下方便、随到随行、不需等待、一次性投入低、动力消耗小、操作简单、便于维护、操作人员少等特点。由于架空乘人装置是运人的特殊设备，与副井提升机运人设备一样，其运行安全的重要性和监管的紧迫性不亚于地面上的汽车交通。该装置的安全运行不仅关乎煤矿的安全，更事关矿工的生命保障与和谐社会的建设。所以，架空乘人装置的安全至关重要，应该尽快将之纳入国家层面高度集中管理。

关键词：架空乘人装置; 安全保护装置; 安全隐患

引言

在斜井人员提升运输中，煤炭企业多选用架空乘人装置进行工作。因其具有高安全性、高实用性、维护量较小、操作简便等特点。但由于井下围岩、矿压、断层、埋深等条件各不相同，架空乘人装置在使用过程中受巷道支护、断面布局、施工等影响，会产生不同的故障问题，因此如何对架空乘人装置进行选型并制定针对性的管理措施，对于保证煤矿运人安全具有重要意义。

1架空乘人装置工作原理分析

为了更好地对架空乘人装置各种零部件进行故障诊断，应了解其工作原理。架空乘人装置作为煤矿开采工程中的人员转移装备，主要采用的是电动机驱动型式，并通过减速机减速，通过减速机内的减速齿轮对电动机的传输速度进行放缓，最终能够安全运送作业人员。减速机在工作过程中带动旋转摩擦轮进行转动，从而带动整个驱动装置。摩擦轮与液压工作原理的自动闸相结合，带动一根架空的传动钢丝绳，采用无极变速的模式实现各级速度的调节，根据工作面内不同坡度的大小对转动速度的角速度进行调整。各个作业人员乘坐在吊椅上从机头端运动到机尾端，从而完成对每个需要下井工人的转送任务。同时架空乘人装置还具有尾轮及张紧装置，在钢丝绳受到长期作用力后其长度会发生变化，需要及时对钢丝绳进行张紧，保证钢丝绳的每处受力均匀，并且在牵引作业人员时能够保障高度的稳定，不会出现较大的波动。

2现有操作方法及存在问题

目前，井下现场通过手动拉索来控制架空人车阻道器的关闭，实现架空乘人装置的通行，间接来控制架空人车乘人安全运行间隔距离，这种方式完全依靠目测手动操作，需要现场一直有专职司机，当符合下个乘人通行条件时，再次通过拉索阻道器打开，对乘人予以放行，松开拉索，阻道器闭合，依次循环反复进行。改进前依靠现场专职司机目测安全距离，手动操作控制阻道器关闭来控制乘车人员通行，乘人安全间距不好控制，随意性太大，难以满足安全性要求，同时也增加了现场操作人员的工作强度。

3煤矿架空乘人装置的防护设计

虽然通过架空乘人装置的远程控制系统可以减少煤矿开采工人的体能消耗，加强对装置的监控，在一定程度上保证了员工的人身安全。但是在煤矿开采的过程中，架空乘人装置的掉道问题是较为普遍的问题，而且这一问题不仅影响了煤矿开采的工作效率，更是严重影响了煤矿开采员工的人身安全。因此在改进的煤矿架空乘人装置中，必须对掉道的问题进行优化改进。（1）掉道问题分析。钢丝绳掉道主要是指在架空乘人装置在运行的过程中，钢丝绳脱离托压绳轮，从而偏离运行轨道的现象。导致钢丝绳掉道的原因主要包括：①托绳轮高低水平不一致。煤矿架空乘人装置需要在一定坡度的巷道内安装，在安装的过程中，由于巷道建设的原因，可能就会导致拖轮绳不在一条水平线上。在运行过程中，钢丝绳运行到低水平位置的拖轮绳处时，钢丝绳无法接触到拖轮绳，从而导致了脱轮和掉道的现象。②抱索器或者乘人装置出现破损。在抱索器或者乘人装置出现破损后或会出现重心偏移的现象，当重心偏移严重时就会导致钢丝绳的轨迹出现偏差，从而导致钢丝绳的掉道。③拖轮绳的位置发生偏移。在架空乘人装置的长时间运行过程中，可能会出现个别托绳轮的安装位置不正，出现偏移，当钢丝绳运行到这些部位时就会出现掉道的现象。④拖轮绳的轮衬出现严重的磨损，超过使用寿命。拖轮绳的轮衬属于消耗品，在长时间的运行后会出现严重的磨损，如果未能及时更换这些磨损严重的轮衬，在钢丝绳的运行过程中也会出现掉道的现象。（2）优化改进措施。针对钢丝绳的掉道现象，可以从以下几点进行优化改进。①增加双向调控行程开关。在装置机尾部位的张紧装置上安装双向调控行程开关，可以保证钢丝绳的不间断的延伸性，从而完善了钢丝绳松绳的机械保护，保证钢丝绳运行中的松紧适度可控。②增加机械保护装置。为了保证钢丝绳在单轮上的平稳运行，可以在单轮的上方加装机械保护装置，避免钢丝绳在运行中出现大幅度抖动的现象。③增强检修的频率。架空乘人装置作为工作连续性较强的设备，装置的轮衬，单轮等部位都属于高消耗的部位，因此为了保证装置的平稳运行，相关的人员应该加强对架空乘人装置的检修频率，及时更换磨损严重的零部件。

4项目总体设计

（1）主斜井架空乘人装置具有远程、就地、检修、调试操作状态，远程状态下能自动切断就地控制模式，地面集控中心可以控制设备实现连续运行方式或间断运行方式；就地状态下能自动切断远程控制，并可以控制设备实现连续运行、间断运行方式；检修状态下能实现设备“禁启”；调试状态下设备能自动切断自动控制，只能使用手动控制且为点动运行。（2）实现井上井下的联络通讯，当井上集控室广播主控站对井下喊话时，主斜井中所有信号控制箱都能听到声音；井下架空乘人装置信号控制箱与井上广播主控站喊话时，主斜井所有信号控制箱都能听到声音；对重要的监测点实现数据实时在线监测，对各类设备通讯状态、运行方式、运行参数、故障信息及电量实时监控、存储；对机头、机尾、上下人车等重点位置实时视频监控，对主轴、电机、减速器等重点部位进行振动、温度监测；完善报警机制，当系统监测到设备运行出现异常时，显示界面弹出故障信息，集控中心及时进行语音报警。（3）地面上位机组态系统可实现地面与井下工业以太网的接入，能够在地面监控中心或者通过WEB网页实时监测监控系统运行状况，并对一些重要相关数据形成历史报表；具备通讯扩展能力，可以使用相关协议实现对架空乘人装置其它设备的数据上传。（4）在远程监控状态下，通过安装在机头、中间、机尾上车点的红外线传感器，当电控系统处于间断运行方式时，矿用本安型红外线感应到人体信号，设备自动启动，以设定的间断运行时间运行；当设备间断运行时间归零后，设备自动停止运行；最终实现无人值守，减员增效，降低劳动强度，减少故障。

5架空乘人装置安装安全措施

架空乘人装置的安装质量是影响装置能否按期运行的关键环节。首先，在架空承认装置安装期间，将指定安装施工负责人进行主要负责工作，按照规章制度统一指挥、统一调度，向所有参与施工的工作人员传达安装执令，不得擅自行动；其次，对安装过程中所使用的大型设备器械要严格检查，不得损坏、超载；再次，装车运输设备零部件时，不得超高、超宽、超长。封车、绑扎要牢固；最后，在安装完毕后，要进行设备验收和运行情况的确认，待试运行通过后方可正式投入使用。

结束语

通过在将传统的架空乘人装置进行升级改造，实现架空乘人装置的远程控制，提高架空乘人装置的自动化水平，可以有效地保证架空乘人装置的安全有效运行，提高劳动效率。同时，随着科学技术的不断发展，架空乘人装置依然有着很大的优化空间，有关的设计人员应该根据时代的发展变化对架空乘人装置进行不断的优化升级。

参考文献

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