喬艷青
(山煤集團蒲縣萬家莊煤業(yè)有限公司,山西蒲縣 041204)
副立井擔負著煤礦下料、下設備、出矸石等任務,是礦井物料運輸?shù)难屎?。副立井的安全運行,是實現(xiàn)礦井安全高效生產(chǎn)的必要保障。煤礦安全規(guī)程對立井提升做了詳細的規(guī)定,其中:立井罐籠提升井口、井底和各水平的安全門與罐籠位置、搖臺或者鎖罐裝置、阻車器之間的聯(lián)鎖,必須符合下列要求:
(1)井口、井底和中間運輸巷的安全門必須與罐位和提升信號聯(lián)鎖:罐籠到位并發(fā)出停車信號后安全門才能打開;安全門未關閉,只能發(fā)出調(diào)平和換層信號,但發(fā)不出開車信號;安全門關閉后才能發(fā)出開車信號;發(fā)出開車信號后,安全門不能打開。
(2)井口、井底和中間運輸巷都應當設置搖臺或者鎖罐裝置,并與罐籠停止位置、阻車器和提升信號系統(tǒng)聯(lián)鎖:罐籠未到位,放不下?lián)u臺或者鎖罐裝置,打不開阻車器;搖臺或者鎖罐裝置未抬起,阻車器未關閉,發(fā)不出開車信號[1]。
上述內(nèi)容均未對罐籠內(nèi)擋車裝置進行約束。結(jié)合立井提升實際情況,某礦副立井采用單層雙礦車罐籠提升,最大運行速度可達6.47 m/s。罐籠底部安裝一套可扳動的擋車裝置,通過固定罐籠內(nèi)礦車的車輪,達到穩(wěn)定礦車的目的。但是在實際應用中,把鉤工容易因忘記扳動罐籠底部的擋車裝置而造成竄車事故。而且即使底部擋車裝置扳到位的情況下,當提升機高速運行時,罐籠底部的擋車裝置作用有限,不能有效地固定罐籠內(nèi)的礦車,在急?;蚴枪薜雷冃蔚那闆r下[2],罐籠在運行中劇烈晃動,罐籠底部的擋車裝置難以有效卡住礦車,也容易出現(xiàn)竄車事故[3],嚴重影響提升系統(tǒng)的安全運行。
本文作者提出對罐籠擋車裝置進行改進的方案。在礦車車身中部增加一套柔性擋車裝置,對礦車進行冗余保護,并對信號設備的PLC程序進行改進,實現(xiàn)擋車裝置與信號閉鎖[4]。當把鉤工沒有按規(guī)定使用擋車裝置時,信號設備不能發(fā)出開車信號。通過這次改進,大大提高了物料提升的可靠性,而且操作簡便,易于上手。
1.1.1 機械部分的改進
在罐籠兩側(cè)焊接U型卡,一側(cè)固定鐵鏈,鐵鏈終端連接鉤環(huán),使用時將鉤環(huán)鉤在對側(cè)的U型卡上,鏈條高度適中,可以阻擋礦車車身竄動。鏈條終端同時用細鋼絲繩連接一磁鐵。鏈條選用T8級起重鏈條,如圖表1和表1所示。
圖1 T8級鏈條
表1 T8級起重鏈條參數(shù)表
根據(jù)罐籠內(nèi)最大載荷重量進行強度校驗:
F=mg=16.8 t×9.8=165 kN
根據(jù)表1,10×30的鏈條最小破斷負荷為181 kN>165 kN,故選用10×30的鏈條。1.1.2電氣部分的改進
(1)在井口和井底停車位置安裝GCU100礦用本安型磁感應接近開關[5]。接近開關安裝在正對鉤環(huán)固定的位置,在接近開關對應的罐籠部位開孔,并焊接磁鐵固定架,使得磁鐵可以在開孔部位伸出罐籠一定距離去控制磁感應接近開關。
(2)對信號機PLC程序進行改進,在程序信號閉鎖回路中串接一輸入點X50。當新裝的擋車裝置鏈條掛好后,將磁鐵裝于磁鐵固定架上,磁感應接近開關動作使輸入點X50接通,PLC程序內(nèi)部信號閉鎖回路接通。此時,顯示操車完成,可以發(fā)開車信號。
在罐籠相關部位焊接U型卡,并安裝擋車鐵鏈。鐵鏈終端安裝掛鉤和磁鐵。在罐籠相關部位進行開孔,在罐籠外側(cè)焊接磁鐵固定架,用于固定磁鐵,確保磁鐵不會在運行中自行脫落。在井上下磁鐵對應部位安裝GUC100礦用本安型磁感應接近開關。將接近開關與PLCX50端子連接,對PLC程序進行補充[6],在程序信號閉鎖回路中增加X50擋車裝置閉鎖點。并且只有在提物模式下,該擋車裝置閉鎖才起作用,提人模式下忽略該擋車裝置閉鎖功能。
罐籠擋車裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示,PLC程序示意圖如圖3所示。
圖2 罐籠擋車裝置結(jié)構(gòu)示意圖
工作原理介紹:
礦車在推入罐籠前,把鉤工先將內(nèi)側(cè)擋車鐵鏈掛好,并將磁鐵吸于磁鐵固定架上。然后將礦車推入適當位置,將底部原裝擋車裝置扳好,卡住礦車車輪,最后將外側(cè)擋車鐵鏈末端的掛鉤掛好,鐵鏈擋住車身并吸好磁鐵(圖2),此時PLC程序中擋車X50閉鎖接通。然后關好安全門,搖臺升起到位,安全門閉鎖和搖臺閉鎖接通,此時井口信號操車裝置操作臺顯示操作完成??梢园l(fā)出開車信號(圖2)。如果擋車鐵鏈沒有掛好或者擋車磁鐵沒有吸于磁鐵架內(nèi),則PLC內(nèi)擋車閉鎖不能接通,操作完成指示燈不亮,不能發(fā)出開車信號。
當罐籠內(nèi)乘坐人員時,信號工選擇提人方式,則PLC程序內(nèi)甩掉X50擋車裝置閉鎖功能,此時把鉤工可以不用操作擋車裝置,當安全門關到位同時搖臺升到位時,則可以發(fā)出開車信號,主提升司機通過信號工發(fā)出的開車信號進行開車。
圖3 PLC程序示意圖
(1)擋車裝置選用柔性擋車材料,可用鐵鏈或者鋼絲繩,減小罐籠內(nèi)占用空間。和剛性材料相比,在寬罐籠內(nèi)使用,剛性材料受到的彎矩較大,容易損壞,而柔性材料在沖擊下主要受到拉力和剪切力,比剛性材料更加耐用。
(2)磁鐵選用礦用本安型磁感應開關配套的磁鐵,該磁鐵磁場強度較大,而且長度足夠長,可以有效緩解提升重物時造成的罐籠豎直方向的偏移。
(3)礦用本安型磁感應接近開關完全適用于煤礦井下,不會因為煤安證、防爆證等安全事項限制改造工作的落實[7]。
(4)繼續(xù)改進PLC程序后,擋車磁鐵可以改為磁性鐵棒,直接在罐籠開30×300的長槽,既減小安裝空間,又可省去磁鐵固定架。當擋車鐵鏈掛好后,將磁棒從長槽上部劃到下部(類似于銀行卡刷卡過程),即可接通擋車閉鎖。操作更加簡便。
副立井JKMD提升機[8]擋車裝置改進后,實際運行效果良好,即使提升機在全速運行時,礦車也能夠保持平穩(wěn),在入四角罐道時,減少了對四角罐道的沖擊。在數(shù)次下放重型設備時,擋車裝置能夠有效鎖住重物,保證提升機平穩(wěn)、安全運行。此次改進方案施工工藝簡單,施工成本低,改進后操作簡便,提升系統(tǒng)運行穩(wěn)定,安全可靠,對其他礦井在立井提升安全管理工作方面有較大的啟發(fā)和指導意義。