喬艷青

（山煤集團(tuán)蒲縣萬家莊煤業(yè)有限公司，山西蒲縣 041204）

0 引言

副立井擔(dān)負(fù)著煤礦下料、下設(shè)備、出矸石等任務(wù)，是礦井物料運(yùn)輸?shù)难屎怼８绷⒕陌踩\(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)礦井安全高效生產(chǎn)的必要保障。煤礦安全規(guī)程對(duì)立井提升做了詳細(xì)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(tái)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(yùn)輸巷的安全門必須與罐位和提升信號(hào)聯(lián)鎖：罐籠到位并發(fā)出停車信號(hào)后安全門才能打開；安全門未關(guān)閉，只能發(fā)出調(diào)平和換層信號(hào)，但發(fā)不出開車信號(hào)；安全門關(guān)閉后才能發(fā)出開車信號(hào)；發(fā)出開車信號(hào)后，安全門不能打開。

（2）井口、井底和中間運(yùn)輸巷都應(yīng)當(dāng)設(shè)置搖臺(tái)或者鎖罐裝置，并與罐籠停止位置、阻車器和提升信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)鎖：罐籠未到位，放不下?lián)u臺(tái)或者鎖罐裝置，打不開阻車器；搖臺(tái)或者鎖罐裝置未抬起，阻車器未關(guān)閉，發(fā)不出開車信號(hào)[1]。

上述內(nèi)容均未對(duì)罐籠內(nèi)擋車裝置進(jìn)行約束。結(jié)合立井提升實(shí)際情況，某礦副立井采用單層雙礦車罐籠提升，最大運(yùn)行速度可達(dá)6.47 m/s。罐籠底部安裝一套可扳動(dòng)的擋車裝置，通過固定罐籠內(nèi)礦車的車輪，達(dá)到穩(wěn)定礦車的目的。但是在實(shí)際應(yīng)用中，把鉤工容易因忘記扳動(dòng)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(dāng)提升機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行中劇烈晃動(dòng)，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(yán)重影響提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

本文作者提出對(duì)罐籠擋車裝置進(jìn)行改進(jìn)的方案。在礦車車身中部增加一套柔性擋車裝置，對(duì)礦車進(jìn)行冗余保護(hù)，并對(duì)信號(hào)設(shè)備的PLC程序進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)擋車裝置與信號(hào)閉鎖[4]。當(dāng)把鉤工沒有按規(guī)定使用擋車裝置時(shí)，信號(hào)設(shè)備不能發(fā)出開車信號(hào)。通過這次改進(jìn)，大大提高了物料提升的可靠性，而且操作簡(jiǎn)便，易于上手。

1 實(shí)施方案

1.1 改進(jìn)內(nèi)容

1.1.1 機(jī)械部分的改進(jìn)

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(shí)將鉤環(huán)鉤在對(duì)側(cè)的U型卡上，鏈條高度適中，可以阻擋礦車車身竄動(dòng)。鏈條終端同時(shí)用細(xì)鋼絲繩連接一磁鐵。鏈條選用T8級(jí)起重鏈條，如圖表1和表1所示。

圖1 T8級(jí)鏈條

表1 T8級(jí)起重鏈條參數(shù)表

根據(jù)罐籠內(nèi)最大載荷重量進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)：

F=mg=16.8 t×9.8=165 kN

根據(jù)表1，10×30的鏈條最小破斷負(fù)荷為181 kN＞165 kN，故選用10×30的鏈條。1.1.2電氣部分的改進(jìn)

（1）在井口和井底停車位置安裝GCU100礦用本安型磁感應(yīng)接近開關(guān)[5]。接近開關(guān)安裝在正對(duì)鉤環(huán)固定的位置，在接近開關(guān)對(duì)應(yīng)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(yīng)接近開關(guān)。

（2）對(duì)信號(hào)機(jī)PLC程序進(jìn)行改進(jìn)，在程序信號(hào)閉鎖回路中串接一輸入點(diǎn)X50。當(dāng)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(yīng)接近開關(guān)動(dòng)作使輸入點(diǎn)X50接通，PLC程序內(nèi)部信號(hào)閉鎖回路接通。此時(shí)，顯示操車完成，可以發(fā)開車信號(hào)。

1.2 具體步驟

在罐籠相關(guān)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(guān)部位進(jìn)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(huì)在運(yùn)行中自行脫落。在井上下磁鐵對(duì)應(yīng)部位安裝GUC100礦用本安型磁感應(yīng)接近開關(guān)。將接近開關(guān)與PLCX50端子連接，對(duì)PLC程序進(jìn)行補(bǔ)充[6]，在程序信號(hào)閉鎖回路中增加X50擋車裝置閉鎖點(diǎn)。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。

2 工作原理

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(dāng)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(shí)PLC程序中擋車X50閉鎖接通。然后關(guān)好安全門，搖臺(tái)升起到位，安全門閉鎖和搖臺(tái)閉鎖接通，此時(shí)井口信號(hào)操車裝置操作臺(tái)顯示操作完成。可以發(fā)出開車信號(hào)（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(hào)。

當(dāng)罐籠內(nèi)乘坐人員時(shí)，信號(hào)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(shí)把鉤工可以不用操作擋車裝置，當(dāng)安全門關(guān)到位同時(shí)搖臺(tái)升到位時(shí)，則可以發(fā)出開車信號(hào)，主提升司機(jī)通過信號(hào)工發(fā)出的開車信號(hào)進(jìn)行開車。

圖3 PLC程序示意圖

3 方案的優(yōu)點(diǎn)

（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(yīng)開關(guān)配套的磁鐵，該磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度較大，而且長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，可以有效緩解提升重物時(shí)造成的罐籠豎直方向的偏移。

（3）礦用本安型磁感應(yīng)接近開關(guān)完全適用于煤礦井下，不會(huì)因?yàn)槊喊沧C、防爆證等安全事項(xiàng)限制改造工作的落實(shí)[7]。

（4）繼續(xù)改進(jìn)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(zhǎng)槽，既減小安裝空間，又可省去磁鐵固定架。當(dāng)擋車鐵鏈掛好后，將磁棒從長(zhǎng)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(jiǎn)便。

4 結(jié)語

副立井JKMD提升機(jī)[8]擋車裝置改進(jìn)后，實(shí)際運(yùn)行效果良好，即使提升機(jī)在全速運(yùn)行時(shí)，礦車也能夠保持平穩(wěn)，在入四角罐道時(shí)，減少了對(duì)四角罐道的沖擊。在數(shù)次下放重型設(shè)備時(shí)，擋車裝置能夠有效鎖住重物，保證提升機(jī)平穩(wěn)、安全運(yùn)行。此次改進(jìn)方案施工工藝簡(jiǎn)單，施工成本低，改進(jìn)后操作簡(jiǎn)便，提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，對(duì)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(dǎo)意義。