黃龍軍

（百色雙田礦業(yè)有限公司，廣西 百色 531501）

在煤礦的井下運(yùn)輸設(shè)備中固定抱索器乘人裝置（俗稱猴車）是運(yùn)送煤礦斜井工作人員上下的專用工具，架空乘人裝置具有運(yùn)行可靠、操作簡單、人員上下方便、動(dòng)力消耗小、維修方便和輸送效率高等優(yōu)勢。但是，由于煤礦巷道過長與彎曲度較大，架空乘人裝置的梁常常會出現(xiàn)擠壓變形的現(xiàn)象，導(dǎo)致托繩輪與架空裝置的鋼絲繩運(yùn)行角度變大，在實(shí)際使用中頻繁出現(xiàn)脫繩現(xiàn)象，給職工人員的人身安全帶來了隱患。結(jié)合我單位的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)架空乘人裝置防掉繩保護(hù)裝置，以強(qiáng)化架空乘人裝置的捕繩功能，提高員工乘坐架空乘人裝置的安全水平。

一、煤礦架空乘人裝置的工作原理

煤礦架空乘人裝置中的鋼絲繩是安裝在驅(qū)動(dòng)輪、壓繩輪、托繩輪和尾輪上面的，經(jīng)過重錘張緊裝置拉緊后，會由驅(qū)動(dòng)裝置將動(dòng)力輸出帶動(dòng)鋼絲繩與驅(qū)動(dòng)輪無限循環(huán)運(yùn)行。乘人裝置上的鋼絲繩與抱索器在運(yùn)行中會機(jī)械自鎖，抱索器鎖緊在鋼絲繩上，在運(yùn)行過程中上行或下行，完成輸送工作人員的目的[1]。驅(qū)動(dòng)裝置上的電機(jī)會輸出動(dòng)力帶動(dòng)減速機(jī)上鋼絲繩與驅(qū)動(dòng)輪做循環(huán)無極運(yùn)行，吊椅被鎖緊在運(yùn)行的鋼絲繩上隨著鋼絲繩做上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸?shù)V工的目的。在安裝架空乘人裝置橫梁前要檢測巷道標(biāo)高基準(zhǔn)中心線，將此作為安裝的基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)人員按照圖紙預(yù)埋驅(qū)動(dòng)部分的橫梁、托輪橫梁、尾輪、導(dǎo)軌橫梁、重錘橫梁，安裝完畢的壓繩輪與托繩輪應(yīng)與一側(cè)的全線中心線出現(xiàn)在同一線上，偏差值±2mm[2]。

架空乘人裝置的鋼絲繩經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)作，直徑會變小，長度會變長。所以，在日常工作中檢修人員要定期調(diào)整張緊裝置與抱索器夾緊力，并使重錘高度一直保持著懸掛狀態(tài)。因?yàn)?，鋼絲繩的索道經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，驅(qū)動(dòng)輪與尾輪的襯墊會磨損到10mm左右，如果不立即更換掉，容易造成抱索器和吊椅在經(jīng)過索道時(shí)發(fā)生跳動(dòng)和擺動(dòng)的現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下會掉繩，威脅到乘坐人員的人身安全。

二、架空乘人裝置鋼絲繩掉道的原因

架空乘人裝置給礦工作業(yè)者帶來了很多的便利，提高了礦下運(yùn)輸和開采的效率。架空乘人裝置不僅促進(jìn)了煤礦建設(shè)本質(zhì)安全型礦井，還降低了礦工的勞動(dòng)強(qiáng)度，加大架空乘人裝置在煤礦工作中的應(yīng)用可以提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但是，多處頻發(fā)的安全事故給煤礦工作人員的生活帶來了很大的影響。導(dǎo)致安全事故的發(fā)生的原因除了乘坐人員在架空乘人裝置運(yùn)行時(shí)因晃動(dòng)造成碰傷或架空乘人裝置出現(xiàn)飛車事故外，還有以下幾點(diǎn)原因。

（一）鋼絲繩接頭處跳動(dòng)

架空乘人裝置使用的鋼絲繩都是無極鋼絲繩，使用對接可以使鋼絲繩形成圓圈的無極狀態(tài)。鋼絲繩的對接搭接工藝不達(dá)標(biāo)，結(jié)繩處的繩芯直徑不一樣。按照《煤礦安全規(guī)程》，鋼絲繩的插接長度不能小于鋼絲繩直徑的一千倍，但是架空乘人裝置的鋼絲繩直徑有20多種，對接的長度在30米左右。繩芯的直徑大小不一，在運(yùn)行中經(jīng)過托繩輪時(shí)會產(chǎn)生跳動(dòng)，而跳動(dòng)的幅度太大則會導(dǎo)致鋼絲繩跳出輪槽。

（二）托繩輪的高低不一致

架空乘人裝置會在上下山巷道內(nèi)運(yùn)行，巷道的長度逼仄導(dǎo)致架空乘人裝置在安裝托繩輪時(shí)有些托繩輪不在同一條水平線上，托繩輪的高度不一致。托繩輪過高或過低都會導(dǎo)致鋼絲繩在經(jīng)過時(shí)出現(xiàn)脫繩情況，鋼絲繩與托繩輪出現(xiàn)脫軌，導(dǎo)致掉道[3]。

（三）托繩輪的輪襯磨損嚴(yán)重

托繩輪在經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行后，輪襯部位容易出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。托繩輪的輪襯疲勞磨損后，增大了乘坐人員的人身威脅。

（四）抱索器損壞

有些架空乘人裝置內(nèi)的抱索器變形或損壞會使得鋼絲繩的運(yùn)行軌跡出現(xiàn)異常，發(fā)生掉道現(xiàn)象?；蛘呤潜髌鲹p壞后翻到鋼絲繩的內(nèi)側(cè)，鋼絲繩運(yùn)行到托繩輪時(shí)被托繩輪阻擋住，鋼絲繩受到彈力的影響掉出輪槽，造成安全事故[4]。

（五）人為因素

參與采礦工作的人員基本上是一些本地的礦工，他們都沒有經(jīng)過安全培訓(xùn)，在架空乘人裝置的運(yùn)行過程中由于人為因素發(fā)生意外的情況很多。比如乘坐人員的坐姿不當(dāng)，在乘坐吊椅時(shí)將雙腳放在吊椅的腳蹬上，容易導(dǎo)致鋼絲繩晃動(dòng)出現(xiàn)掉道的情況。乘坐人員在上吊椅和下吊椅時(shí)，動(dòng)作幅度過大，吊椅的位置會出現(xiàn)挪動(dòng)，給后面要上吊椅的人帶來安全隱患。檢修人員沒有做好日常的設(shè)備維護(hù)與檢測工作，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)架空乘人裝置的安全隱患，造成鋼絲繩掉道。

三、架空乘人裝置的防掉繩保護(hù)措施

為了降低架空乘人裝置的安全事故發(fā)生率，煤礦企業(yè)在應(yīng)用架空乘人裝置時(shí)采取了防掉繩保護(hù)措施，根據(jù)上述提高的各種安全問題進(jìn)行研究，制定合理的解決方案。要在安全防掉繩保護(hù)裝置前做好一系列的準(zhǔn)備工作。安裝隊(duì)對架空乘人裝置的橫梁進(jìn)行固定，完成各項(xiàng)基礎(chǔ)工作。礦方確定巷道的中線與腰線位置，在橫梁上做出記號，安裝防掉繩保護(hù)裝置的人員嚴(yán)格按照中線、腰線進(jìn)行安裝。

（一）安裝防掉繩裝置

對架空乘人裝置的防掉繩保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將其牢牢地固定在托繩輪上，防掉繩保護(hù)裝置的加工材料為常用輔料。保護(hù)裝置應(yīng)設(shè)置機(jī)頭、機(jī)尾越位保護(hù)、鋼絲繩壽命極限保護(hù)、重錘下限位保護(hù)裝置、緊急停車保護(hù)、上下坡掉繩保護(hù)裝置、到站語音提示、斷繩保護(hù)等安全裝置。施工人員在安裝防掉繩裝置時(shí)需要將鋼絲繩安裝在托繩輪的內(nèi)側(cè)，防止鋼絲繩在運(yùn)行過程中掉繩[5]。防掉繩保護(hù)裝置的繩道內(nèi)側(cè)可以做成直徑為12mm的圓弧，降低運(yùn)行中托繩輪對鋼絲繩造成的磨損，擴(kuò)大鋼絲繩運(yùn)行范圍的寬度。擋板與銷軸連接固定，銷軸自身帶有彈簧，保證架空乘人裝置的座椅抱索器在通過時(shí)可以快速復(fù)位，保證防掉繩裝置能夠時(shí)刻發(fā)揮保護(hù)作用。托繩輪的外側(cè)有一個(gè)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(dòng)的情況下，帶動(dòng)鋼絲繩轉(zhuǎn)動(dòng)以達(dá)到防掉繩的目的[6]。

（二）做好插接鋼絲繩的繩頭工作

在更換或者安裝鋼絲繩時(shí)，使用再生布將插接好的繩頭仔細(xì)包好，每個(gè)繩頭纏包1米左右，按照鋼絲繩的運(yùn)行方向插接向前運(yùn)行的接頭，慢慢拽動(dòng)原繩芯，注意不要用力過猛，避免直接拽出繩芯。將需要插接的繩頭插接到鋼絲繩內(nèi)部后，再截?cái)嘣K芯，然后使用橡皮錘敲打鋼絲繩，將原繩芯與新的繩芯結(jié)合在一起，完成插接鋼絲繩頭的工作，保證不會在運(yùn)行中出現(xiàn)跳動(dòng)。

（三）欠速打滑保護(hù)裝置

鋼絲繩在托繩輪上打滑會增大鋼絲繩與輪槽之間的摩擦，造成鋼絲繩磨損嚴(yán)重。前面內(nèi)容有講述到鋼絲繩質(zhì)量對架空乘人裝置運(yùn)行安全的影響，當(dāng)鋼絲繩破損嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致抱索器運(yùn)行不穩(wěn)定，出現(xiàn)滑軌或掉繩的安全事故。針對這一問題，工作人員可以借助高靈敏度與高精度的霍爾傳感器中的PLC采集脈沖信號，對脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與運(yùn)算。當(dāng)架空乘人裝置的運(yùn)行速度與托繩輪速度相差大于20%時(shí)則自動(dòng)切斷電源，3秒后安全閘實(shí)現(xiàn)欠速打滑保護(hù)。

（四）防逆行保護(hù)

單方架空乘人裝置的上下人員較多，會增大架空乘人裝置的負(fù)力導(dǎo)致逆行。采用雙極型高精度霍爾傳感器采集脈沖數(shù)據(jù)，對脈沖進(jìn)行分析，判別纜車的運(yùn)行方向。當(dāng)架空乘人裝置反逆行200mm時(shí)，會由PLC控制自動(dòng)切斷電源，工作閘啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)防逆行保護(hù)。

（五）做好日常維護(hù)與保養(yǎng)工作

定期對架空乘人裝置進(jìn)行檢修，做好事前檢查事后維修的工作。架空乘人裝置在運(yùn)行一段時(shí)間后，部分機(jī)械零件可能會出現(xiàn)磨損和松動(dòng)的現(xiàn)象。為了保證架空乘人裝置能夠充分發(fā)揮設(shè)備性能，保障架空乘人裝置的安全可靠，相關(guān)部門需要定期對架空乘人裝置進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)維修，更換掉磨損的零部件。每三個(gè)月進(jìn)行一次全面檢查，每天對易松動(dòng)部位進(jìn)行檢查，并做好記錄。

四、結(jié)語

架空乘人裝置是一種重要的輔助運(yùn)輸設(shè)備，目前我國2000多處礦井中大概應(yīng)用了4200多套架空乘人裝置，平均每天有40萬礦工乘坐架空乘人裝置上下。在煤礦工作的采集與運(yùn)輸過程中保證工作人員的人身安全是煤礦企業(yè)安全管理中的重要事項(xiàng)，架空乘人裝置的防掉繩保護(hù)措施一直是研究的重點(diǎn)。目前，常用的防掉繩保護(hù)裝置主要是對鋼絲繩脫槽問題進(jìn)行預(yù)防，在鋼絲繩即將脫離輪槽時(shí)將可能的路徑封閉，避免鋼絲繩在卡死或自擰的前提下出現(xiàn)脫槽現(xiàn)象，提高架空乘人裝置的安全系數(shù)，確保乘坐人員的安全，促進(jìn)煤礦運(yùn)輸工作安全有序的運(yùn)行。在日常工作中加大對乘坐架空乘人裝置的員工進(jìn)行培訓(xùn)，初次乘坐人員需要了解架空乘人裝置的運(yùn)行特性，掌握乘坐方案，從自身做起將安全文明乘坐落實(shí)到實(shí)處，降低乘坐架空乘人裝置的風(fēng)險(xiǎn)，減少安全事故發(fā)生的可能性。