周鵬飛

摘 要：近年來，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦行業(yè)機(jī)械化程度大幅提高，人們對(duì)井下安全管理水平越來越重視。隨著礦井開采深度的不斷延伸，煤礦工人上下井的路程逐漸增加，猴車成為了必不可少的井下輔助運(yùn)人系統(tǒng)。猴車又叫架空乘人裝置，其具有較高的安全性、較強(qiáng)的適用性以及簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，不僅能夠提高煤礦井下人員的運(yùn)輸效率，而且能夠提高井下運(yùn)輸自動(dòng)化管理水平，進(jìn)一步降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)人系統(tǒng)的無人值守和自動(dòng)化運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：礦井猴車；變坡點(diǎn)；鋼絲繩防落輪裝置

猴車作為井下快速運(yùn)人設(shè)備，被廣泛應(yīng)用在煤礦井下運(yùn)輸作業(yè)中，其顯著優(yōu)勢(shì)在于高效實(shí)用、運(yùn)行方便以及維護(hù)簡(jiǎn)單。隨著礦井機(jī)械化程度的不斷提高，智能控制系統(tǒng)被應(yīng)用于猴車中，使猴車實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行。但在實(shí)際使用中，經(jīng)常出現(xiàn)鋼絲繩落輪、變速箱機(jī)械故障、猴車失控快速下滑等故障，對(duì)職工人身安全造成嚴(yán)重威脅，需要煤礦企業(yè)管理人員加以重視，采取有效措施預(yù)防安全事故的發(fā)生。

1 架空乘人裝置運(yùn)行概況

架空乘人裝置作為現(xiàn)代化礦井的運(yùn)人系統(tǒng)，主要用于礦井斜巷和平巷運(yùn)送礦工，在井下輔助運(yùn)輸工作中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。該裝置是在驅(qū)動(dòng)輪、托繩輪、壓繩輪、迂回輪上安裝鋼絲繩，并張緊拉緊裝置，然后利用架空的無極循環(huán)的鋼絲繩作為牽引承載帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪和鋼絲繩運(yùn)行，乘人吊椅與鋼絲繩通過抱索器連接，在循環(huán)作業(yè)中實(shí)現(xiàn)井上下職工運(yùn)送。該系統(tǒng)安裝了越位保護(hù)、速度保護(hù)、斷繩保護(hù)以及吊椅過擺保護(hù)等裝置，當(dāng)?shù)V工乘坐吊椅上井或下井時(shí)，越位保護(hù)裝置能夠防止職工進(jìn)入機(jī)頭或機(jī)尾，速度保護(hù)能夠避免猴車失控下滑，斷繩保護(hù)能夠提前對(duì)鋼絲繩壽命進(jìn)行極限報(bào)警，吊椅過擺保護(hù)能夠防止礦工掉落摔傷。與此同時(shí)，在架空乘人裝置的中心線裝有緊急停車?yán)€開關(guān)，每間隔50米1個(gè)，并由鋼絲繩連接起來，在緊急情況下能夠啟動(dòng)緊急停車保護(hù)。使用架空乘人裝置的主要目的是減少礦工勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短職工上下井時(shí)間，因此需要不斷優(yōu)化控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行過程，完善各類保護(hù)裝置，提高裝置安全性能，實(shí)現(xiàn)架空乘人裝置安全高效運(yùn)行。

2 架空乘人裝置運(yùn)行中存在的安全隱患

隨著猴車在煤礦中的廣泛應(yīng)用，在猴車運(yùn)行中出現(xiàn)的工傷事故也逐漸增多。通過對(duì)眾多煤礦的猴車運(yùn)人事故進(jìn)行分析可知，在井下運(yùn)人系統(tǒng)中，一旦猴車出現(xiàn)機(jī)械故障，會(huì)導(dǎo)致架空乘人裝置運(yùn)行失控，猴車飛速下滑過程中甩落乘坐人員，造成嚴(yán)重的人身傷亡事故。目前鋼絲繩落輪已成為影響猴車安全運(yùn)行的最大安全隱患，嚴(yán)重影響著井下設(shè)備的安全運(yùn)行，威脅著職工的生命安全。然而鋼絲繩變坡點(diǎn)落輪事故在猴車落輪事故中所造成的損害最大。

由于受煤礦井下煤層的走向、巷道掘進(jìn)等各種客觀條件的限制，很少能夠在一個(gè)平穩(wěn)的坡度上安裝猴車，大部分是高低起伏，變坡點(diǎn)較多，頂板高低不等的情況會(huì)出現(xiàn)在猴車安裝過程中。為了保障猴車能夠順利安裝使用，作業(yè)人員會(huì)將托輪和壓輪安裝在各種變坡點(diǎn)來對(duì)鋼絲繩的走向進(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保其能夠適應(yīng)巷道的變化。這種變坡點(diǎn)的壓輪和托輪處于運(yùn)行鋼絲繩的拐點(diǎn)處，所承受的壓力遠(yuǎn)大于鋼絲繩對(duì)其他托輪造成的壓力，因此如果變坡點(diǎn)鋼絲繩出現(xiàn)脫輪，會(huì)產(chǎn)生巨大的彈力，直接作用于座椅和乘車人員，造成職工人身傷亡。因此，在安裝和運(yùn)行猴車過程中，需要采取有效措施避免變坡點(diǎn)的鋼絲繩出現(xiàn)落輪問題。

3 井下猴車鋼絲繩落輪保護(hù)措施及不足

目前，大部分煤礦使用的架空乘人裝置都會(huì)配備低速打滑、超速停車、張緊限位、沿線急停等安全保護(hù)裝置，很大程度上提高了猴車的安全性能。但是現(xiàn)有的鋼絲繩落輪保護(hù)裝置僅有霍爾感應(yīng)式傳感器和擺桿式防堵塞傳感器兩種，霍爾感應(yīng)式傳感器防護(hù)的原理是在猴車鋼絲繩內(nèi)側(cè)安裝霍爾感應(yīng)式傳感器，猴車鋼絲繩在正常運(yùn)行狀態(tài)下傳感器常閉觸電為閉合狀態(tài)，鋼絲繩一旦出現(xiàn)落輪，會(huì)使傳感器常閉觸電變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，停止猴車的運(yùn)行狀態(tài)；擺桿式防堵塞傳感器防護(hù)的原理是用一個(gè)伸長(zhǎng)的彈簧擺桿控制一個(gè)萬向觸電，當(dāng)鋼絲繩出現(xiàn)落輪，會(huì)使鋼絲繩觸碰到擺桿，觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)猴車運(yùn)行狀態(tài)停止。在猴車鋼絲繩落輪時(shí)，上述兩種方法都可以緊急停止猴車運(yùn)行，但無法從根本上杜絕鋼絲繩落輪現(xiàn)象，而且擺桿式傳感器具有較低的靈敏性，假如落輪鋼絲繩只是掃過傳感器擺桿的話，猴車就無法停止。在使用霍爾式傳感器過程中，由于傳感器在變坡點(diǎn)的壓繩輪或托繩輪上安裝，具有較短的感應(yīng)距離，但是一旦巷道地壓振動(dòng)或座椅出現(xiàn)晃動(dòng)，鋼絲繩出現(xiàn)短距離的振動(dòng)偏離，就會(huì)觸發(fā)感應(yīng)器，導(dǎo)致猴車急停，影響猴車的正常運(yùn)行，具有較差的落繩保護(hù)效果。

4 改進(jìn)變坡點(diǎn)鋼絲繩落輪保護(hù)裝置的措施

1）變坡點(diǎn)壓繩輪處防落輪改造。由于壓繩輪是巷道凹拐點(diǎn)，猴車鋼絲繩通過拐點(diǎn)向上運(yùn)行，因此如果在此處猴車鋼絲繩出現(xiàn)落輪，彈力會(huì)作用于巷道頂板，對(duì)巷道頂板的巖石造成嚴(yán)重摩擦，如果落輪停車保護(hù)不動(dòng)作的話就會(huì)使鋼絲繩磨斷，造成嚴(yán)重的猴車失控下滑事故。為了有效降低鋼絲繩落輪故障，煤礦生產(chǎn)單位可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)猴車進(jìn)行改造，適當(dāng)增加壓繩輪的長(zhǎng)度，在原有猴車壓繩輪基礎(chǔ)上增加一個(gè)輪襯長(zhǎng)度，將兩個(gè)輪襯安裝在一個(gè)托輪上，調(diào)整鋼絲繩中心線至里側(cè)的輪襯，正常工作時(shí)一般使用里側(cè)的輪襯。在受到震動(dòng)情況下，鋼絲繩一旦出現(xiàn)偏離落輪，能夠落在外側(cè)的輪襯上，確保壓繩輪仍可正常工作，而且受到鋼絲繩彈力的作用，落在外側(cè)輪襯后能夠逐漸向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，避免了鋼絲繩繼續(xù)落向外側(cè)。當(dāng)機(jī)電檢修人員發(fā)現(xiàn)鋼絲繩在外側(cè)輪襯運(yùn)動(dòng)后，能夠及時(shí)對(duì)猴車系統(tǒng)進(jìn)行檢修維護(hù)，并恢復(fù)至里側(cè)托繩輪襯上，確保猴車鋼絲繩的安全運(yùn)行。

2）鋼絲繩落輪停車保護(hù)改造。防堵塞傳感器式鋼絲繩落輪保護(hù)一般是在鋼絲繩掉落方向側(cè)進(jìn)行安裝，在變坡點(diǎn)鋼絲繩落輪時(shí)，鋼絲繩快速?gòu)棾?，防堵塞傳感器彈簧擺桿彎曲后又迅速?gòu)椘?，由于彈簧擺桿的彈性原因，導(dǎo)致猴車短時(shí)間停止后又恢復(fù)擺桿并重新啟動(dòng)，無法起到停車保護(hù)的作用。通過長(zhǎng)期實(shí)踐應(yīng)用，可以對(duì)擺桿的觸動(dòng)方式進(jìn)行改造，在托繩輪處鋼絲繩上方安裝擺桿式傳感器，將一個(gè)帶擺桿的滾輪安裝在傳感器彈簧擺桿上方，滾輪始終滾動(dòng)在運(yùn)行的鋼絲繩上，如果鋼絲繩出現(xiàn)偏離落輪，滾輪下落至限位座上，隨后觸動(dòng)彈簧擺桿動(dòng)作，猴車停止運(yùn)行。

3）變坡點(diǎn)托繩處防落輪改造。在猴車運(yùn)行過程中，鋼絲繩通過托繩輪處向下轉(zhuǎn)向運(yùn)行，鋼絲繩如果落輪向下彈出，乘坐人員會(huì)受到巨大彈力的作用而出現(xiàn)傷亡情況，因此需要將一個(gè)機(jī)械防脫繩裝置增加在變坡點(diǎn)拖繩輪的外側(cè)。防脫繩裝置為正六角形，中間帶軸承，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)角之間的空隙可以自由進(jìn)出一個(gè)卡爪，而且能夠按照卡爪的寬度對(duì)正六角形的半徑進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。另外將配重塊增加至其中兩個(gè)角上，使六角形偏重，在每次卡爪撞擊轉(zhuǎn)動(dòng)后確保兩個(gè)重角保持垂直位置，為卡爪的進(jìn)出提供有利條件。在安裝時(shí)，防脫繩裝置和托繩輪緊密配合，由于震蕩導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)偏離時(shí)，防脫繩裝置能夠限制鋼絲繩脫離輪襯。為了防止落輪鋼絲繩對(duì)變坡點(diǎn)的托輪造成影響，可以將一套鋼絲繩落輪停車保護(hù)開關(guān)安裝在變坡點(diǎn)鋼絲繩運(yùn)行方向的前方，確保變坡點(diǎn)防脫繩裝置的安全運(yùn)行。

5 結(jié)束語

綜上所述，在煤礦井下生產(chǎn)中，受地壓振動(dòng)和人員不規(guī)則乘車影響，經(jīng)常出現(xiàn)變坡點(diǎn)鋼絲繩掉輪情況，給職工的上下井造成不安全隱患。煤礦企業(yè)要高度重視礦井猴車保護(hù)裝置的優(yōu)化，不斷提高猴車控制水平，增強(qiáng)猴車安全可靠性，減少事故發(fā)生率，促進(jìn)煤礦企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

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