姚洪平，崔冬雪

（1.唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063299；2.河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063000）

總的來說，整個礦井提升設(shè)備運行性能會對礦井生產(chǎn)產(chǎn)生影響，同時與人員生命和財產(chǎn)安全息息相關(guān)。更為重要的是，在煤礦生產(chǎn)過程中，應(yīng)保證設(shè)備能夠處于長期連續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，盡可能降低相關(guān)事故問題的出現(xiàn)幾率，縮短檢修時間，保障工作人員的人身安全，為企業(yè)發(fā)展提供更多機會?，F(xiàn)階段，我國礦井安全門最為常見的形式有2種，即左右平移開閉式和上下開閉式。如果按照動力源進行劃分，主要包括人工操作式、罐籠帶動垂直升降式以及動力驅(qū)動式。

1 工程概況

某煤礦中，兼并重組了很多中小型煤礦，在執(zhí)行所述煤礦安全檢查操作任務(wù)時，很多礦井副立井罐籠和提升信號以及安全門均未執(zhí)行閉鎖操作，從而為整個礦井安全帶來極大安全隱患。為了將該項問題解決，企業(yè)內(nèi)部機電部門設(shè)立很多專項課題，以現(xiàn)有罐籠安全門為基礎(chǔ)，執(zhí)行全面的優(yōu)化改進設(shè)計，最終研究出一種新型安全門閉鎖裝置，為后續(xù)相關(guān)工作的開展創(chuàng)造有利條件。

2 閉鎖裝置的優(yōu)勢

首先，安全門電磁鎖借助于提升機信號程序，可以實現(xiàn)自動打開和關(guān)閉控制，還能與提升機信號系統(tǒng)建立合作關(guān)系，不需要工作人員進行任何的手動操作，使系統(tǒng)操作繁瑣性得到合理簡化。其次，借助于鎖鉤鎖住安全門之后，無法憑借外力將其打開。再次，電磁鎖如果沒有鎖到位，便會發(fā)出報警信號，該種情況下，即使開車信號出現(xiàn)，實際電磁鎖依舊不會保證電路聯(lián)通，安全門無法打開，導(dǎo)致整個系統(tǒng)安全性受到影響。最后，在實際礦井安全門研究上，最為常見的控制類型有油缸和氣缸控制，再加上液壓系統(tǒng)實際特點，倘若油缸驅(qū)動安全門門體處于合適狀態(tài)，油缸閉鎖功能必然能夠被觸發(fā)。受上述情況影響，安全門將轉(zhuǎn)變成關(guān)閉狀態(tài)，此時的機械閉鎖也顯得十分可靠，外人很難將其打開，強化安全特性。但該液壓系統(tǒng)容易受到溫度和油質(zhì)影響，導(dǎo)致維護成本明顯提升。站在氣缸驅(qū)動系統(tǒng)角度來說，同樣容易受到礦井條件影響，之所以會出現(xiàn)這種情況，是因為氣壓系統(tǒng)之中涉及到一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)能夠?qū)飧桩a(chǎn)生破壞，增加整個系統(tǒng)的故障出現(xiàn)幾率。對于電磁閉鎖裝置應(yīng)用，很難受到周圍環(huán)境影響，整體維護成本也較低。

另外，當氣缸控制系統(tǒng)以及油缸控制系統(tǒng)之中出現(xiàn)故障問題之后，工作人員應(yīng)按照具體要求，將零部件拆卸下來，當所有故障問題處理好后，便可以將安全門打開，但該過程需要消耗很長時間。一旦電磁閉鎖裝置出現(xiàn)故障問題，應(yīng)立即使用應(yīng)急處理操作，該類操作十分簡單，而且繼電器自身帶有強制開關(guān)，可以讓電磁鎖處于通電狀態(tài)，此時，安全門可以順利開啟。如果電磁鎖存在一些故障問題，工作人員應(yīng)做到及時將電磁鎖鎖頭復(fù)位，保證安全門順利開啟，放出罐內(nèi)工作人員，避免罐內(nèi)出現(xiàn)人員滯留問題。

3 煤礦副立井安全門閉鎖裝置的研制內(nèi)容

3.1 機械閉鎖機構(gòu)

本文研究的新型機械閉鎖裝置的組成主要涉及到兩方面內(nèi)容：首先是彈簧銷，該機構(gòu)中所應(yīng)用的彈簧銷屬于是帶套銷軸，內(nèi)部設(shè)置內(nèi)置彈簧，平時處于常閉狀態(tài)，實際彈簧銷安裝上，主要集中在井口護欄周圍，為了保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，工作人員應(yīng)提前測量好彈簧銷銷軸直徑，安裝相應(yīng)的閉鎖銷插孔。如果是在常閉狀態(tài)之下，安全門會受到彈簧銷閉鎖影響，無法正常打開。其次是常閉機械控制以及動力機構(gòu)，該類結(jié)構(gòu)主要安裝在罐籠附近側(cè)面護欄上?？v觀整個機構(gòu)設(shè)計過程，最為常見的原理為杠桿原理，工作人員應(yīng)提前將杠桿的一端固定在井架上，另一端安裝在井口一側(cè)。實際機構(gòu)相互連接時，最為常見的連接物質(zhì)為鋼絲繩。

當主罐籠與井口鎖盤處于平行狀態(tài)時，會與機械閉鎖插銷連桿機構(gòu)發(fā)生接觸，此時，杠桿機構(gòu)一端需要承受極大壓力，讓連接鋼絲不斷上升，而鋼絲繩的另一端與彈簧銷連接在一起，受鋼絲繩的拉動，能夠拉動彈簧銷回收，最終原理安全門閉鎖孔，保證安全門能夠順利開啟。站在另一個角度來說，如果罐籠可以提升到停止位置，安全門同樣可以被順利打開。如果主罐下至杠桿機構(gòu)下端，整個鋼絲繩完全放松，彈簧銷也不會有拉力，安全門機械閉鎖插銷也會受到彈簧作用力，最終出現(xiàn)復(fù)位狀態(tài)，保證整個安全門機械閉鎖過程的合理性，強化機械閉鎖安全門的應(yīng)用效果。

3.2 信號閉鎖機構(gòu)

除了對機械閉鎖機構(gòu)進行應(yīng)用之外，信號閉鎖應(yīng)用同樣重要。相關(guān)工作人員可以選擇在安全門閉鎖上端等位置安裝可靠性較高的信號傳感器，一組之中需要安裝兩個。此時，如果安全門處于關(guān)閉狀態(tài)，傳感器之間的距離也會越來越近，保證信號能夠在傳感器之間進行反饋，提升信號也能有效發(fā)出。倘若罐籠處于停止位置，當安全門處于打開狀態(tài)時，傳感器之間的距離也會增加，如果其中一個傳感器發(fā)出信號，另外的傳感器無法做出回應(yīng)，最終不利于絞車信號的傳遞。當安全門中的兩個傳感器信號與絞車醫(yī)生回路信號相互串進之后，相應(yīng)的提升信號以及安全門閉鎖過程不會受到任何影響。站在整體角度來說，安全門閉鎖和信號閉鎖的相互合作，當罐籠發(fā)出停車信號后，安全門能夠及時轉(zhuǎn)變?yōu)榇蜷_狀態(tài)。倘若安全門無法正常關(guān)閉，開車信號也不會正常發(fā)出，為實際工作的開展創(chuàng)造安全環(huán)境。

3.3 新型安全門閉鎖裝置的制作

一般來說，杠桿機構(gòu)之中均勻的分布著很多小孔，為鋼絲繩提供鏈接位置，而且鋼絲繩也會穿在不同位置處。當杠桿機構(gòu)被罐籠抬起之后，被拉起的鋼絲無法發(fā)揮作用，人們可以根據(jù)實際情況，選擇合適的鋼絲繩連接位置。其次，對于彈簧銷內(nèi)彈簧規(guī)格的選擇，除了符合彈簧銷自動復(fù)位要求之外，如果沒有拉力作用，彈簧銷軸銷也能處于自動復(fù)位狀態(tài)。再次，主體操作應(yīng)滿足連接彈簧銷和杠桿機構(gòu)的鋼絲繩要求，具體內(nèi)容如下：第一，保持較高的柔軟度。在通過導(dǎo)向輪時，應(yīng)保證與導(dǎo)向輪形成緊密連接，還要保證能夠輕易轉(zhuǎn)變方向，剛性不能過大，在沒有拉力作用時，還需要與導(dǎo)向輪保持緊密貼合狀態(tài)，決不能脫離導(dǎo)向輪中的導(dǎo)向槽。第二，做好防銹操作。在井口處，潮濕度很高，環(huán)境也比較惡劣，倘若鋼絲繩沒有執(zhí)行防銹處理，后續(xù)使用時往往會對其機械性能產(chǎn)生影響。因此，人們應(yīng)盡可能應(yīng)用膠套鋼絲繩，直徑大約為4mm。

在杠桿機構(gòu)和罐籠接觸時，罐籠壁應(yīng)具備較強的滑動能力，但如果長期處于該種狀態(tài)，整個罐籠也會受到損傷。因此，在杠桿機構(gòu)前段，工作人員可以選擇加裝一個尼龍滾，使其發(fā)揮出滑動輪的效果，只有這樣，才能有效避免罐籠結(jié)構(gòu)所引發(fā)的劃痕問題，強化抵御銹蝕的能力。在杠桿機構(gòu)和井架結(jié)合設(shè)計時，應(yīng)該以鉸接操作為主。相關(guān)研究表明，在銷軸直徑設(shè)計上，最為常見的數(shù)值為7mm以上，只有這樣，才能保證系統(tǒng)可以承受更大的徑向剪切力，上銷軸也不會出現(xiàn)永久性形變現(xiàn)象。所以說，工作人員需要在銷軸上涂上黃油，避免出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，還能增強杠桿和銷軸間的潤滑作用，降低摩擦力?？偟膩碚f，該結(jié)構(gòu)設(shè)計操作比較簡單，可靠性也能有所保障，能夠借助于信號傳感器串入絞車提升信號回路閉鎖效果，讓井口安全門閉鎖始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，保障立井提升的安全性。

4 實踐應(yīng)用效果分析

當新型安全門閉鎖裝置設(shè)計好之后，該煤礦副立井提升系統(tǒng)也需要進行穩(wěn)定的安裝和調(diào)試，現(xiàn)階段，整體運行依舊沒有出現(xiàn)任何嚴重問題。對于新型安全門閉鎖裝置應(yīng)用，能夠避免由于操作失誤，引發(fā)嚴重的安全事故。在裝置應(yīng)用時，該企業(yè)沒有出現(xiàn)一起由于安全門打開而引發(fā)的風(fēng)險事件。相比之下，安全門閉鎖裝置在制作上并不復(fù)雜，投入資金量有限，呈現(xiàn)出較高的性價比。另外，在提升系統(tǒng)安全性和可靠性同時，還能控制好設(shè)備主體生產(chǎn)成本，取得更高的經(jīng)濟效益。

5 結(jié)語

綜上所述，本文所研究的新型安全門閉鎖裝置應(yīng)用了2套獨立機械控制系統(tǒng)，實際主副罐籠中的安全門閉鎖裝置可以做到單獨控制，并與回路中的各種傳感器建立合作關(guān)系，保證安全門以及罐籠處于機械閉鎖狀態(tài)，借助于罐籠的升降動力，還能保證不會相互影響，可以在實際工作中得到廣泛應(yīng)用。