劉思敏

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)永定莊煤業(yè)公司， 山西 大同 037000）

0 引言

隨著煤礦開采工作的持續(xù)進(jìn)行，我國煤礦井下巷道的距離逐漸增長，在長距離巷道的人員運輸中，雖然傳統(tǒng)的架空乘人裝置有著一定的輔助運輸效果，不過在實際應(yīng)用中易受到井下復(fù)雜環(huán)境的影響。如何有效對井下輔助運輸架空乘人裝置進(jìn)行改進(jìn)，便成為當(dāng)前很多煤礦企業(yè)需要考慮的問題。結(jié)合該裝置所具有的投資低、效率高和能耗低的特點，對架空乘人裝置的改造和智能化應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 架空乘人裝置的工作原理及結(jié)構(gòu)功能

針對井下輔助運輸架空乘人裝置而言，作為煤礦井下開采中的重要人員轉(zhuǎn)移設(shè)備，其運行工作原理較為簡單，主要借助電動機(jī)驅(qū)動、減速機(jī)減速，實現(xiàn)人員的上升、下降運輸。在其結(jié)構(gòu)組成及作用上有以下幾點：第一，減速機(jī)可以在工作中帶動旋轉(zhuǎn)摩擦輪進(jìn)行滾動，實現(xiàn)對整個驅(qū)動裝置的帶動；第二，自動閘和摩擦輪相互結(jié)合，可以帶動架空的傳動鋼絲繩，既可以通過無級變速實現(xiàn)各級速度的調(diào)節(jié)，也能結(jié)合井下工作面坡度的不同調(diào)整轉(zhuǎn)動的角度；第三，當(dāng)?shù)跻螐臋C(jī)頭（機(jī)尾）運動到機(jī)尾（機(jī)頭），便可以實現(xiàn)一次人員運輸任務(wù)；第四，架空乘人裝置還有尾輪和張緊裝置，結(jié)合鋼絲繩在長期受力下的拉長，需要借助張緊裝置進(jìn)行張緊，確保鋼絲繩受力均勻且保持運輸高度穩(wěn)定[1]。

2 井下架空乘人裝置的改進(jìn)設(shè)計

2.1 地軌導(dǎo)向裝置改造設(shè)計

在對地軌導(dǎo)向裝置進(jìn)行改造后，可以避免在下人站點、上人站點和通過驅(qū)動輪的過程中出現(xiàn)大幅度的擺動，具體會在機(jī)頭和機(jī)尾處設(shè)計地軌導(dǎo)向裝置，可以與吊廂下部導(dǎo)向輥互相配合，提高吊廂運動軌跡的穩(wěn)定性，降低人員上、下吊廂所導(dǎo)致的擺動風(fēng)險。同時，為了提高地軌導(dǎo)向裝置的應(yīng)用價值，還需要做好以下改造：第一，可以將地軌導(dǎo)向端頭軌設(shè)計為扇子狀，在避免吊廂進(jìn)入導(dǎo)向槽卡阻后，提高吊廂運行安全性；第二，機(jī)尾處導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向內(nèi)軌為活動軌，能結(jié)合架空乘人裝置的部位變動進(jìn)行自動調(diào)整，可確保吊廂沿著內(nèi)軌外沿安全運行[2]。

2.2 語音提示升級改造

結(jié)合以往的架空乘人裝置而言，所使用的語音提示音箱存在著較多的缺陷，不僅有著語音提示單一、聲音小和音箱體積大的問題，也存在內(nèi)部配件易損壞的問題，結(jié)合語音提示的作用，需要及時進(jìn)行升級改造。具體可以對礦用通信信號裝置進(jìn)行改造，在加入語音模塊和人體感應(yīng)開關(guān)后，起到及時、有效的語音提示目的。經(jīng)過測試，只有員工乘坐架空乘人裝置時，人體感應(yīng)開關(guān)才會工作，進(jìn)而語音系統(tǒng)發(fā)出語音提示，且聲音較為洪亮和清晰。另外，升級的語音提示內(nèi)容也更為多樣化，可以進(jìn)行下車點提示、安全乘坐規(guī)范等方面信息的播報，能提高架空乘人裝置的應(yīng)用價值[3]。

2.3 可調(diào)壓固定式抱索器改造設(shè)計

在可調(diào)壓固定式抱索器中，組成上主要包括調(diào)壓螺栓、壓緊螺栓、上下壓板等方面，在進(jìn)行安裝中需要注重以下流程：第一，要先用上壓板卡住鋼絲繩，然后進(jìn)行下、上壓板的安裝并壓緊螺栓；第二，在壓緊螺栓中不可直接將上、下壓板進(jìn)行壓緊，需要使用調(diào)壓螺栓由左至右緩慢推動下壓板，在抵緊鋼絲繩直到變形后，再擰緊3 根壓緊螺栓，保障上、下壓板可以對整個鋼絲繩進(jìn)行緊抱。結(jié)合鋼絲繩在受力后會拉得更長、更細(xì)，需要相關(guān)人員做好壓緊力的合理調(diào)整和鋼絲繩滑動的檢查。經(jīng)過實踐，該可調(diào)壓固定式抱索器與托輥套、繩輪摩擦塊之間的沖擊磨損較小，可有效提高摩擦塊、鋼絲繩和托輥的使用壽命，有著較高的價值，其結(jié)構(gòu)可以參考圖1。

圖1 調(diào)壓抱索器結(jié)構(gòu)

2.4 上車感應(yīng)開關(guān)改造設(shè)計

傳統(tǒng)架空乘人裝置的電氣控制系統(tǒng)中，使用紅外漫反射光電開關(guān)，結(jié)合實際應(yīng)用的情況看，有著感應(yīng)范圍小和感應(yīng)精度低的問題，當(dāng)乘人椅子經(jīng)過時容易被誤感應(yīng)，且維修頻率和難度上都有著一定缺陷。經(jīng)過技術(shù)人員研究，決定使用安全監(jiān)控本安型接線盒，在充分利用隨著光敏電阻光線越強(qiáng)，其阻值越小的原理，同時結(jié)合三極管導(dǎo)通的特性，在實現(xiàn)對輸入PLC的信號進(jìn)行改造后，形成新的上車感應(yīng)開關(guān)。通過光電開關(guān)對架空乘人裝置的開機(jī)進(jìn)行控制，有著動作靈敏和故障率低的優(yōu)勢，且改造成本和維護(hù)成本都在合理范圍內(nèi)。改造后的開關(guān)原理可以參考圖2。

圖2 改造后的開關(guān)原理

3 井下架空乘人裝置的智能化應(yīng)用

3.1 故障診斷智能化系統(tǒng)應(yīng)用

煤礦井下的開采環(huán)境較為復(fù)雜，因此在多種因素的干擾下容易出現(xiàn)各種故障問題。結(jié)合信息時代的發(fā)展，通過故障診斷智能化系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效對故障點進(jìn)行提前發(fā)現(xiàn)和位置確定，進(jìn)而更好地解決故障問題，確保架空乘人裝置有著運行安全性。為提高故障診斷智能化系統(tǒng)的可靠性，需要選擇防爆型壓力傳感器，在對人員輸送過程中的模擬信號進(jìn)行采集后，通過轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號并且輸送到計算機(jī)中，可以對數(shù)字信號進(jìn)行分析，進(jìn)而幫助相關(guān)人員了解實時的井下人員輸送情況，圖3 為智能化故障診斷系統(tǒng)。結(jié)合圖3 可知，不同部件有著不同的傳感器，可以通過電壓式傳感器將各部件的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，在實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)化、分類、傳遞和分析后，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程發(fā)布、顯示、報警和數(shù)據(jù)庫等功能。

圖3 智能化故障診斷系統(tǒng)

3.2 電氣自動控制智能化系統(tǒng)應(yīng)用

在架空乘人裝置的電氣自動控制智能化系統(tǒng)中，主要由礦用本質(zhì)安全型電氣操作臺、礦用隔爆型液晶顯示屏、PLC 礦用隔爆電氣控制箱、礦用隔爆語音提示箱等設(shè)備組成。其中電氣控制箱是該系統(tǒng)的核心組成，有著較多功能操作，同時能向隔爆液晶顯示屏輸出對應(yīng)裝置信息，滿足相關(guān)人員對裝置的安全監(jiān)測需要；電氣操作臺也有著重要作用，包含索道啟停、開車預(yù)警、故障復(fù)位、運行調(diào)試、報警消音和畫面切換等功能，同時配有電源指示燈和報警蜂鳴器，該裝置的自動運行流程可以參考圖4。

圖4 架空乘人裝置自動運行流程

4 應(yīng)用效果分析

在對井下輔助運輸架空乘人裝置進(jìn)行改造和智能化升級后，在長達(dá)半年的運行中表現(xiàn)較為穩(wěn)定，無安全事故發(fā)生，有著較高的安全效益。同時借助PLC控制系統(tǒng)，能提高架空乘人裝置的自動化程度，實現(xiàn)設(shè)備的無人值守，降低企業(yè)的人力資源成本支出，有著較高的經(jīng)濟(jì)效益。通過改造和升級架空乘人裝置，不僅能提高員工上下班的便利性、降低員工的工作強(qiáng)度，也能實現(xiàn)故障的自動監(jiān)測，有著良好的生產(chǎn)效益。

5 結(jié)語

結(jié)合目前很多煤礦企業(yè)應(yīng)用的架空乘人裝置看，雖然能基本滿足員工的運輸需要，不過在設(shè)計方面存在一些缺陷，有著安全隱患，需要在地軌導(dǎo)向裝置、語音提示、可調(diào)壓固定式抱索器和上車感應(yīng)開關(guān)等方面，結(jié)合實際需要進(jìn)行改造設(shè)計，同時要結(jié)合信息時代的發(fā)展，做好架空乘人裝置的智能化升級。經(jīng)過實踐，改造后的架空乘人裝置有著較高的運行安全性和效率，能滿足煤礦井下開采的需要。