斜井跑車防護裝置應(yīng)用探討

曾維昌

(福建省龍巖紅炭山機械有限公司，福建 龍巖 364000)

0 概述

斜井運輸是煤礦事故易發(fā)、多發(fā)之處，斜井運輸事故的發(fā)生輕者損壞設(shè)備，重者造成人員傷亡，嚴(yán)重影響煤礦生產(chǎn)安全與效益。《煤礦安全規(guī)程》第三百七十條對斜井串車提升運輸方式作出明確規(guī)定:“在傾斜井巷內(nèi)使用串車提升時，必須遵守下列規(guī)定:(一)、在井巷內(nèi)安設(shè)能夠?qū)⑦\行中斷繩、脫鉤的車輛阻止住的跑車防護裝置??(即一坡三擋)上述擋車裝置必須經(jīng)常性關(guān)閉.放車時方準(zhǔn)打開(常閉性要求)。兼作行駛?cè)塑嚨膬A斜井巷，在提升人員時，傾斜井巷中的擋車裝置和跑

車防護裝置必須是常開狀態(tài)，并可靠地鎖住(常開性要求)。按理說《規(guī)程》有明確且必須執(zhí)行的規(guī)定，大家照辦就可確保斜井運輸安全了，然現(xiàn)實確使人失望:有的裝了使用不正常，或裝了不投入正常使用，或裝了不敢投入使用(只是裝個樣子)，有的根本就不裝。任憑事故發(fā)生，毫無辦法。究其原因無非是管理者不夠重視，現(xiàn)有的防護裝置不好用，使用安全可靠性差，投入成本大，安裝不方便等。

1 斜井運輸跑車防護裝置的現(xiàn)狀及分析

目前國內(nèi)斜井運輸跑車防護裝置主要由檢測系統(tǒng)(信息采集處理)、執(zhí)行驅(qū)動裝置、阻攔機構(gòu)和緩沖機構(gòu)4部分構(gòu)成。

1.1 檢測系統(tǒng)主要有:雷達(dá)系統(tǒng)、紅外線傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器式等電子類產(chǎn)品，壓敏限位開關(guān)、行程開關(guān)等接觸式和機構(gòu)動能沖撞式。

1.2 執(zhí)行驅(qū)動裝置有:電動式、液動式、氣動式、脫扣式等。

1.3 阻攔裝置有:鋼性阻攔裝置、柔性阻攔裝置、鋼柔結(jié)合阻攔裝置、直接鉤軸式等。

1.4 緩沖機構(gòu)有:摩擦式吸能(卷筒式、串桿式)和塑性變形吸能等。

2 阻攔狀態(tài)形式分析

阻攔狀態(tài)形式主要分為常開式和常閉式兩大類。

2.1 常開式是指阻攔裝置在正常情況下處于打開狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)礦車飛車(檢測系統(tǒng)檢測到超速)時驅(qū)動阻攔裝置動作阻攔。此種方式存在一些問題:首先是不符合《煤礦安全規(guī)程》第三百七十條對阻攔裝置必須常閉性的要求。其次是平時無法進(jìn)行經(jīng)常性試驗，可靠性無法保證，即需要動作時不一定能動作。綜上兩點，這種形式的跑車防護裝置根本不能采用，達(dá)不到確保斜井跑車防護安全的目的。

2.2 常閉式是指阻攔裝置在正常情況下處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)?shù)V車正常運行接近阻攔裝置時阻攔裝置動作提起打開，礦車通過后再動作放下關(guān)閉。當(dāng)?shù)V車出現(xiàn)飛車時阻攔裝置不動作，直接將飛車攔住的裝置。此種方式的優(yōu)點是:首先阻攔裝置是常閉的，符合《煤礦安全規(guī)程》的要求，其次阻攔及其驅(qū)動裝置在礦車每次正常運行通過一次都要動作一個循環(huán)，這樣就相當(dāng)于對整個裝置進(jìn)行了一次檢驗，配合聲光信號，絞車司機就能夠及時掌握跑車防護裝置的運行情況，這樣只要阻攔裝置牢固可靠就可確保跑車防護裝置的安裝功能__斜井跑車防護的作用.綜上分析此種方式是可行的，但也存在一些問題，現(xiàn)作如下分析探討。

2.2.1 任何裝置在長期的運行中都會出現(xiàn)各種各樣的故障和問題，由其是啟停頻繁的電器元件、設(shè)備，故障更是在所難免。而在斜井設(shè)置一個常閉的阻攔裝置，一旦出現(xiàn)故障而不能正常打開，是必出現(xiàn)新的問題:礦車不能正常通過。

2.2.2 下放時還好，只是將礦車攔住放不下而已，不會引發(fā)大的事故?？商嵘龝r不能正常打開，若沒有相應(yīng)的防護措施，就會造成人為攔住了提升上行的車輛造成斷繩飛車事故，這是絕對不允許發(fā)生的，如何解決應(yīng)對阻攔裝置作進(jìn)一步探討分析，確保其安全。

2.2.3 采用鋼性阻攔裝置時，一旦執(zhí)行機構(gòu)出現(xiàn)故障失靈時，由于其鋼性的作用，提升時壙車會將阻攔裝置頂開滑過，不會將礦車攔住造成事故，這是這類阻攔裝置的優(yōu)點，但這類阻攔裝置對阻攔裝置本身和飛行的礦車都是破壞性太大，恢復(fù)起來也很難，因此一般都不予采用。

2.2.4 采用柔性阻攔裝置(一般用鋼絲繩編織成的阻攔網(wǎng))時，這類裝置阻攔效果好，破壞性小，恢復(fù)起來也快，這是它的優(yōu)點，但一旦執(zhí)行機構(gòu)出現(xiàn)故障失靈時，礦車無法將阻攔網(wǎng)象鋼性阻攔裝置那樣頂起滑過，而是會被攔住造成事故，因此不能將此類阻攔裝置單獨使用。

2.2.5 采用鋼柔結(jié)合阻攔裝置，是取其以上兩點分析的優(yōu)點而設(shè)置的，只要設(shè)計的合理，這種方式其優(yōu)點是明顯的。應(yīng)以柔性阻攔為主，鋼性阻攔為輔的結(jié)構(gòu)設(shè)計為好。

2.2.6 柔性阻攔為主鋼性阻攔為輔是指阻攔由柔性裝置(一般用鋼絲繩編織成的阻攔網(wǎng))完成，執(zhí)行機構(gòu)出現(xiàn)故障失靈時由鋼性阻攔裝置負(fù)責(zé)頂起柔性阻攔裝置使礦車提升運行時安全通過及輔助柔性阻攔網(wǎng)提升(打開)下放(關(guān)閉)的作用，而不用其阻攔功能，這樣就不會在執(zhí)行阻攔時被破壞增加恢復(fù)的困難。

3 關(guān)于檢測系統(tǒng)的應(yīng)用

采用哪種型式都行，只要能配合常閉式跑車防護阻攔裝置在礦車到達(dá)設(shè)計位置能按要求正常動作，使其正常通過，在事故飛車時不動作即可。為確?？煽靠稍诿總€需要檢測的位置設(shè)置前后兩個檢測點(第二個作為第一個備用)，當(dāng)?shù)谝粋€失效時第二個應(yīng)起效，且有聲光報警，提示維修人員及時修復(fù)，確保運行的可靠性。

4 驅(qū)動執(zhí)行裝置

4.1 電動式有提升小絞車和電動推桿等都可以使阻攔裝置實現(xiàn)靈活的提升和下放，不過在頻繁的啟動過程中和執(zhí)行電器(如行程和接近開關(guān)等)也是容易發(fā)生故障，甚至導(dǎo)致電機因過載而燒毀。但其占地小，投資少，維護簡單，在現(xiàn)場(斜井內(nèi)特殊的環(huán)境)容易實現(xiàn)(可在每一阻攔裝置設(shè)置點獨立設(shè)置)等優(yōu)點被廣泛采用。因此在應(yīng)用中要對線路設(shè)計進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，對每一執(zhí)行電器都設(shè)置保護電器(作為第二執(zhí)行電器)并相應(yīng)設(shè)置聲光、語音報警裝置，使絞車司機能及時掌握各設(shè)備運行狀態(tài)，故障時及時通知維修人員及時修復(fù)，確保設(shè)備安全運行。

4.2 液壓、氣動式驅(qū)動裝置，反應(yīng)靈敏可靠，對頻繁開閉影響不大，是理想的執(zhí)行機構(gòu)。但其液壓、氣動站建立的特點若各點獨立設(shè)置投資大，維護成本高;集中設(shè)置則在斜井井巷長距離設(shè)置管路并確保安全運行難以實現(xiàn)，因此基本不以采用。

4.3 脫扣式驅(qū)動裝置只能使用在常開式阻攔裝置中，不宜推廣使用，這里不作說明。

5 緩沖吸能機構(gòu)

緩沖吸能機構(gòu)是吸收礦車因飛車產(chǎn)生的動能(由勢能轉(zhuǎn)換形成)使礦車減速直至停止(同能耗制動原理)的機構(gòu)。常用的有摩擦式吸能和塑性變形吸能等。

5.1 卷筒摩擦式吸能是通過連接阻攔機構(gòu)的鋼絲繩帶動緩沖器轉(zhuǎn)動，使緩沖器中的動靜片及摩擦材料相互作用產(chǎn)生摩擦力.吸收礦車下沖動能這種吸能方式的摩擦副完全密封于卷筒內(nèi)，不受外界因素影響，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，在斜井井巷內(nèi)適應(yīng)性強且易安裝，動作后復(fù)位快，是較理想的緩沖裝置之一。

5.2 串桿式摩擦吸能裝置是通過連接阻攔機構(gòu)的鋼絲繩帶動固定在井巷內(nèi)巖壁上的串桿(動)及摩擦副組(靜)之間相互作用產(chǎn)生摩擦力.吸收礦車下沖動能的裝置。該裝置純鋼制作，材料厚實，固定在巖壁上，緊貼巖壁安裝，幾乎不占空間位置，摩擦副可增可減，環(huán)境適應(yīng)較強，維護簡單，動作后復(fù)位簡單容易，是較理想的緩沖裝置之一。

5.3 塑性變形吸能是通過連接裝置迫使扁鋼帶產(chǎn)生S形塑性變形，吸收礦車下沖動能在潮濕的環(huán)境中鋼帶極易銹蝕.銹蝕的鋼帶再進(jìn)行塑性變形會出現(xiàn)斷裂.緩沖器失去了吸能的作用所以塑性變形吸能不適應(yīng)井巷潮濕的環(huán)境。

6 結(jié)束語

綜上撰述，采用哪種組合應(yīng)該說是容易選擇的，只要實現(xiàn)柔性緩沖攔截能力強(減少或不產(chǎn)生破壞性)，提網(wǎng)機構(gòu)有配置脫扣裝置，有效避免機構(gòu)本身的損傷，安裝方便，維護簡單，性能穩(wěn)定，綜合性能優(yōu)，不會因故障產(chǎn)生安全事故，動作后復(fù)位簡單容易等，加上管理者重視，監(jiān)管到位，相信正常投入使用將成為使用者的必備愿望，畢竟安全是自己需要的。相信煤礦斜井運輸事故，將會因跑車防護裝置的正常應(yīng)用而避免。