斜井跑車防護裝置應用探討

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、多發之處，斜井運輸事故的發生輕者損壞設備，重者造成人員傷亡，嚴重影響煤礦生產安全與效益。《煤礦安全規程》第三百七十條對斜井串車提升運輸方式作出明確規定:“在傾斜井巷內使用串車提升時，必須遵守下列規定:(一)、在井巷內安設能夠將運行中斷繩、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常性關閉.放車時方準打開(常閉性要求)。兼作行駛人車的傾斜井巷，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，并可靠地鎖住(常開性要求)。按理說《規程》有明確且必須執行的規定，大家照辦就可確保斜井運輸安全了，然現實確使人失望: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。任憑事故發生，毫無辦法。究其原因無非是管理者不夠重視，現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狀及分析

目前國內斜井運輸跑車防護裝置主要由檢測系統(信息采集處理)、執行驅動裝置、阻攔機構和緩沖機構4部分構成。

1.1 檢測系統主要有:雷達系統、紅外線傳感器、旋轉編碼器式等電子類產品，壓敏限位開關、行程開關等接觸式和機構動能沖撞式。

1.2 執行驅動裝置有: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、鋼柔結合阻攔裝置、直接鉤軸式等。

1.4 緩沖機構有:摩擦式吸能(卷筒式、串桿式)和塑性變形吸能等。

2 阻攔狀態形式分析

阻攔狀態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，當出現礦車飛車(檢測系統檢測到超速)時驅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。其次是平時無法進行經常性試驗，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閉狀態，當礦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閉。當礦車出現飛車時阻攔裝置不動作，直接將飛車攔住的裝置。此種方式的優點是:首先阻攔裝置是常閉的，符合《煤礦安全規程》的要求，其次阻攔及其驅動裝置在礦車每次正常運行通過一次都要動作一個循環，這樣就相當于對整個裝置進行了一次檢驗，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各種各樣的故障和問題，由其是啟停頻繁的電器元件、設備，故障更是在所難免。而在斜井設置一個常閉的阻攔裝置，一旦出現故障而不能正常打開，是必出現新的問題: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，不會引發大的事故。可提升時不能正常打開，若沒有相應的防護措施，就會造成人為攔住了提升上行的車輛造成斷繩飛車事故，這是絕對不允許發生的，如何解決應對阻攔裝置作進一步探討分析，確保其安全。

2.2.3 采用鋼性阻攔裝置時，一旦執行機構出現故障失靈時，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)時，這類裝置阻攔效果好，破壞性小，恢復起來也快，這是它的優點，但一旦執行機構出現故障失靈時，礦車無法將阻攔網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 采用鋼柔結合阻攔裝置，是取其以上兩點分析的優點而設置的，只要設計的合理，這種方式其優點是明顯的。應以柔性阻攔為主，鋼性阻攔為輔的結構設計為好。

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)完成，執行機構出現故障失靈時由鋼性阻攔裝置負責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提升(打開)下放(關閉)的作用，而不用其阻攔功能，這樣就不會在執行阻攔時被破壞增加恢復的困難。

3 關于檢測系統的應用

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設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。為確保可靠可在每個需要檢測的位置設置前后兩個檢測點(第二個作為第一個備用)，當第一個失效時第二個應起效，且有聲光報警，提示維修人員及時修復，確保運行的可靠性。

4 驅動執行裝置

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靈活的提升和下放，不過在頻繁的啟動過程中和執行電器(如行程和接近開關等)也是容易發生故障，甚至導致電機因過載而燒毀。但其占地小，投資少，維護簡單，在現場(斜井內特殊的環境)容易實現(可在每一阻攔裝置設置點獨立設置)等優點被廣泛采用。因此在應用中要對線路設計進行適當改進，對每一執行電器都設置保護電器(作為第二執行電器)并相應設置聲光、語音報警裝置，使絞車司機能及時掌握各設備運行狀態，故障時及時通知維修人員及時修復，確保設備安全運行。

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

4.3 脫扣式驅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

緩沖吸能機構是吸收礦車因飛車產生的動能(由勢能轉換形成)使礦車減速直至停止(同能耗制動原理)的機構。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的鋼絲繩帶動緩沖器轉動，使緩沖器中的動靜片及摩擦材料相互作用產生摩擦力.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，不受外界因素影響，結構簡單緊湊，在斜井井巷內適應性強且易安裝，動作后復位快，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的鋼絲繩帶動固定在井巷內巖壁上的串桿(動)及摩擦副組(靜)之間相互作用產生摩擦力.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，環境適應較強，維護簡單，動作后復位簡單容易，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生S形塑性變形，吸收礦車下沖動能在潮濕的環境中鋼帶極易銹蝕.銹蝕的鋼帶再進行塑性變形會出現斷裂.緩沖器失去了吸能的作用所以塑性變形吸能不適應井巷潮濕的環境。

6 結束語

綜上撰述，采用哪種組合應該說是容易選擇的，只要實現柔性緩沖攔截能力強(減少或不產生破壞性)，提網機構有配置脫扣裝置，有效避免機構本身的損傷，安裝方便，維護簡單，性能穩定，綜合性能優，不會因故障產生安全事故，動作后復位簡單容易等，加上管理者重視，監管到位，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用而避免。