斜井自動安全門設計與安裝

韋根遠

（廣西地礦資源勘查開發有限責任公司，廣西 南寧 530023）

廣西貴港市六梅礦區井下開拓系統為斜井開拓，礦區內有兩條礦脈，因原地質資料不全面，原見礦鉆孔控制深度至+90m，井口標高為+240m，現已開采至+10m中段，共有5個中段，9條斜井，斜井多，作業人員多。礦山斜井井口設有腳踏式阻車器，掛鉤工推礦至井口時需用腳踩阻車器才能讓礦車通過，偶有掛鉤工忘記掛鋼絲繩把車推過阻車器，礦車在無鋼絲繩牽引的狀態下在斜井中行駛，造成礦車、鐵軌、管線損壞的安全事故。為了提供一個安全和諧的工作環境，保證安全生產，在每個斜井井頸處安裝一個自動安全門，通過電路控制安全門的起降，防止因人員疏忽麻痹引起的“跑車”事故發生，對減少財產損失和避免人員傷亡有重大的意義。

1 斜井參數及地質條件

斜井提升采用單鉤串車組提升方式，每次提升2輛礦車，礦車型號：KFU0.6-6，尺寸（長×寬×高）： 1600mm×850mm×1198mm，最大載重量1.4t，斜井斷面尺寸根據運輸設備類型、人行道寬度、各種安全間隙要求及管路合理布置，設計寬×高：2.4m×2.2m，斜井坡度為-26°，軌距 600mm。斜井多布置在礦脈下盤，圍巖為寒武系黃洞口組中、上段的細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖等，圍巖蝕變較明顯，主要有：硅化、絹云母化、綠泥石化、方解石化等，其巖石硬度系數 f＝7～8【1】，無需支護。

2 自動安全門材料

每套自動安全門的主要材料為 YBLX-K1/111行程開關 6個；CJT1-40交流接觸器2個；CD型電動葫蘆1臺；斷路器1個；14＃槽鋼 8m、10＃槽鋼 2.4m; ?65mm 圓鋼 4.8m、?40mm 圓鋼3.2m、?68mm圓管1m。

3 自動安全門的工作原理

自動安全門的起降工作的原理：礦車在斜井行駛過程中，礦車車身碰到安裝在斜井壁上的行程開關，通過行程開關控制電葫蘆電機的正轉和反轉來完成安全門的起降。斜井壁上安裝四個行程開關，在安全門前方安裝 2個行程開關（1XWK和4XWK），分別控制電葫蘆中的電機正轉和反轉，在安全門后方安裝2個行程開關(2XWK和3XWK)，分別控制電葫蘆中的電機反轉和正轉（具體位置如圖一）。電葫蘆中的電機正轉和反轉的自動停止通過安全門升起和下降過程中碰到斜井頂的行程開關（5XWK和6XWK）來完成。在斜井頂部安裝2個行程開關（具體位置如圖1），行程開關5XWK用于控制停止電葫蘆電機的正轉，行程開關6XWK用于控制停止電葫蘆電機的反轉。整個過程還通過紅、綠指示燈來準確判斷安全門的工作狀態，指示燈安裝在絞車房，便于絞車工觀察安全門工作狀態，紅燈表示安全門正在起降工作狀態或關閉狀態，不能通車。綠燈表示安全門在開通狀態，可以通車。

圖1 安全門示意圖

當礦車從井口向井底行駛，礦車車身首先碰到行程開關1xwk，紅燈亮，電葫蘆電機正轉，安全門開啟，礦車繼續向下行駛車身碰到行程開關4xwk, 行程開關4xwk用于控制電葫蘆電機反轉，因為電路設置為電氣聯鎖【2】，電機不反轉，安全門繼續提升，當安全門提升到頂部碰到行程開關 5xwk，行程開關5xwk用于控制電葫蘆電機停止工作，此時電機正轉停止，綠燈亮，表示安全門完全開啟可安全通過。當礦車通過安全門后，碰到行程開關2xwk，行程開關2xwk用于控制電葫蘆電機反轉，紅燈亮，安全門下降，礦車繼續向下行駛車身碰到行程開關3xwk，行程開關3xwk用于控制電葫蘆電機正轉，因為電路設置為電氣聯鎖，電機不正轉，安全門繼續下降，當安全門下降到底碰到行程開關6xwk，行程開關6xwk用于控制電葫蘆電機停止工作，此時電機反轉停止，表示安全門完全關閉。當礦車從井底向井口上行時，安全門工作方式與礦車下行時相反。整個安全門的工作狀態依靠行程開關的常閉、常開和電氣聯鎖的連接來完成。電路的連接如圖2。

圖2 安全門電路圖

4 自動安全門的安裝

首先用7655鉆機在斜井壁鑿孔，孔徑42mm，共4個孔，其中兩個孔用于架設電葫蘆，兩個孔用于架設安全門固定部位，孔深50cm，用? 40mm圓鋼插入孔內固定，外部余出30cm。安全門的固定部位用? 68mm圓管與其焊接為一體，并套入? 65mm圓鋼，? 65mm圓鋼與? 40mm圓鋼焊接固定。安全門的門身用14＃槽鋼焊接而成，門身內寬750mm大于軌距（600mm）。在斜井頂部安裝電葫蘆，用10＃槽鋼做電葫蘆的底座，底座水平安裝，底座固定在? 65mm圓鋼上，電葫蘆安裝的位置在安全門底部橫欄上端垂直部位的斜井頂部，力矩大，受力小。指示燈盡量安裝在絞車房，便于絞車工觀察安全門工作狀態。

行程開關安裝位置，以地表井口安全門為例進行說明。地表使用的是JT800/630提升絞車，繩速為1.35m/s。礦車高度1.2m,根據電葫蘆有關參數（見表1）計算控制電機正轉的行程開關安裝位置。

表1 電動葫蘆有關參數

L:控制電機正轉的行程開關距安全門位置（m）

V1:電葫蘆起升速度（m/min）

V2:絞車繩速（m/s）

控制電葫蘆電機正轉的行程開關安裝在距安全門前方和后方12.15m的位置，當礦車未插插銷“跑車”時，首先碰到控制正轉（控制安全門升起）的行程開關，因沒有鋼絲繩的牽引，又屬于下坡狀態，由于自身重力產生正加速度，礦車速度大于繩速，當其行駛至安全門時，其行駛時間少于有鋼絲繩牽引時到達安全門時的時間，安全門還未完全打開，礦車未能通過安全門，安全門把礦車卡住。

控制電葫蘆的電機反轉（控制安全門關閉）的行程開關安裝位置必須大于礦車完全通過安全門的距離，在六梅礦區井口采用的是提升兩部礦車的絞車，礦車長1.6m，兩部礦車及連環套總長 3.7m，故控制電機反轉的行程開關安裝位置距安全門至少3.7m以上。

5 結語

（1）此安全門主要用于防止掛鉤工工作疏忽未放插銷而把礦車推下斜井造成的“跑車”事故，對于鋼絲繩在提升過程中繃斷造成的“跑車”事故，通過定期檢查鋼絲繩，維護保養提升鋼絲繩來避免。

（2）根據紅、綠指示燈觀察安全門的工作狀態，便于絞車工按指示燈操作，有效避免“跑車”事故，減少礦區財產損失。

（3）利用行程開關和電氣聯鎖，有效控制安全門的升降，安全門材料易于采購、安裝、維護、操作方便。

[1]廣西貴港市福六嶺（六梅）金礦區開發初步可行性研究報告[R].廣西地礦資源勘查開發有限責任公司,1997.5.

[2]李燕生,楊桂森,陳家修.實用電工問答[M].北京:金盾出版社,1993.4.