某礦JKMD提升機罐籠擋車裝置的改進

喬艷青

（山煤集團蒲縣萬家莊煤業有限公司，山西蒲縣 041204）

0 引言

副立井擔負著煤礦下料、下設備、出矸石等任務，是礦井物料運輸的咽喉。副立井的安全運行，是實現礦井安全高效生產的必要保障。煤礦安全規程對立井提升做了詳細的規定，其中：立井罐籠提升井口、井底和各水平的安全門與罐籠位置、搖臺或者鎖罐裝置、阻車器之間的聯鎖，必須符合下列要求:

（1）井口、井底和中間運輸巷的安全門必須與罐位和提升信號聯鎖：罐籠到位并發出停車信號后安全門才能打開；安全門未關閉，只能發出調平和換層信號，但發不出開車信號；安全門關閉后才能發出開車信號；發出開車信號后，安全門不能打開。

（2）井口、井底和中間運輸巷都應當設置搖臺或者鎖罐裝置，并與罐籠停止位置、阻車器和提升信號系統聯鎖：罐籠未到位，放不下搖臺或者鎖罐裝置，打不開阻車器；搖臺或者鎖罐裝置未抬起，阻車器未關閉，發不出開車信號[1]。

上述內容均未對罐籠內擋車裝置進行約束。結合立井提升實際情況，某礦副立井采用單層雙礦車罐籠提升，最大運行速度可達6.47 m/s。罐籠底部安裝一套可扳動的擋車裝置，通過固定罐籠內礦車的車輪，達到穩定礦車的目的。但是在實際應用中，把鉤工容易因忘記扳動罐籠底部的擋車裝置而造成竄車事故。而且即使底部擋車裝置扳到位的情況下，當提升機高速運行時，罐籠底部的擋車裝置作用有限，不能有效地固定罐籠內的礦車，在急停或是罐道變形的情況下[2]，罐籠在運行中劇烈晃動，罐籠底部的擋車裝置難以有效卡住礦車，也容易出現竄車事故[3]，嚴重影響提升系統的安全運行。

本文作者提出對罐籠擋車裝置進行改進的方案。在礦車車身中部增加一套柔性擋車裝置，對礦車進行冗余保護，并對信號設備的PLC程序進行改進，實現擋車裝置與信號閉鎖[4]。當把鉤工沒有按規定使用擋車裝置時，信號設備不能發出開車信號。通過這次改進，大大提高了物料提升的可靠性，而且操作簡便，易于上手。

1 實施方案

1.1 改進內容

1.1.1 機械部分的改進

在罐籠兩側焊接U型卡，一側固定鐵鏈，鐵鏈終端連接鉤環，使用時將鉤環鉤在對側的U型卡上，鏈條高度適中，可以阻擋礦車車身竄動。鏈條終端同時用細鋼絲繩連接一磁鐵。鏈條選用T8級起重鏈條，如圖表1和表1所示。

圖1 T8級鏈條

表1 T8級起重鏈條參數表

根據罐籠內最大載荷重量進行強度校驗：

F=mg=16.8 t×9.8=165 kN

根據表1，10×30的鏈條最小破斷負荷為181 kN＞165 kN，故選用10×30的鏈條。1.1.2電氣部分的改進

（1）在井口和井底停車位置安裝GCU100礦用本安型磁感應接近開關[5]。接近開關安裝在正對鉤環固定的位置，在接近開關對應的罐籠部位開孔，并焊接磁鐵固定架，使得磁鐵可以在開孔部位伸出罐籠一定距離去控制磁感應接近開關。

（2）對信號機PLC程序進行改進，在程序信號閉鎖回路中串接一輸入點X50。當新裝的擋車裝置鏈條掛好后，將磁鐵裝于磁鐵固定架上，磁感應接近開關動作使輸入點X50接通，PLC程序內部信號閉鎖回路接通。此時，顯示操車完成，可以發開車信號。

1.2 具體步驟

在罐籠相關部位焊接U型卡，并安裝擋車鐵鏈。鐵鏈終端安裝掛鉤和磁鐵。在罐籠相關部位進行開孔，在罐籠外側焊接磁鐵固定架，用于固定磁鐵，確保磁鐵不會在運行中自行脫落。在井上下磁鐵對應部位安裝GUC100礦用本安型磁感應接近開關。將接近開關與PLCX50端子連接，對PLC程序進行補充[6]，在程序信號閉鎖回路中增加X50擋車裝置閉鎖點。并且只有在提物模式下，該擋車裝置閉鎖才起作用，提人模式下忽略該擋車裝置閉鎖功能。

2 工作原理

罐籠擋車裝置結構示意圖如圖2所示，PLC程序示意圖如圖3所示。

圖2 罐籠擋車裝置結構示意圖

工作原理介紹：

礦車在推入罐籠前，把鉤工先將內側擋車鐵鏈掛好，并將磁鐵吸于磁鐵固定架上。然后將礦車推入適當位置，將底部原裝擋車裝置扳好，卡住礦車車輪，最后將外側擋車鐵鏈末端的掛鉤掛好，鐵鏈擋住車身并吸好磁鐵（圖2），此時PLC程序中擋車X50閉鎖接通。然后關好安全門，搖臺升起到位，安全門閉鎖和搖臺閉鎖接通，此時井口信號操車裝置操作臺顯示操作完成。可以發出開車信號（圖2）。如果擋車鐵鏈沒有掛好或者擋車磁鐵沒有吸于磁鐵架內，則PLC內擋車閉鎖不能接通，操作完成指示燈不亮，不能發出開車信號。

當罐籠內乘坐人員時，信號工選擇提人方式，則PLC程序內甩掉X50擋車裝置閉鎖功能，此時把鉤工可以不用操作擋車裝置，當安全門關到位同時搖臺升到位時，則可以發出開車信號，主提升司機通過信號工發出的開車信號進行開車。

圖3 PLC程序示意圖

3 方案的優點

（1）擋車裝置選用柔性擋車材料，可用鐵鏈或者鋼絲繩，減小罐籠內占用空間。和剛性材料相比，在寬罐籠內使用，剛性材料受到的彎矩較大，容易損壞，而柔性材料在沖擊下主要受到拉力和剪切力，比剛性材料更加耐用。

（2）磁鐵選用礦用本安型磁感應開關配套的磁鐵，該磁鐵磁場強度較大，而且長度足夠長，可以有效緩解提升重物時造成的罐籠豎直方向的偏移。

（3）礦用本安型磁感應接近開關完全適用于煤礦井下，不會因為煤安證、防爆證等安全事項限制改造工作的落實[7]。

（4）繼續改進PLC程序后，擋車磁鐵可以改為磁性鐵棒，直接在罐籠開30×300的長槽，既減小安裝空間，又可省去磁鐵固定架。當擋車鐵鏈掛好后，將磁棒從長槽上部劃到下部（類似于銀行卡刷卡過程），即可接通擋車閉鎖。操作更加簡便。

4 結語

副立井JKMD提升機[8]擋車裝置改進后，實際運行效果良好，即使提升機在全速運行時，礦車也能夠保持平穩，在入四角罐道時，減少了對四角罐道的沖擊。在數次下放重型設備時，擋車裝置能夠有效鎖住重物，保證提升機平穩、安全運行。此次改進方案施工工藝簡單，施工成本低，改進后操作簡便，提升系統運行穩定，安全可靠，對其他礦井在立井提升安全管理工作方面有較大的啟發和指導意義。