單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置的應(yīng)用及常見故障的分析

劉 磊

（大同煤礦集團(tuán)挖金灣虎龍溝煤業(yè)有限公司， 山西 大同 038000）

1 架空乘人裝置簡介

架空乘人裝置主要用于礦井斜巷和平巷運(yùn)送人員，其工作原理類似于地面旅游索道。它通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)上的摩擦輪作為驅(qū)動(dòng)裝置，采用架空的無極循環(huán)的鋼絲繩作為牽引承載。鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進(jìn)行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的繞度和張力。抱索器將乘人吊椅與鋼絲繩連接并隨之作循環(huán)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)送人員的目的。目前常見的架空索道采用雙向運(yùn)輸方式，運(yùn)輸效率較高，但鑒于煤礦井下巷道條件等因素的限制，單向運(yùn)輸?shù)募芸粘巳搜b置由于具有占用空間小、運(yùn)輸方式靈活等特點(diǎn)，在煤礦井下使用具有一定的優(yōu)勢。由于單向運(yùn)輸時(shí)抱索器不能繞過架空乘人裝置的驅(qū)動(dòng)輪和尾輪，抱索器必須采用可摘掛式的抱索器，即在抱索器即將到達(dá)尾輪或驅(qū)動(dòng)輪等地點(diǎn)時(shí)，需要人工將抱索器從索道上取下，乘坐時(shí)需要人工將抱索器掛在索道上[1-2]。

2 單向架空乘人裝置在挖金灣虎溝煤業(yè)的應(yīng)用概況

大同煤礦集團(tuán)挖金灣虎龍溝煤業(yè)公司5 號(hào)層軌道巷位于該煤礦西北方向，該工作面北為東翼軌道大巷保護(hù)煤柱，東、西、南三側(cè)均為實(shí)體煤。巷道設(shè)計(jì)長度為554.78 m，巷道沿煤層掘進(jìn)，最大坡度為15°，最小坡度為5°，平均坡度為10°，巷道垂深約196 m，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》關(guān)于人員上下的主要傾斜井巷垂深超過50 m 時(shí)應(yīng)采用機(jī)械運(yùn)送人員的規(guī)定，該礦首次采用RJDHY2230/2000（A）單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置作為九采區(qū)軌道集中巷的機(jī)械運(yùn)送人員設(shè)備。煤礦單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置是煤礦井下輔助運(yùn)輸設(shè)備，可用于煤礦井下斜巷、平巷和工作面順槽運(yùn)送人員，其鋼絲繩上下布置，占用巷道空間小，安裝后不影響巷道內(nèi)軌道運(yùn)輸，是一種適用于長距離、多變坡巷道條件的新型現(xiàn)代化煤礦井下人員輸送設(shè)備。

3 單向架空乘人裝置結(jié)構(gòu)特征和工作原理

3.1 結(jié)構(gòu)特征

單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置具有運(yùn)行安全可靠、人員上下方便、操作簡單、維護(hù)方便、動(dòng)力消耗小、輸送效率高、一次性投資低、安裝拆除方便等特點(diǎn)，在該礦首次應(yīng)用便獲得極高的評價(jià)。單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置結(jié)構(gòu)如圖1 所示，由驅(qū)動(dòng)裝置、托繩輪、壓繩輪、尾部繩輪，泡索器、乘人座椅、牽引鋼絲繩、張緊裝置、電氣控制部分等組成。其結(jié)構(gòu)特征與傳統(tǒng)雙向架空乘人裝置如出一轍，但顯著的不同點(diǎn)在于傳統(tǒng)架空乘人裝置的索道是并排雙向布置，能夠同時(shí)上下運(yùn)行而單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置因其鋼絲繩采用上下布置的方式，因此僅能實(shí)現(xiàn)單向運(yùn)輸，但正是由于鋼絲繩采用上下布置方式，其占用空間較小，不僅可以布置在空間較大的巷道內(nèi)，同樣也可以布置在巷道較窄的軌道運(yùn)輸或膠帶運(yùn)輸巷道內(nèi)，不影響軌道運(yùn)輸或膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)行，尤其適用于順槽巷道，具有安裝空間小、安裝方便、機(jī)尾移動(dòng)方便、可隨工作面的掘進(jìn)或回采快速進(jìn)行延伸和安裝。

圖1 單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置布置示意圖

3.2 工作原理

架空乘人裝置通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)上的摩擦輪作為驅(qū)動(dòng)裝置，采用架空的無極循環(huán)的鋼絲繩作為牽引承載，鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進(jìn)行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的饒度和張力。

單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置工作原理與傳統(tǒng)架空乘人裝置相同，同樣是將鋼絲繩安裝在驅(qū)動(dòng)繩輪、托繩輪、壓繩輪、尾輪上，并經(jīng)設(shè)有重錘的張緊裝置拉緊后，由驅(qū)動(dòng)裝置電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力帶動(dòng)減速機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動(dòng)繩輪和鋼絲繩作循環(huán)無極運(yùn)動(dòng)。而單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置的吊椅則是通過抱索器鎖緊在運(yùn)行的鋼絲繩上，隨著兩根鋼絲繩下方的一根鋼絲繩的上行或下行，從而實(shí)現(xiàn)輸送人員上行或下行的目的，即運(yùn)送人員的上行或下行需要改變驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向，通過單向活動(dòng)抱索器的工作原理可知，因其鋼絲繩為上下布置，可減少對巷道空間的占用，增大運(yùn)輸安全距離，減少巷道開拓和據(jù)進(jìn)工程量，因此應(yīng)用范圍較廣[3]。

4 單向架空乘人裝置驅(qū)動(dòng)裝置的安裝布置特點(diǎn)

傳統(tǒng)架空乘人裝置驅(qū)動(dòng)裝置的布置采用架空的方式安裝，占用空間較大，需要采用礦用工字鋼將驅(qū)動(dòng)裝置托起，安裝不變，而單向架空乘人裝置驅(qū)動(dòng)裝置采用落地式安裝，它主要由電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器、聯(lián)軸器、減速器、機(jī)頭架、驅(qū)動(dòng)繩輪等組成，驅(qū)動(dòng)繩輪立輪布置，適應(yīng)鋼絲繩上下布置的特點(diǎn)，整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置呈直線布置，占用空間小，設(shè)備安裝在巷道的一側(cè)，不影響巷道內(nèi)的其他設(shè)備正常運(yùn)輸。

5 單向架空乘人裝置托繩輪裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

與傳統(tǒng)架空乘人裝置托繩輪布置在巷道兩側(cè)的方式不同，單向架空乘人裝置的托繩輪僅布置在巷道一側(cè)，采用錯(cuò)桿將其固定在巷幫上，單向架空乘人裝置脫繩輪裝置由托輪吊架、托繩輪、安裝底座等組成。托輪吊架用鋼管焊接，托繩輪可沿吊架上下調(diào)節(jié)，并能旋轉(zhuǎn)，使托輪旋轉(zhuǎn)方向與鋼絲繩運(yùn)行方向相同。三個(gè)托繩輪兩兩成對形成對上下兩根鋼絲繩的扣壓結(jié)構(gòu)，不易掉繩。鋼絲繩的上下布置，同樣是單向架空乘人裝置占用空間較小的一個(gè)重要原因托繩輪配置頂部安裝底座（長度約為1 000 mm 的普通鋼管）[4]，采用巷幫錯(cuò)桿吊掛安裝，安裝撒除簡單快捷，如圖2 所示。

單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置具有機(jī)頭（機(jī)尾）越位保護(hù)、速度保護(hù)、掉繩保護(hù)、重錘下限位保護(hù)，減速箱超溫保護(hù)、全程急停保護(hù)等[5]，保護(hù)齊全，與傳統(tǒng)架空乘人裝置相同，因此，該系統(tǒng)安全性能高，運(yùn)行可靠。

圖2 托繩輪安裝吊掛方式示意圖

6 單向架空乘人裝置常見機(jī)械故障分析與處理方法

1）制動(dòng)運(yùn)行時(shí)牽引鋼絲繩速度加快。故障原因：掉繩、絲繩接頭松能、張緊力松懈。處理方法：調(diào)整托壓輪、重新接好鋼絲繩、調(diào)整重錘張緊機(jī)構(gòu)。

2）動(dòng)力運(yùn)行時(shí)牽引鋼絲繩速度變慢。故障原因：打滑、鋼絲繩結(jié)頭松散、過載、電動(dòng)機(jī)輸入電源缺相。處理方法：調(diào)整重錘張緊力（加配重塊）、重新接好鋼絲繩、單人載物不應(yīng)超過200 N、調(diào)長吊椅間距（換輪襯時(shí)常見）。

3）掉繩。故障原因：托輪安裝偏離鋼絲繩中心、壓輪不到位。處理方法：調(diào)整托輪、制整壓輪。

4）吊椅滑動(dòng)。故障原因：抱索器抱緊力不夠、抱索器損壞。處理方法：潤滑抱索器、更換抱索器。

5）制動(dòng)器鎖不緊。故障原因：油量不足、間隙過大。處理方法：加足液壓油、調(diào)整抱緊間隙不超過2 mm。

6）減速機(jī)噪聲增大。故障原因：油量不足、使用時(shí)間過長，油質(zhì)已壞、緊固螺絲松動(dòng)、蝸輪蝸桿裝配間隙過大、未按規(guī)定的油號(hào)加油、軸承松動(dòng)、制動(dòng)器半制動(dòng)。處理方法：加足液壓油、更換潤滑油、鎖緊螺栓、通知廠家維修、按規(guī)定的油號(hào)加值、更換軸承、整制動(dòng)器或更換制動(dòng)瓦塊。

7）尾輪出現(xiàn)異常。故障原因：潤滑油不夠、軸承磨損、輪襯磨損。處理方法：加足潤滑油、更換軸承、更換輪襯。

8）驅(qū)動(dòng)裝置振動(dòng)大。故障原因：電動(dòng)機(jī)與減速器軸不同心、驅(qū)動(dòng)輪裝配不平衡、驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)架剛度不夠。處理方法：調(diào)整同心度、調(diào)整驅(qū)動(dòng)輪使之平衡、增加機(jī)架剛度。

7 結(jié)語

單向活動(dòng)抱索器架空乘人裝置具有安全保護(hù)齊全、運(yùn)行安全可靠、人員上下方便、不需等待隨到隨行、操作簡單、維修方便、動(dòng)力消耗小，輸送效率高、一次性投資低、占用空間小等特點(diǎn)，可以在采區(qū)及工作面順槽內(nèi)推廣使用，不僅減少了職工在上下班途中的時(shí)間浪費(fèi)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提高了職工在煤礦井下的生產(chǎn)效率。