單向活動抱索器架空乘人裝置的應用及常見故障的分析

劉 磊

（大同煤礦集團挖金灣虎龍溝煤業有限公司， 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送人員，其工作原理類似于地面旅游索道。它通過電動機帶動減速機上的摩擦輪作為驅動裝置，采用架空的無極循環的鋼絲繩作為牽引承載。鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進行張緊，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運行，從而實現運送人員的目的。目前常見的架空索道采用雙向運輸方式，運輸效率較高，但鑒于煤礦井下巷道條件等因素的限制，單向運輸的架空乘人裝置由于具有占用空間小、運輸方式靈活等特點，在煤礦井下使用具有一定的優勢。由于單向運輸時抱索器不能繞過架空乘人裝置的驅動輪和尾輪，抱索器必須采用可摘掛式的抱索器，即在抱索器即將到達尾輪或驅動輪等地點時，需要人工將抱索器從索道上取下，乘坐時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的應用概況

大同煤礦集團挖金灣虎龍溝煤業公司5 號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煤柱，東、西、南三側均為實體煤。巷道設計長度為554.78 m，巷道沿煤層掘進，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《煤礦安全規程》關于人員上下的主要傾斜井巷垂深超過50 m 時應采用機械運送人員的規定，該礦首次采用RJDHY2230/2000（A）單向活動抱索器架空乘人裝置作為九采區軌道集中巷的機械運送人員設備。煤礦單向活動抱索器架空乘人裝置是煤礦井下輔助運輸設備，可用于煤礦井下斜巷、平巷和工作面順槽運送人員，其鋼絲繩上下布置，占用巷道空間小，安裝后不影響巷道內軌道運輸，是一種適用于長距離、多變坡巷道條件的新型現代化煤礦井下人員輸送設備。

3 單向架空乘人裝置結構特征和工作原理

3.1 結構特征

單向活動抱索器架空乘人裝置具有運行安全可靠、人員上下方便、操作簡單、維護方便、動力消耗小、輸送效率高、一次性投資低、安裝拆除方便等特點，在該礦首次應用便獲得極高的評價。單向活動抱索器架空乘人裝置結構如圖1 所示，由驅動裝置、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。其結構特征與傳統雙向架空乘人裝置如出一轍，但顯著的不同點在于傳統架空乘人裝置的索道是并排雙向布置，能夠同時上下運行而單向活動抱索器架空乘人裝置因其鋼絲繩采用上下布置的方式，因此僅能實現單向運輸，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，同樣也可以布置在巷道較窄的軌道運輸或膠帶運輸巷道內，不影響軌道運輸或膠帶運輸系統的正常運行，尤其適用于順槽巷道，具有安裝空間小、安裝方便、機尾移動方便、可隨工作面的掘進或回采快速進行延伸和安裝。

圖1 單向活動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機帶動減速機上的摩擦輪作為驅動裝置，采用架空的無極循環的鋼絲繩作為牽引承載，鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的饒度和張力。

單向活動抱索器架空乘人裝置工作原理與傳統架空乘人裝置相同，同樣是將鋼絲繩安裝在驅動繩輪、托繩輪、壓繩輪、尾輪上，并經設有重錘的張緊裝置拉緊后，由驅動裝置電動機輸出動力帶動減速機構上的驅動繩輪和鋼絲繩作循環無極運動。而單向活動抱索器架空乘人裝置的吊椅則是通過抱索器鎖緊在運行的鋼絲繩上，隨著兩根鋼絲繩下方的一根鋼絲繩的上行或下行，從而實現輸送人員上行或下行的目的，即運送人員的上行或下行需要改變驅動裝置的轉向，通過單向活動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，增大運輸安全距離，減少巷道開拓和據進工程量，因此應用范圍較廣[3]。

4 單向架空乘人裝置驅動裝置的安裝布置特點

傳統架空乘人裝置驅動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動裝置托起，安裝不變，而單向架空乘人裝置驅動裝置采用落地式安裝，它主要由電動機制動器、聯軸器、減速器、機頭架、驅動繩輪等組成，驅動繩輪立輪布置，適應鋼絲繩上下布置的特點，整個驅動裝置呈直線布置，占用空間小，設備安裝在巷道的一側，不影響巷道內的其他設備正常運輸。

5 單向架空乘人裝置托繩輪裝置的結構特點

與傳統架空乘人裝置托繩輪布置在巷道兩側的方式不同，單向架空乘人裝置的托繩輪僅布置在巷道一側，采用錯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節，并能旋轉，使托輪旋轉方向與鋼絲繩運行方向相同。三個托繩輪兩兩成對形成對上下兩根鋼絲繩的扣壓結構，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]，采用巷幫錯桿吊掛安裝，安裝撒除簡單快捷，如圖2 所示。

單向活動抱索器架空乘人裝置具有機頭（機尾）越位保護、速度保護、掉繩保護、重錘下限位保護，減速箱超溫保護、全程急停保護等[5]，保護齊全，與傳統架空乘人裝置相同，因此，該系統安全性能高，運行可靠。

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械故障分析與處理方法

1）制動運行時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：調整托壓輪、重新接好鋼絲繩、調整重錘張緊機構。

2）動力運行時牽引鋼絲繩速度變慢。故障原因：打滑、鋼絲繩結頭松散、過載、電動機輸入電源缺相。處理方法：調整重錘張緊力（加配重塊）、重新接好鋼絲繩、單人載物不應超過200 N、調長吊椅間距（換輪襯時常見）。

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：調整托輪、制整壓輪。

4）吊椅滑動。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、調整抱緊間隙不超過2 mm。

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

7）尾輪出現異常。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）驅動裝置振動大。故障原因：電動機與減速器軸不同心、驅動輪裝配不平衡、驅動裝置機架剛度不夠。處理方法：調整同心度、調整驅動輪使之平衡、增加機架剛度。

7 結語

單向活動抱索器架空乘人裝置具有安全保護齊全、運行安全可靠、人員上下方便、不需等待隨到隨行、操作簡單、維修方便、動力消耗小，輸送效率高、一次性投資低、占用空間小等特點，可以在采區及工作面順槽內推廣使用，不僅減少了職工在上下班途中的時間浪費，降低了勞動強度，而且提高了職工在煤礦井下的生產效率。