大傾角煤礦架空乘人裝置的安全管理探析

尤國俊 史 強

（新疆焦煤（集團）有限責任公司，新疆 烏魯木齊830025）

實現人員的高效快捷運輸是煤礦機械化發展的一種趨勢，對于減輕礦工的體力消耗，減少上下班途中時間、提高出勤人員勞動工效及礦井的安全生產有著重要的意義，架空乘人裝置作為煤礦井下輔助運輸設備，其安全可靠、人員上下方便、隨到隨行、動力消耗小、操作簡單、便于維護、工作人員少和運送效率高等特點，被煤礦廣泛的使用；但是在煤礦大傾角巷道中安裝使用架空乘人裝置，使用過程中存在很多難點，容易出現一些安全問題，甚至出現安全事故；本礦井加強大傾角架空乘人裝置現場使用管理，及完善技術和管理措施，有力的保障了大傾角架空乘人裝置安全運行。

1 架空乘人裝置使用環境及現狀

1.1 架空乘人裝置使用環境

1.1.1 使用場所：煤礦井下有煤塵及爆炸性氣體的環境中。

1.1.2 使用溫度：周圍空氣溫度最高溫度：+40℃；最低溫度：-40℃：最大日溫差：25K。

1.1.3 海拔高度：大于2000m。

1.1.4 環境濕度：月平均相對濕度不大于90%；日平均相對濕度不大于95%。

1.2 架空乘人裝置使用現狀

架空乘人裝置采用液壓驅動方式，為 單 輪驅動，架空安裝、機尾迂回輪及張緊裝置均采用架空安裝，驅動輪通過摩擦傳動架空線路上支托在托（壓）索輪上的無極鋼絲繩，由鋼絲繩帶動吊椅在驅動輪和尾輪之間作循環運動。其中鋼絲繩通過尾部張緊裝置進行張緊，以維持鋼絲繩在托輪間的繞度和張力。本礦二采區猴車道全長450 米，巷道平均寬度3.8 米，巷道斷面為半圓拱形，墻高1.8 米，拱高1.2 米，平均傾角24.5°。礦井通過嚴格的方案論證和設備選型設計，并對國內具備生產該型產品的廠家進行實地考察，選用的是RJY45-35/1700(A)型固定式抱索器架空乘人裝置。該架空乘人裝置減速器設置有油溫檢測裝置，具有換油提醒功能；有驅動輪主軸斷裂保護措施；距驅動裝置3 米處、尾輪2 米處安裝有機頭、機尾越位保護；機頭位置安裝有鋼絲繩欠速、超速保護；尾輪配重處安裝張緊力下降保護；猴車道沿線全程安裝緊急停車保護，每50 米安裝一組拉線急停開關；變坡點處安裝掉繩停車保護；各上下人地點裝備有通信信號裝置；驅動輪及尾輪入繩口安全防護裝置；制動器動作失效保護減速機溫度保護；及剛安裝的鋼絲繩在線監測裝置。

2 大傾角架空乘人裝置使用過程中存在的主要安全隱患分析

2.1 乘車點在斜巷上

我礦井架空乘人裝置在斜巷上有三個乘車點，其中中間有兩個乘車點和機尾一個乘車點；由于猴車道的開掘形成時期早于架空乘人裝置安裝設計，受巷道條件限制，本礦井架空乘人裝置的機尾部分安裝在距猴車道底約10 米的斜巷中，不符合“架空乘人裝置的機尾部分應安裝在平巷段”的要求；由于巷道坡度較陡，當人員在斜巷乘車點下車時，有向前的沖力，易造成人員摔倒，存在一定的安全隱患，給安全管理帶來壓力。

2.2 鋼絲繩中部斷繩時的斷繩保護

二采區猴車道巷道坡度在24.5°，角度大，如果在中間發生斷繩事故，鋼絲繩失去張力而產生下山側快速飛車或上山側急速打滑時會發生嚴重人員安全事故，由于受當時的架空乘人裝置技術的局限性，設計時未考慮到當架空乘人裝置鋼絲繩中部斷繩時，架空乘人裝置的保護措施。

2.3 鋼絲繩銹蝕隱患分析

因礦井巷道為大傾角，每班瓦檢員班中檢查瓦斯時需要乘坐架空乘人裝置，造成架空乘人裝置開機時間長；而巷道空氣潮濕，易造成鋼絲繩磨損銹蝕；鋼絲繩銹蝕磨損后，由于固定座椅抱索器與鋼絲繩固定點長時間受力，很容易造成該處鋼絲繩斷絲。

3 保障大傾角架空乘人裝置安全運行的對策

3.1 乘車點改造

對現場各乘車點進行改造，中間兩個乘車點位置做平臺并進行防滑處理，平臺以下位置安設扶手，當人員向下摔倒時，可以快速抓住扶手防止受傷。機尾乘車點現場實地勘查，將二采區猴車道機尾平坡段向前延伸20 米，架空乘人裝置機尾向下延伸到平坡段，機尾上下車車場設在平坡段，防止人員上下車摔倒，降低其安全風險。

3.2 架空乘人裝置中部段礦井設計加裝設斷繩保護

架空乘人裝置廠家設計時只有機頭、機尾設有斷繩保護，但是大傾角架空乘人裝置中間斷繩后，鋼絲繩瞬間快速飛起滑落，容易傷人；礦井自己設計驗證后，在中部每隔100 米加設一組斷繩捕捉器，當出現斷繩時，瞬間捕捉鋼絲繩，防止飛起傷人，有效的防止傷亡事故的發生，為礦井架空乘人裝置設備管理提供有力的安全保障。

3.3 鋼絲繩防止斷絲舉措

3.3.1 礦井對每次鋼絲繩斷絲原因進行分析，發現鋼絲繩斷絲位置都在座椅抱索器固定鋼絲繩處，架空乘人裝置運轉過程中，座椅經過驅動輪時瞬間甩動，人員上下車及乘車過程中，抱索器給鋼絲繩施加擠壓力，容易造成鋼絲繩斷絲；針對這一現象，礦井修改管理規定，要求每月把座椅抱索器移動1 米，防止鋼絲繩長時間受力造成斷絲。

3.3.2 礦井在架空乘人裝置使用后根據需要自行加裝鋼絲繩在線監測裝置，該裝置可在電控操作臺上記錄和顯示相關檢測數據，實時監測鋼絲繩運行狀態，當鋼絲繩斷絲達到10%，自動停機報警提醒用戶更換鋼絲繩，若用戶不更換鋼絲繩，則開不了機。

設計要求：

a.主要技術參數：

傳感器工作靈敏度：≥1.5V/mT

最大采樣速率：時域8000 次/S，空域2048 次/M

系統工作電壓：需防爆環境AC127V±10%50Hz、非防爆環境AC220V±10%；

系統額定功率：＜350W

損傷定位準確率：≥98%

損傷當量不確定度（P）：±1%

鋼絲繩震擺幅限值：≤10mm

準確度：限損傷實時檢出率：100% （損傷量值達到鋼絲繩有效金屬截面積的10%以上）

嚴重損傷實時檢出率：100% （損傷量值達到鋼絲繩有效金屬截面積的8%～10%）

偏重損傷實時檢出率：100%（損傷量值達到鋼絲繩有效金屬截面積的6%～8%）

中度損傷實時檢出率：＞98% （損傷量值達到鋼絲繩有效金屬截面積的4%～6%）

輕度損傷實時檢出率：＞90% （損傷量值達到鋼絲繩有效金屬截面積的2%～4%）

輕微損傷實時檢出率：＞75% （損傷量值不到鋼絲繩有效金屬截面積的2%）

檢測鋼絲繩繩徑范圍：φ16～60mm

檢測鋼絲繩繩速范圍：0～20 m/s

信號傳輸距離：網線允許距離80m；光纖允許距離40km.

檢測裝置過繩尺寸：＜φ175mm x1200mm

探頭工作環境溫度：-20℃～55℃

探頭防塵防水等級：IP67

b.系統功能：

實時檢測曲線顯示功能；

實時超限聲光報警功能；

損傷數據統計分析功能；

鋼絲繩的損傷變化趨勢分析功能；

檢測報告打印功能；

專家評估后臺及自學習功能；

系統故障自診斷功能；

遠程接管調試維護功能。

上圖為猴車鋼絲繩在線實時自動監測監測系統運行界面及監測分析報告內容。

通過采取以上的安全安全保護及措施以后，有效的保障了礦井架空乘人裝置運行安全，近年來未出現任何設備故障及人身傷害事故，受到了煤礦監管部門的認可和礦工的肯定，為礦井的安全生產提供了有力的保障。

結束語

通過對架空乘人裝置前期運行存在的安全保護功能不足分析，進行深入研究摸索創新，完善管理制度及措施，完善缺失的保護裝置及設施，切實保障了安全運行，對礦井人員的安全運輸具有十分重要的意義。隨著科技的不斷進步發展，將會出現更優良的改進方案和防護措施，使得架空乘人裝置運行更加安全，功能更加強大，維護更加輕松，為礦井的發展做出更大的貢獻。