單行架空乘人裝置在窄巷道的應用

秦 偉

（山西潞安環能股份有限公司五陽煤礦，山西 長治 046000）

1 應用背景

水峪礦井田為似長方形，副斜井位于井田最北邊界，采用單翼布置，人員運輸距離長，工人勞動強度大。尤其411027 工作面位于井田南邊界，南北距離約8 000 m，再加上順槽2 300 m，人員運輸距離長、時間久，為降低人員運輸時間，提高工作效率，開拓巷道中采用電車運輸人員。由于回風順槽為變形嚴重的沿空留巷，為解決斷面為4.0 m×2.8 m的矩形錨網窄巷道布置架空乘人裝置同時布置1 500 mm的帶式輸送機的問題，減少掘進專用行人巷耗費大量的人力、物力，提高煤炭開采成本。根據現場情況和安全經濟技術論證，計劃運輸順槽布置單行架空乘人裝置應用研究，現分述如下。

2 單邊運行架空乘人裝置的安裝應用

水峪礦J11027 工作面運輸順槽采用矩形錨網巷道布置，寬度4 000 mm，高度2 800 mm，長度為2 300 m，為滿足運輸人員、煤炭要求，首先在巷道右幫布置寬度為1 500 mm的膠帶輸送機，在幫頂懸掛通風筒，左幫只剩下寬度為1 600 mm。為實現人員長距離運輸，降低勞動強度，如果采用三順槽布置，其中一條專門行人，將會耗費大量的人力、物力和回采時間，考慮《煤礦安全規程》規定：架空乘人裝置雙向運行時鋼絲繩間距不得小于0.8 m，受巷道斷面寬度影響，J11027 工作面運輸順槽左幫安裝架空乘人裝置不能實現雙向運行，因此只能采用單行架空乘人裝置[1]。經選型計算，選用RJDHY55-18/2500 煤礦單行活動抱索器架空成人裝置，巷道內設備安裝布置如圖1 所示，架空乘人裝置基本結構示意如圖2 所示。

圖1 巷道設備安裝布置圖（單位：mm）

圖2 架空乘人裝置基本結構示意圖

2.1 機頭驅動輪的安裝

為減小占用巷道空間，在順槽入口處設置驅動硐室，安裝有電動機、減速機、電力液壓制動器、驅動繩輪、機頭底座等，同時布置有電氣控制設備。驅動輪及尾輪直徑均為1.2 m，驅動裝置為立式結構及落地式安裝方式，并采用打基礎預埋地腳螺栓方式進行固定。驅動繩輪垂直放置，整個驅動部呈一字形排列，最大限度地減少了整個驅動部的寬度尺寸。在電機和減速機之間設置電力液壓制動器與帶制動輪聯軸器，制動器為失效安全型，即掉電后抱閘，以實現停車制動。驅動輪直接掛在減速機輸出軸上，在減速機軸端用壓板壓緊。不需再給驅動繩輪加支撐軸承座，以使整個驅動部的體積縮小，簡化結構，減少對巷道空間的占用。為提高驅動摩擦力，與張緊部分的驅動改向滑輪部配合使鋼絲繩在驅動輪上圍包2圈，提高了圍包角，能有效防止打滑現象的發生[2]。

2.2 乘人座椅的安裝

乘人座椅由卡鉗式可摘掛抱索器、抱爪、定位桿、吊具、座板等組成。乘人座椅采用卡鉗式可摘掛抱索器，乘座者適當助跑，舉著吊具靠近牽引鋼絲繩，下放吊具，抱索器即可自動鎖緊，然后乘人坐下去，依靠重力抱爪抱緊并隨著牽引鋼絲繩運行。該乘人座椅上吊在鋼絲繩上，吊乘人座椅中心至巷道左側突出部分的距離不小于0.7 m。

2.3 迂回輪部分的安裝

迂回輪裝置包括導軌、迂回輪組、尾架用托輪組件等。為減少運輸干擾，通過機尾前裝設轉向滑輪，迂回輪裝置布置在左幫內的硐室中。首先2 根導軌采用6 根直徑20 mm 錨桿對稱布置在巷道頂板上安裝固定；再用手拉葫蘆將直徑1 200 mm 迂回輪組固定于底座導軌上；最后將尾輪架托輪橫梁組價用螺栓與迂回架緊固連接。

張緊部分由張緊滑輪部、張緊滑道組、驅動改向滑輪部，重錘塊及吊架、懸吊單滑輪、蝸輪卷筒部分等組成，采用移動滑車式，滑車上有2 個滾輪，在機尾滑道上可以隨意移動，以張緊主鋼絲繩。主鋼絲繩繞過張緊滑輪組，單獨使用1 根鋼絲繩作為張緊繩，另一端通過改向滑輪組的改向輪改向，然后通過重錘懸吊滑輪，從巷道頂部垂下吊住重錘塊。張緊鋼絲繩繞在移動滑車的雙滑輪組上，通過重錘足夠的重量以拉動滑車，起到張緊鋼絲繩的作用。

2.4 電控裝置的安裝

該架空乘人裝置供電從采區變電所引至機頭移動變電站，采用360 V 動力供電。根據現場情況和電氣安裝圖，在相對濕度不大于95%的機頭硐室專設有KXJ1.8/127（A）型PLC 控制箱、TH12（A）監測控制臺。所有帶電設備都必須接地，接線時按先接負荷設備，再接控制線路，最后接供電線路。電控裝置調試時，按照架空成人裝置連續運行、間斷運行、檢修運行等電控方式進行，分別檢查各設備單機運行、聯合運行情況，同時調試安全保護裝置的控制功能和監控功能。

3 安全保護設置

3.1 保護裝置設置

該架空乘人裝置安裝有機頭機尾越位保護、欠超速保護、掉繩保護、拉線急停保護、油溫保護、制動器失效等安全保護裝置，詳述如下：

1）欠、超速保護。在離驅動輪最近的橫梁上裝設一套測速輪和吊架裝置檢測鋼絲繩的速度，吊架裝置另一側安裝調整傳感器傳輸調整速度。當速度低于額定速度的80%時，監控顯示“欠速保護”，啟動電控裝置提高或者停止運轉速度；當速度高于額定速度的110%時，監控顯示“超速保護”，啟動電控裝置降低或者停止運轉速度。

2）越位停車保護。在機頭、機尾處在下車點后、距驅動輪和迂回輪不到5 m的橫梁上各設一套越位停車保護，當乘人因睡覺、走神等特殊情況沒有下車，卡鉗式可摘掛抱索器會觸發越位開關和跑偏傳感器動作，控制箱控制系統停車、制動。

3）掉繩停車保護。當鋼絲繩從繩輪上脫落時，掉繩保護動作，控制箱控制系統停車、制動。

4）重錘限位保護。當重鍾高度超過設定位置時，重錘保護開關動作，控制箱控制系統停車、制動。

5）拉線急停保護。沿線布置緊急拉線，當乘人發現鋼絲繩掉繩、帶式輸送機隔欄打開、前方有阻礙物等緊急情況時，任意拉動沿線布置的鋼絲繩，使用保護動作并停車。急停開關動作，控制箱控制系統停車制動。

6）人員上行、下行互鎖。單邊運行架空乘人裝置采用電機正反轉方式實現上下行人的目的，在機頭操作硐室中增設上行啟動和下行啟動轉換開關，并配置全程語音提示裝置和監控顯示。人員上班進入工作面上行運行時，沿途安全播報“正在上行、禁止下行”。人員下班出工作面下行開啟時，沿途安全播報“正在下行、禁止上行”。同時在單行側安裝接觸式傳感器，單發生上下沖突，控制器動作立即停車。操作硐室操作裝置配置操作、監控管理人員，實現運行的上、下行互鎖[3]。

3.2 安全隔離

為確保架空乘人裝置運行時乘坐者的安全，在巷道中心偏帶式輸送機的一幫沿途安裝金屬隔離護欄，減少人員被防止皮帶跑偏或飛矸傷害。

4 應用效果

水峪礦在411027 工作面運輸順槽布置單行架空乘人裝置，該裝置運行穩定，降低了勞動強度，改善了工作環境。同時運輸順槽安裝單行架空乘人裝置，減少新掘順槽約2 300 m，降低了開采成本，解決了長距離、窄巷道中的人員運輸問題。該裝置機頭驅動部體積小，機尾迂回輪及張緊裝置簡單；電氣控制使電機正、反轉，實現了架空乘人裝置單向往復式運行；配置先進的PLC 控制器和各類保護裝置，提高了職工的勞動效率，降低了煤炭開采成本，保障了運送人員的安全。