论文部分内容阅读
内容摘要：煤矿大坡度可摘挂抱索器架空乘人装置是煤矿井下辅助运输设备，主要是运送人员上下斜井或平巷之用。主要由驱动装置、托绳装置、乘人吊椅、尾轮装置、张紧装置、安全保护装置及电控装置等组成。具有安全保护齐全、运行安全可靠、人员上下方便、无需等待随到随行、操作简单、维修方便、动力消耗小、输送效率高、一次性投资低等特点，是一种新型的现代化煤矿井下人员输送设备。
关键词：大倾角 大坡度 架空乘人装置 安装 应用
【中图分类号】TD4
1 项目背景：
架空乘人装置已基本应用在了各类煤矿，但大坡度可摘挂抱索器架空乘人装置主要应用于肩负轨道运输的巷道，现以丰阳煤矿副斜井为列，丰阳煤矿副斜井主要担负着全矿人员上下、矸石及材料、设备的提升，巷道斜长960m，巷道的宽4.2m ，巷道的高为3.5m，井筒断面12.8㎡，斜巷平均坡度32.5°，其中变坡点4个，以往使用斜井人车来提升人员，根据上级领导要求并考虑到人员入井安全，通过设计计算。副斜井安装了一套架空乘人装置并于2013年10月投入使用安全性能更为优越的架空乘人装置。
2 架空乘人装置设计与安装
2.1 驱动部分
（1）驱动部分设计为液压传动方式，该驱动部分主要包括驱动主轴组件、驱动轮等；
（2）驱动装置采用架空安装方式，将机座、减速机、电机、制动闸、驱动轮，按照上面顺序依次进行安装。
2.2 钢丝绳的选取与安装
经过设计计算，钢丝绳破断拉力总和为524 kN，安全系数为6，选用26NAT6×26WS+FC1670钢丝绳符合《煤矿安全规程》的规定。在钢丝绳放绳方面我矿结合巷道大坡度特点，自制了专用滑轮组，由提升绞车将钢丝绳从井底牵引至井口，放绳过程中由于使用了专用工具达到了安全、便捷等效果；插接钢丝绳方面采用不变径接法，插接长度为钢丝绳直径的1000-1200倍，符合《煤矿安全规程》规定。
2.3 安全距离的确定
根据《煤矿安全规程》（2010版）中第368条第二项：蹬座中心至巷道一侧的距离不得小于0.7m。
2.4 托绳轮及压绳轮的选用与安装
（1）配套的托绳轮有三种结构形式：单托轮、托压绳轮、双轮托（压）绳轮，托轮间距为8m，每隔五个单托轮安装一个托压绳轮。每组托（压）绳轮有二个轮体，两个托轮为浮动式，可绕中间横轴回转，吊椅平滑过渡各轮受力均匀。
（2）直线段每个托轮约承受100kg重量，变坡点托轮随钢丝绳张力与变坡坡度大小不同而不同，最大可达530kg。因此，大坡度巷道直线段采用单托轮，变坡点根据受力大小的不同采用双托轮或双压轮以减少对托（压）轮的冲击，并能有效减缓托、压轮衬垫的磨损，提高托、压轮的使用寿命和乘坐的舒适性。
2.5 乘人器的设计与使用
乘人器由HK型抱索器和活动吊椅组成。由于我矿副斜井倾角过大，在设计乘人装置全套设备时，出于安全角度考虑，在井口安装驱动时加安一组摩擦轮以增大整个系统的摩擦力，从而有效地保证乘人装置在使用中的安全性能，将围包角变变为3600，固将抱索器改为可摘挂式。
2.6 防脱绳装置的设计
出于对大坡度架空乘人装置的运行安全考虑，在安装托绳轮时，每隔50m上下人侧各安装一套防脱绳装置，避免出现大面积掉绳造成的安全事故。
2.7 机尾部分的设计与安装
（1）机尾主要包括迂回轮装置、滑道、导绳轮和重锤；迂回轮直径为 1600mm，绳槽内镶嵌硬橡胶轮衬。
（2）迂回轮装置在滑道内可自由移动，保持系统恒定的张紧力；通过导绳轮可将重锤置于巷内或巷帮硐室中。由于钢丝绳使用初期伸长较大，故滑道长度（即拉紧行程）设计为 12m，避免由于钢丝绳的伸长造成系统不能正常运行。
（3）安装导轨：确定迂回轮架上两对滚轮的最大间距，再将一根导轨固定在横梁上，固定位置为导轨内侧表面到安装中心线的距离等于滚轮间的最大间距的一半加上约2mm的滑动间隙（取两端和中间多点测定），将另一根导轨安放在横梁上离中心线的距离比另一根远一点，以不妨碍吊装迂回轮为准且不固定；两侧导轨安装的中心线直线度不大于1/1000，两中心线相对于架空成人装置中心线的平行度不大于0.5/1000，两中心线的高度差为±3mm。
（3）安装迂回轮：在巷道顶上固定强力锚杆，将迂回轮装置吊起，将滚轮放入导轨内，调整好间隙保证迂回装置中的滚轮在轨道内要求滚动灵活。
（4）安装重锤期间逐步增加其配重，并根据牵引钢丝绳的张紧程度而定，以牵引钢丝绳负载时的最打挠度为100～150mm。由于我矿架空乘人装置具有线路长、坡度大等特点，故在地面挖1～2m的深坑以保证重锤有较大的行程。
2.8安装电控系统
2.8.1电控设备安装
（1）在安装PLC控制箱、操作箱过程中我矿创新采用架空乘人装置操作台，此操作台采用5mm铁板经切割、焊接后作为整体主要结构，使用∠30×30×5mm角铁作为操作台整体骨架，将PLC控制箱、控制箱统一安装在平台固定倾角为15°的操作板上，操作板在安装前依据电缆外径钻有连接孔，并采用与人视角相应的15°安装布置，操作人员能够简单明了对操作，大大降低了由于设备布置混乱造成的安全隐患。
（2）根据架空乘乘人装置安全需要，我礦安装了全程急停开关、机头及机尾越位保护开关、安装转速传感器、安装重锤下限位保护开关、安装上变坡点掉绳保护开关、安装断绳急停按钮开关、安装制动器动作失效保护装置、红外线传感器安装
（3）保护接地
所有带电设备的外壳必须根据《煤矿安全规程》和永煤公司下发《煤矿采掘机电精细化管理标准》的要求施工。
3.综合评价
丰阳煤矿大坡度架空乘人装置的安装成功，淘汰了斜巷人行车，保证了并实现了集中上、下人，使上、下人与提升物料分开运行。
（1）将以往副井绞车检修时间安排在架空乘人装置运行期间，每天可节省2小时，按每月30天计算，每月节省提升时间60小时，每年节省720小时。
（2）大大的提高了副井提升系统效率及提升运输安全系数。提高了矿井生产工效，减轻了职工上、下斜巷的劳动强度，使职工生产条件大大改善，安全条件也大为提高。
（3）节省以往斜巷人行车各种试验经费，提高轨道运输安全可靠性，减少事故发生率。
参考文献
1.张立忠，斜井架空乘人装置的钢丝绳安全系数的修改【J】.煤矿安全，2001，（11）；
2.焦毅，韩辉。井下架空乘人装置的设计及应用【J】。北京：器械工业出版社.2003.25-47；
关键词：大倾角 大坡度 架空乘人装置 安装 应用
【中图分类号】TD4
1 项目背景：
架空乘人装置已基本应用在了各类煤矿，但大坡度可摘挂抱索器架空乘人装置主要应用于肩负轨道运输的巷道，现以丰阳煤矿副斜井为列，丰阳煤矿副斜井主要担负着全矿人员上下、矸石及材料、设备的提升，巷道斜长960m，巷道的宽4.2m ，巷道的高为3.5m，井筒断面12.8㎡，斜巷平均坡度32.5°，其中变坡点4个，以往使用斜井人车来提升人员，根据上级领导要求并考虑到人员入井安全，通过设计计算。副斜井安装了一套架空乘人装置并于2013年10月投入使用安全性能更为优越的架空乘人装置。
2 架空乘人装置设计与安装
2.1 驱动部分
（1）驱动部分设计为液压传动方式，该驱动部分主要包括驱动主轴组件、驱动轮等；
（2）驱动装置采用架空安装方式，将机座、减速机、电机、制动闸、驱动轮，按照上面顺序依次进行安装。
2.2 钢丝绳的选取与安装
经过设计计算，钢丝绳破断拉力总和为524 kN，安全系数为6，选用26NAT6×26WS+FC1670钢丝绳符合《煤矿安全规程》的规定。在钢丝绳放绳方面我矿结合巷道大坡度特点，自制了专用滑轮组，由提升绞车将钢丝绳从井底牵引至井口，放绳过程中由于使用了专用工具达到了安全、便捷等效果；插接钢丝绳方面采用不变径接法，插接长度为钢丝绳直径的1000-1200倍，符合《煤矿安全规程》规定。
2.3 安全距离的确定
根据《煤矿安全规程》（2010版）中第368条第二项：蹬座中心至巷道一侧的距离不得小于0.7m。
2.4 托绳轮及压绳轮的选用与安装
（1）配套的托绳轮有三种结构形式：单托轮、托压绳轮、双轮托（压）绳轮，托轮间距为8m，每隔五个单托轮安装一个托压绳轮。每组托（压）绳轮有二个轮体，两个托轮为浮动式，可绕中间横轴回转，吊椅平滑过渡各轮受力均匀。
（2）直线段每个托轮约承受100kg重量，变坡点托轮随钢丝绳张力与变坡坡度大小不同而不同，最大可达530kg。因此，大坡度巷道直线段采用单托轮，变坡点根据受力大小的不同采用双托轮或双压轮以减少对托（压）轮的冲击，并能有效减缓托、压轮衬垫的磨损，提高托、压轮的使用寿命和乘坐的舒适性。
2.5 乘人器的设计与使用
乘人器由HK型抱索器和活动吊椅组成。由于我矿副斜井倾角过大，在设计乘人装置全套设备时，出于安全角度考虑，在井口安装驱动时加安一组摩擦轮以增大整个系统的摩擦力，从而有效地保证乘人装置在使用中的安全性能，将围包角变变为3600，固将抱索器改为可摘挂式。
2.6 防脱绳装置的设计
出于对大坡度架空乘人装置的运行安全考虑，在安装托绳轮时，每隔50m上下人侧各安装一套防脱绳装置，避免出现大面积掉绳造成的安全事故。
2.7 机尾部分的设计与安装
（1）机尾主要包括迂回轮装置、滑道、导绳轮和重锤；迂回轮直径为 1600mm，绳槽内镶嵌硬橡胶轮衬。
（2）迂回轮装置在滑道内可自由移动，保持系统恒定的张紧力；通过导绳轮可将重锤置于巷内或巷帮硐室中。由于钢丝绳使用初期伸长较大，故滑道长度（即拉紧行程）设计为 12m，避免由于钢丝绳的伸长造成系统不能正常运行。
（3）安装导轨：确定迂回轮架上两对滚轮的最大间距，再将一根导轨固定在横梁上，固定位置为导轨内侧表面到安装中心线的距离等于滚轮间的最大间距的一半加上约2mm的滑动间隙（取两端和中间多点测定），将另一根导轨安放在横梁上离中心线的距离比另一根远一点，以不妨碍吊装迂回轮为准且不固定；两侧导轨安装的中心线直线度不大于1/1000，两中心线相对于架空成人装置中心线的平行度不大于0.5/1000，两中心线的高度差为±3mm。
（3）安装迂回轮：在巷道顶上固定强力锚杆，将迂回轮装置吊起，将滚轮放入导轨内，调整好间隙保证迂回装置中的滚轮在轨道内要求滚动灵活。
（4）安装重锤期间逐步增加其配重，并根据牵引钢丝绳的张紧程度而定，以牵引钢丝绳负载时的最打挠度为100～150mm。由于我矿架空乘人装置具有线路长、坡度大等特点，故在地面挖1～2m的深坑以保证重锤有较大的行程。
2.8安装电控系统
2.8.1电控设备安装
（1）在安装PLC控制箱、操作箱过程中我矿创新采用架空乘人装置操作台，此操作台采用5mm铁板经切割、焊接后作为整体主要结构，使用∠30×30×5mm角铁作为操作台整体骨架，将PLC控制箱、控制箱统一安装在平台固定倾角为15°的操作板上，操作板在安装前依据电缆外径钻有连接孔，并采用与人视角相应的15°安装布置，操作人员能够简单明了对操作，大大降低了由于设备布置混乱造成的安全隐患。
（2）根据架空乘乘人装置安全需要，我礦安装了全程急停开关、机头及机尾越位保护开关、安装转速传感器、安装重锤下限位保护开关、安装上变坡点掉绳保护开关、安装断绳急停按钮开关、安装制动器动作失效保护装置、红外线传感器安装
（3）保护接地
所有带电设备的外壳必须根据《煤矿安全规程》和永煤公司下发《煤矿采掘机电精细化管理标准》的要求施工。
3.综合评价
丰阳煤矿大坡度架空乘人装置的安装成功，淘汰了斜巷人行车，保证了并实现了集中上、下人，使上、下人与提升物料分开运行。
（1）将以往副井绞车检修时间安排在架空乘人装置运行期间，每天可节省2小时，按每月30天计算，每月节省提升时间60小时，每年节省720小时。
（2）大大的提高了副井提升系统效率及提升运输安全系数。提高了矿井生产工效，减轻了职工上、下斜巷的劳动强度，使职工生产条件大大改善，安全条件也大为提高。
（3）节省以往斜巷人行车各种试验经费，提高轨道运输安全可靠性，减少事故发生率。
参考文献
1.张立忠，斜井架空乘人装置的钢丝绳安全系数的修改【J】.煤矿安全，2001，（11）；
2.焦毅，韩辉。井下架空乘人装置的设计及应用【J】。北京：器械工业出版社.2003.25-47；