煤矿架空乘人装置防护设施的设计与应用分析 煤矿架空乘人装置防护设施的设计与应用分析 杨光 王朝Summary：在煤矿开采中为了实现长距离持续运输采矿人员的需求，煤矿架空乘人装置便成为了重要的运输设施。虽然该设备具有高效、安全以及易操作等显著特点。但是受煤矿作业环境的复杂及不确定性，在架空乘人装置的实际安装期间，常常会出现脱轮、打滑等问题，这对生产人员的生命安全构成严重威胁，因此必须根据采矿现场实际情况对装置进行优化改造，使用有效的保护装置，保证乘人安全装置顺利运作。Key：架空乘人装置；防护设施；设计；...
杨光 王朝
Summary：在煤矿开采中为了实现长距离持续运输采矿人员的需求，煤矿架空乘人装置便成为了重要的运输设施。虽然该设备具有高效、安全以及易操作等显著特点。但是受煤矿作业环境的复杂及不确定性，在架空乘人装置的实际安装期间，常常会出现脱轮、打滑等问题，这对生产人员的生命安全构成严重威胁，因此必须根据采矿现场实际情况对装置进行优化改造，使用有效的保护装置，保证乘人安全装置顺利运作。
Key：架空乘人装置；防护设施；设计；应用
引言
架空乘人装置可以在轨道巷、带式输送机巷或其他巷道内设置，是一种高效的运人系统，其结构简单，布置方便，且能实现连续提升。晋煤古书院煤矿井下现有架空乘人装置两部，由于安装地点均属于变坡点较多、且运距较长，因此原设备配套的各类保护装置很难确保架空乘人装置的安全运行，在运行期间尝多次出现钢丝绳脱轮，人员乘座高峰期间运力下降导致打滑等现象。
一、煤矿架空乘人装置原理
煤矿架空乘人装置主要由驱动部分、线路部分、尾轮部分、张紧部分及电控系统组成，由于该装置的实际应用价值突出，目前在新型煤矿开采井下应用的非常普遍。煤矿架空乘人装置工作原理：主要由矿用电动机、减速机来带动摩擦轮以构成驱动装置，在电动机与减速机之间往往加装了电动闸，在摩擦轮上则设置了液压制动闸，传动设备架空后，能够作为无极变速循环运行钢丝绳的牵引与承载，将悬挂与牵引绳上的乘人吊椅架空在机头端与机尾端，从而完成地面到地下、地下到地面的人员运输任务，钢丝绳常常用耐磨弹性衬垫托轮支撑于沿途的架空装置上。架空乘人装置运行原理：主要在巷道的尾部位置配有动力驱动装置、上下车站，而在巷道的尾部则设有上下车站、尾轮以及重锤式张紧装置，在沿途设置了托压绳轮，在上述部位中穿插了一根性能高的钢丝绳，使得装置形成一个完整封闭的运输线路。乘人器主要为矿井生产人员乘坐用，借助上方的抱索器中的衬垫同钢丝绳的摩擦与钢丝紧紧抱牢，载送人员从起点直至终点。架空乘人装置运送过程：系统运行过程，乘坐人员在驱动部附近从乘人器存放架上将乘人器取下，然后将抱索放在启动轨，乘坐于吊椅上，左手握椅杆并收脚，右手则按自动按钮，乘人器如果在轨道的上方，则可以自行下滑，依赖抱索器衬垫同钢丝绳摩擦运行至尾部下车，到达指定的位置后，先将脚落地，然后下吊车，并将乘人器从启动轨取下，放置于存放架上。架空乘人装置的电控系统具体由调速、控制及信号保护三部分组成，使用先进PLC控制的电控系统，能够实现短路保护、电机失压保护以及过载保护等，同时遇到紧急情况还可以沿途紧急停车，为人员提供安全保护。电控系统还能够实现无人职守停车控制，开车、停车依据设定程序进行自动控制，同时还具有线路语音通讯联络功能。使用中文人机界面，还可以实施显示装置的运行状态及运行速度，显示相应的故障文字，这方便维修人员对设备的维护及维修。
二、架空乘人装置掉道分析
架空乘人装置可以缩短员工上下班的路途时间，减轻员工上下井的体能消耗。但是在运行的过程中，经常会发生钢丝绳脱离托（压）绳轮不在轨道上运行的现象，俗称钢丝绳掉道。分析钢丝绳掉道的原因有：（1）钢丝绳插接处不 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。架空送人装置的钢丝绳在安装插接后，由于工艺不达标导致绳芯软硬不一，在运转时碰到托绳轮会产生跳动，跳动幅度过大时，就会导致钢丝绳掉道、脱轮。（2）托绳轮高低不一致。煤矿井下的架空送人装置一般在坡度巷道内安装运行，在安装过程中，由于巷道成型的原因，导致有些托绳轮并不在一条水平线上，当钢丝绳运行至过低的托绳轮处时，钢丝绳本身由于不接触托绳轮，进而导致脱轮、掉道。（3）托绳轮位置不正。由于架空送人装置基本上属于长时间，不间断运行，由于检修时间少或检修不到位，因此会出现极个别托绳轮安装位置发生偏斜，钢丝绳运行至位置较偏的托绳轮时，由于接触面积发生改变，进而导致脱轮、掉道。（4）托绳轮轮衬磨损严重。由于便用时间超期，部分托绳轮轮衬磨损严重，当钢丝绳运行至此时，有可能发生偏离近而形成掉道、脱轮。（5）抱索器或者乘人吊椅损坏。当抱索器或者乘人吊椅损坏时，由于吊椅的重心发生偏移，导致钢丝绳运行轨迹发生偏差，近而形成掉道、脱轮。
三、煤矿架空乘人装置防护设施的设计及应用
（一）改进抱索器
普通固定抱索器主要采取蝶形弹簧产生预紧力，最大使用坡度可达到45°，但是普通的抱紧器仅仅依靠一个直径为16mm的聚氨脂棒用来夹紧钢丝绳，聚氨脂棒易压坏或老化，依据实际测量与分析，可将原先固定于钢丝绳上的抱索器的长度缩小15mm，以满足钢丝绳在驱动轮与尾轮初曲率半径需求，最大程度保证钢丝绳安全运行。
（二）尾轮处加装保护装置
架空送人装置正常运行期间，钢丝绳在尾轮处是沿着尾轮的绳槽进行沿转，在钢丝绳受外力或张紧力下降时往往会出现突然抖动现象，由于尾轮下方没有能防止钢丝绳脱绳的防护装置，因此极易出现脱绳事故，通过現场分析，在尾轮附近加工并安装了一套能防止钢丝绳在尾轮处脱绳的保护装置，确保架空送人装置的安全运行。
（三）在单轮上方加装机械保护装置
架空乘人装置在空载运行过程中，钢丝绳在单轮的上方能够平稳渡过，然而如果座椅上乘坐人员，人员的轻微抖动也会使得钢丝绳在运行期间会出现抖动的情况，这就会导致钢丝绳从单轮上方位置脱出绳槽，因此可以根据实际测量，在单托绳轮的位置可以安装防脱绳机械保护装置，以避免运行钢丝绳运行期间出现剧烈抖动的情况。
（四）在机尾张紧导向轮位置增加双向调控行程开关
钢丝绳不间断的、无规律性延伸性是保证架空乘人装置安全运行的关键。为此，通过在机尾张紧导向轮处增设双向调控行程开关，完善了钢丝绳松绳的机械保护装置，确保了钢丝绳运行期间松紧适度并可控。
结论
为了提升架空乘人装置钢丝绳的安全系数，必须改进防脱绳保护及安全防护设施，。减少了在运行期间因抖动而脱单轮、过变坡点时掉双轮、钢丝绳跳动脱压绳轮的现象，更有利于架空送人装置的安全运行，同时由于设计了特殊的乘人座椅，能满足特定条件下人员需平躺的要求，更有利于装置的高效、安全、可靠运转。
Reference：
[1]尹卫兵，程燕妮.煤矿架空乘人装置防护设施的设计与应用[J].采矿技术，2015（05）：79-81
[2]张斌.架空乘人装置在煤矿中的应用[J].能源与能，2014（12）：44-45，97
[3]罗贤峰.煤矿架空乘人装置的设计与应用[D].成都：电子科技大学，2012
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