煤矿斜井绞车联控自动阻车器的研制及应用

资仕成

（湘煤集团黑金时代股份公司南阳矿业公司机电运输部 湖南 耒阳 421805）

0 前言

煤矿生产中，矿井运输事故时有发生。据统计，约占煤矿伤亡事故的13.5%，其中，斜巷跑车事故为这类多发性的事故之一。斜巷跑车事故不仅制约着煤矿的安全生产，而且直接影响到矿井的生产能力。为此，《煤矿安全规程》第三百七十规定：在倾斜井巷内使用串车提升时，在上部平车场接近变坡点处必须安设能够阻止未连钩的车辆滑入斜巷的阻车器，阻车器必须经常关闭，放车时方准打开。

目前斜巷防跑车装置种类较多，但根据其状态可简单分为常闭式挡车装置和常开式挡车装置两大类。对防止斜巷提升跑车事故的发生起到了重要作用，但由于现有阻车器尚无统一的设计制造标准，大部分阻车器因本身设计上的缺陷，在使用中不同程度存在各种问题，给煤矿斜井提升带来了严重的安全隐患，并由此引发的跑车事故较多。经过反复的分析及试验，研制了一种与绞车联控的跑车闭锁自动阻车器，能有效地防止未连钩的车辆因各种意外滑入斜井而发生跑车事故。该自动阻车器已在本公司三个矿全面推广使用，并已上报申请实用新型方面的专利。

1 现有阻车器存在的主要缺陷和改进的必要性

1.1 目前斜井提升上平车场普遍使用的阻车器均需要人工气操作，其存在的主要缺陷

一是，由于人工操作难免存在误操作，或因操作人员责任心不强，造成不及时操作等问题，由此而引发跑车事故；

二是，现有阻车器大多为非“常闭”结构形式，不能做到无车辆通过时自动复位至关闭状态，往往导致未连钩车辆滑入斜井而造成跑车事故；

三是，大多数阻车器操作不方便，车辆通过时需要人员单独操作，在井口把钩人员配备不足的情况下，无法做到车辆通过的同时将阻车器打开，大多数情况下是先打开阻车器，再推车，有的甚至将阻车器长期打开，人为造成阻车器失效而引发跑车事故。

1.2 阻车器改进的必要性

现以南阳矿业公司为例说明：南阳矿业公司现有三对生产矿井，提升斜井多达20多条，大部分斜巷的上车场为平车场。为防止跑车事故的发生，公司在每个平车场均安装了阻车器，公司从建矿30年来对阻车器不断进行技术改进，但大多数主、暗主井上平车场的阻车器都是使用“手扳式”，有的提升轨道上山改为较为“先进”的“脚踏式”。这种“脚踏式”阻车器虽然减轻了操作者的劳动强度，同时解决了自动复位的问题，但由于煤矿对主、副提升斜井上平车场一般配置信号挂钩工两人，轨道上山提升上平车场一般只配信号挂钩工一人。在这种人员配置不足的情况下，挂钩工既要推矿车，又要操作阻车器，事实上很难做到，因此挂钩工经常将阻车器的阻车板“塞住”而使之失效。

据近十年统计，因阻车器的人为失效造成的跑车事故占总跑车事故的70%，不仅给企业造成了严重的经济损失，也给矿工生命安全带来严重的威胁。

事实上，我国大多数煤矿特别是南方中小型煤矿与南阳矿业公司的情况基本相似，因此，研制和推广应用高可靠性的实用新型阻车器十分必要。

2 绞车联控自动阻车器的组成及原理

绞车联控自动阻车器是基于克服传统的“手扳式”和“脚踏式”阻车器存在车辆通过时依赖人的肢体接触操作的缺陷，应用人体分离原理而设计的。该阻车器的控制接入了提升绞车的电控系统，实现了与绞车运行的联控互锁。阻车器的打开与关闭由提升绞车行程自动控制，不需要人工操作，有效地防止了因阻车器人为失效造成跑车事故的发生。

2.1 自动阻车器的组成

2.1.1 机械部分组成。主要由与轨道相固定的机座、电力液压推动器、转轴、阻车挡、复位弹簧等部件组成。如下图：

自动阻车器结构原理示意图

2.1.2 电控部分组成。主要由安装在绞车深度指示器上的行程开关（或位置传感器）、控制开关、液压推动器电机和各种保护装置组成。根据提升系统现场和设备配置等情况，可将阻车器控制接入绞车PLC控制系统进行编程控制，也可由安装在绞车深度指示器的行程开关（或位置传感器）进行定点控制，实现阻车器的自动控制。

2.2 工作原理

电力液压推动器与阻车挡转轴的一侧连接。当绞车钢丝绳大钩与矿车连接好，井口信号工发开车信号后，启动绞车，串车组在推车器或人的推力作用下第一个矿车到达阻车挡前 （电控部分设置的通车位置）时，电力液压推动器自动通电，其活塞杆伸出推动阻车挡倾斜，阻车器处于通车位置。当串车组中最后一个矿车通过了阻车挡（电控部分设置的阻车位置）时，电力液压推动器自动断电，阻车挡连同活塞杆在弹簧力的作用下自动复位到阻车位置。

3 绞车联控自动阻车器的特点及功用

3.1 实现了开、闭的自动控制，提高了控制的准确性和可靠性，避免了人工操作的居多缺陷。

3.2 阻车器仅在串车组通过时才处于打开状态，其他时间均处于关闭状态，实现了《煤矿安全规程》规定的“常闭”功能，消除了安全隐患。

3.3 结构简单，制造成本低，便于安装，故障率低，维护管理方便。

3.4 减轻了工人的劳动强度，节省了人工。

4 应用效果

该型阻车器已由本文作者设计，在公司领导的高度重视和支持下，组织的项目组经过近三年的研制和反复模拟试验，获得了成功。目前，该型阻车器已在南阳矿业公司所属三个煤矿得到全面推广应用，应用效果显著。

4.1 杜绝了因阻车器失效造成的跑车事故。全公司跑车事故率下降了70%，年节约安全成本80万元以上，提高了煤矿安全生产保障度。

4.2 全公司节省了井口把钩信号工20人，年节约工资及其他费用约80万元。

4.3 现场使用人员普遍反应该型阻车器性能可靠，不需要人工操作，减轻了劳动强度，提高了劳动生产效率，具有很强实用性。

5 给论

5.1 煤矿提升系统斜巷实现操作自动化对煤矿本质安全性的创建具有十分重要的意义。

5.2 绞车联控自动阻车器的研制成功为煤矿斜井提升操作实现跑车闭锁自动化提供了新的思路。

5.3 现场实验表明，跑车闭锁自动阻车器可在全国各煤矿推广应用，必将产生极大的安全、经济、社会效益。

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