煤矿辅助乘人装置的常见故障及性能提升分析

张建静

（同煤集团安全监管五人小组管理部， 山西 大同 037000）

引言

当前主要井下输送人员装置为轨道机车、单轨吊车、钢丝绳牵引卡轨车、架空乘人装置等[1]。部分老旧矿井仍以小电瓶车、小绞车为主。本文着重研究架空乘人装置的发展，探讨架空乘人装置常见故障以及预防措施。

1 煤矿辅助乘人装置的常见故障分析

1.1 钢丝绳断丝

原因：架空乘人装置长期运行得不到及时更换，导致钢丝绳超出疲劳极限产生断丝，或运输过程负载过重超出钢丝绳超载限度发生断丝，也有可能因固定抱索器长期与钢丝绳非正常接触导致钢丝绳局部应力过大。

采取措施：定期检查定期更换，及时更正固定抱索器的安装位置，控制线路负荷，禁止超负荷运行。

1.2 钢丝绳自旋

原因：钢丝绳所受扭力不均衡，钢丝绳打滑等因素，会引发钢丝绳运行方向变化产生自旋，影响吊椅平稳，增加掉绳发生几率。

采取措施：注意托绳轮重心与钢丝绳是否重合，保证轴心位置与钢丝绳垂直。安装抱索器及吊椅应注意安装顺序，抱索器调平后安装吊椅，将吊椅重心与绳索重心调平[2]。

1.3 钢丝绳脱落

原因：出现钢丝绳脱落的原因为托绳轮轴安装位置倾斜导致钢丝绳从倾斜的轮衬出脱出；托绳轮松动导致偏离钢丝绳中心位置；压绳轮与钢丝绳间隙过大，导致没有起到阻拦作用；驱动轮磨损等因素导致轮衬缺少易打滑、脱出。

采取措施：及时调整托绳轮和压绳轮，及时更换损耗轮衬，安装专用的防脱绳装置。

1.4 抱索器打滑

原因：抱索器故障松动导致打滑，抱索器松动导致无法提高足够的抱紧力固定吊椅，吊椅可能滑动，导致间距减小甚至多个吊椅直接挤压在一起；松动另一方面可能导致吊椅的脱落。

采取措施：及时拧紧松动预紧螺丝，更换失效弹性顶杆，抱索器整体失效需要及时更换整个抱索器。

1.5 变坡点掉绳

原因：变坡点掉绳事故发生会导致吊椅拖地、掉座、座椅积聚等，这类情况上下坡点都有可能发生。通常掉绳后钢丝绳会脱离托绳轮卡在托轮与外支架之间，也有可能钢丝绳打到托梁处。

采取措施：托梁下安装压辊或压轮，以及防掉绳保护。

1.6 欠速或过速

原因：欠速多数由于驱动轮衬与钢丝绳间的摩擦打滑导致钢丝绳运行速率减慢；过速同样与驱动轮摩擦力相关，张紧力不足或摩擦力不足导致钢丝绳运行速率增大。钢丝绳转动速率突然变化导致抱索器失稳，吊椅偏摆，严重导致飞车事故。

采取措施：合理配置钢丝绳、驱动轮、驱动轮衬块尺寸，科学选择钢丝绳配种。

1.7 吊椅摆动

原因：乘人装置中吊椅受到震动会产生摆动，摆动方向由于受力作用影响前后、左右都摆动，通常传动过程突然加速、减速以及可能出现托轮不合格，这种摆幅就会很大，严重时可能出现伤人事故。

采取措施：定期更换不合格托轮等配件，加装过摆保护装置，同时乘坐人员加强安全意识，及时借助两脚与地面接触，通过地面摩擦减少摆幅。

1.8 制动器锁不紧

原因：制动装置中闸块与钢丝绳间距过大，导致制动过程中设备无法锁紧，可能由于弹簧失效或闸块过多磨损，平时可能影响正常停车的平稳性，紧急停车设备无法锁死，易导致飞车事故。

采用措施：定期检查制动装置，保证闸块与钢丝绳间距不超过2mm，及时调整制动器弹簧及磨损的闸块。

2 辅助乘人装置性能的提高措施

2.1 严格遵守设计标准

1）安全装置。第一，安全制动装置。煤矿架空乘人装置应具备工作制动器和安全制动器，并且各制动器的最大制动力设置应满足额定承载力1.5倍以上，最大不超过2倍，两者都可以安装在驱动轮上，但工作制动器也可以安装在高速轴上。使用过程中，工作制动器先于安全制动器开启，两种不同时开启工作。乘人装置停车前应停止电机电源，故障型停车应立即切断电源[3]。第二，安全保护装置。煤矿用架空乘人装置按照《煤矿安全生产规程》中相关规定配备有相当数量的安全保护装置，安装位置也应符合规程中的要求。同时为确保装置能够随时正常开启，设备管理人员应在交接班时检查和试验安全保护装置的可靠性。

2）牵引钢丝绳。架空乘人装置的牵引钢丝绳两端相互插接呈封闭环状，由电机驱动驱动轮、尾轮等带动钢丝绳运转。由于股式结构钢丝绳其为线接触、同向捻、带纤维芯的特性，所以钢丝绳选取股式结构钢丝绳为主，潮湿易腐蚀环境应选取镀锌钢丝绳，钢丝绳与驱动轮、尾轮等的直径比应大于60，同时安全系数不能低于6。密封式提升钢丝绳应将直径比应高于普通牵引用钢丝绳的20%，同时应保证单个钢丝最粗直径应与驱动轮直径比大于900。钢丝绳进行插接工作必须由专职人员负责，同时必须选用纵向插接，插接长度应大于钢丝绳直径1 000倍以上，避免硬性插接。插接工作完成后应用最大张紧力张紧，对座椅施加最大载荷后查看装置连续运行状态，确保系统运行顺畅，且插接处无松动、变径、起刺等问题。架空乘人装置所采用的牵引钢丝绳由于呈封闭状态，所以日常不做损伤式检测，定期进行钢丝绳、钢绞线的日常检查，查看钢丝绳结合处是否出现松动、变径、起刺等问题，有条件情况下应加装钢丝绳在线损伤检测仪进行非损失式检测。新进的钢丝绳或存放期超出1年以上的钢丝绳，投入使用应进行性能检验。

2.2 加强安装和验收制度

煤矿用架空乘人装置安装必须由具有专项资质的企业或团队进行，安装过程应严格按照矿用设备安装的相关标准、规定，设备完成安装调试后，应委托专业检测机构对设备进行检测，煤矿企业主管部门在检测合格基础上组织设备验收，验收合格后方能投入使用。同时正常投入使用的架空乘人装置应定期进行设备检测和维护，并以1年为1个周期委托具有资质机构检验设备状况，查找设备安全隐患。

2.3 加强日常管理和维护

煤矿用架空乘人装置必须有专职管理人员管理和日常维护，例如使用可摘挂和活动抱索器的装置必须在设备使用过程上、下位置有专职管理人员看管和监督，确保使用人员的安全和必要的安全间距。同时井下作业人员应完成对架空乘人装置上安全和操作方面的相关培训后方能使用架空乘人装置。

3 结语

煤矿架空乘人装置是煤矿运输人员的一种重要机械设备，对煤矿井下辅助运输能力与生产效率及安全运行极为重要，因此，必须保证架空乘人装置技术的规范性，掌握架空乘人装置的常见故障及其处理方法，严格遵守设计标准，加强安装和验收制度以及日常管理和维护，有效提高煤矿辅助乘人装置的可靠性。