浅谈煤矿采区上下山风动闭锁式挡车装置的设计

邢海

[摘 要]本文简要介绍煤矿斜巷运输挡车装置的应用使用情况，分析闭锁式风动挡车装置设计方案、可行性，以及应用的效果等。

[关键词]煤矿井下；采掘上下山；斜巷运输；变坡点；挡车装置

中图分类号：TD553 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0001-01

引言：煤矿井下采掘区内，一般都设置较多的采取上下山，并铺设轨道供材料的运输等任务。这上下山路段，往往都安装小绞车供斜巷运输提升使用，如果不设置矿车挡车装置，很容易造成矿车放大滑等事故的发生。当前煤矿斜巷平车场所使用的挡车装置仍较多的使用挡车棍、翻板脱钩式吊梁和小卧闸组成的“一坡三挡”装置等。这些简易的挡车装置，受人的行为因素影响比较大，挡车效果不好，不能彻底解决由于人员误操作而产生的安全隐患问题。与此同时，简易的“一坡三挡”挡车装置，其制作、安装、工序较为繁锁，容易损坏，管理的难度也比较大。为彻底解决这些问题，保障斜巷运输的安全性，提高运输效率与生产经济效益，我们提出了闭锁式风动挡车装置的设计制作，应用到现场实践证明，非常理想，达到了预期的设计目标。

1 闭锁式风动挡车装置设计方案

1）挡车装置系统结构。本设计的闭锁式挡车装置，它主要由三通阀、减压阀、支撑梁（11号矿工钢）、风动伸缩装置、托绳轮，以及车挡装置等构成（见图1所示的示意图）。

2）风动挡车装置工作原理。本装置采用压风作为主要的动力源，其由信号把钩工来操作控制三通阀，从而使气缸活塞杆作往复运动，再通过钢丝绳牵引车挡来完成相应的起落动作，最终实现挡车的目的。

3）风动挡车装置技术性能参数。①压风的压力为0.3MPa；②斜锥式三通阀可以自制；③风动气缸的行程为800mm；④起落高度为1800mm。⑤挡车量为一组多个矿车。

4）风动挡车装置的主要性能特点。①本挡车装置操作机械和执行机构都比较简单；②以压风作为动力源，取之方便，适用性更加广泛；③制造成本低，占用的空间也小，又方便安装与拆除，使用起来与原来相比更加安全可靠，性能优越。

5）风动挡车装置的适用条件。①适宜采区轨道上下山使用；②当倾角小于25°时都比较方便使用；③比较适宜单钩提升；④对于提升容器为2t矿车4辆以内为宜。

2 闭锁式风动挡车装置可行性分析

1）风动挡车装置设计思路。①安装地点。本挡车装置可以设置在上部平车场变坡点上、下各安设一套，能够实现闭锁防跑车功能，或者在轨道上、下山底车场安设一套。本装置在安设后，变坡点的上、下两部分可实现联动、形成闭锁，并能时刻保证斜巷入口的闭锁状态，以有效地防止由于人为行为因素而造成的跑车事故发生。②所用的材料。本闭锁式防跑车装置所使用的主要材料为11#矿用工字钢。对变坡点以上部分（第一道档车门），可固定在顶底板当中；可使用横梁式挡车栏（挡车门关闭时，横梁挡在矿车中间位置，即轨面以上0.5m处），其可靠性牢固性较强。另一部分（第一道挡车门）可安设在變坡点以下一列车的位置，可采用吊梁式挡车。③下放车辆。在正常情况下，当第一道挡车门处于常闭状态而第二道门处于常开状态（吊梁抬起）时，且两道门可以联动互锁。当矿车需要通过（下放）时，利用气缸的动力将第二道挡车门关闭，此时第一道挡车门在联动装置的作用下被打开，即横梁高出矿车的上沿，这样矿车便能通过第一道挡车门。当矿车通过后，其操作气缸又将第二道挡车门打开，使得矿车能通过第二道挡车门。同时，第一道挡车门在联动作用下横梁落回到0.5m高的位置，以阻止其它车辆进入斜巷。④拉车状态。当需要拉车时，再矿车通过第二道后，其操作气缸将第二道挡车门关闭，同时在联动作用下打开第一道挡车门。当矿车通过第一道挡车门后，第二道挡车门打开，同时第一道门又关闭，这样便恢复初始状态。周而复始，可以实现往复的提升与下放车辆。

2）风动挡车装置的技术可行性分析。①本闭锁式风动挡车装置，主要使用的是ll#矿用工字钢制作而成的，像以前制作的简易“一坡三挡”装置，则是使用50mm直径圆管和3mm钢板制作的，其装置强度要比“一坡三挡”装置大的许多。②新设计制作的挡车装置，因为两部分装置可以实现联动，所以始终有一道则处于闭锁状态，这就克服了由于人为失误而造成的跑车事故发生。③本挡车装置设计也比较简单，制作的成本又低，且又坚固牢靠、耐用，有效降低了制作和维修的相关费用。④相比以前的简易挡车装置而言，首先则要拔出两道挡车棍，待车辆通过后，再打开卧闸，操作比较复杂。新设计的闭锁式挡车装置，与其相比具有了操作简单的特点，大大降低了操作人员的劳动强度，提高了运输效率，其挡车的安全系数显著提高。

3 闭锁式风动挡车装置应用的效果分析

1）安全效果情况。我们在多个井下采掘上下山斜巷变坡点使用了这种新型闭锁式风动挡车装置以后，其斜巷平车场运输在安全上有了很大的保证，有效地避免斜巷跑车事故的发生，大大提高了矿井的安全运输水平。运用几年来，一直未发生相关的运输跑车事故，为矿井实现安全5周年做出了重要的贡献。

2）实现的综合经济效益。在我矿的现有井下斜巷平车场处，20余处在前后安装了两套这类新型闭锁式风动挡车装置，而每处制作费用为5.1万元左右，维修费用为1.13万元左右。改用新型闭锁式风动挡车装置后，每年则可以节约资金在15万元左右。运行多年，相应成本又大降，效益则更大了。

结束语：在煤矿井下采区上下山变坡点设置安全有效的挡车装置，设计时要根据现场的使用环境条件，以及所要达到的基本功能，可以在原来简易的“一坡三挡”挡车装置基础上创新改造。要把握住既简单易行，又要挡车可靠性高，并兼顾自动化程度高和成本低的设计理念。按照这样的思维理念去设计、改造，一个全新型的挡车装置就不难被制作出来，且能受到使用者的欢迎。

参考文献

[1] 祝汉喜，胡程卓. ZDC30-2.2型跑车防护装置在煤矿斜巷中的应用[J].露大采矿技术，2013，11：65-66.

[2] 常庆国，王洪谦.常闭式跑车防护装置在煤矿斜巷运输的应用[J].装备制造技术，2012，12：163-164.

[3] 李洪刚. 采区上下山压风动力闭锁式挡车装置可行性研究[J].山东煤炭科技，2008，5：111-112.

[4] 富瑞英.ZYJ7型外锁闭道岔的技术改造与整治[J].太原铁道科技，2008.1：25-27.

[5] 汪鲁尧，王太续.长距离斜巷运输调度绞车技术改造及应用[J].煤矿机械，2006，8：124-126.