卡钳式抱索器架空乘人缆车零速上车装置的研制

常 波

（山西阳城阳泰集团宇昌煤业有限公司，山西 阳城 048100）

1 项目概况

宇昌煤业公司井下辅助运输方式主要采用卡钳式抱索器架空乘人缆车，该架空乘人缆车的优点较多。从该矿井下辅助运输的实践来看，设备在大坡度（大于20°）斜巷运行过程中，工作人员在上下车时存在严重安全隐患，常有安全事故发生。当架空乘人缆车斜下运行时，要保障乘坐人员在上车时人员移动速度与乘人缆车吊椅速度基本同步移动，才能让乘坐人员平稳上车。然而，由于运输巷道坡度大，平台短，常常无法做到乘坐人员与移动吊椅的同步移动，因此常发生乘坐人员无法正常坐上吊椅的现象。同时乘坐人员以零速跨上移动的吊椅后，在惯性作用下乘坐人常会因失重发生人员摔伤事故。

针对该煤矿卡钳式抱索器架空乘人缆车存在的安全问题，通过对架空乘人缆车在大坡度斜巷乘车过程中不安全因素的分析，设计了人员零速静态上车装置，解决了斜巷运输的不安全问题，实现了该煤矿生产运输的安全。

2 卡钳式抱索器架空乘人缆车零速上车装置研制

2.1 卡钳式抱索器架空乘人缆车结构原理分析

乘人缆车装置结构形式为摩擦轮式，由电动机、减速箱或液压系统、驱动装置（包括驱动轮和机座等）、制动器、绳轮组（包括托绳轮、压绳轮、收绳轮和导向轮等）、乘人组（包括抱索器、吊椅等）、尾轮装置（包括尾轮、机座、张紧装置和导绳轮等）、牵引主钢丝绳、安全保护装置、声光信号装置和电气控制系统等组成。

卡钳式抱索器为乘人设备中可摘挂活动抱索器，它使用于大坡度斜巷机轨合用布置巷道。抱索器通过钳型结构抱住主钢丝绳，靠夹紧力产生的摩擦力使抱索器与主钢丝绳同步运行。当抱索器运行到设备终端时，靠人工自行摘除，并脱离主钢丝绳。

2.2 零速上车装置的研制

2.2.1 零速上车装置的结构

设计的卡钳式抱索器架空乘人缆车零速上车装置的结构如图1 所示，主要由：1 横梁、2 丝绳、3抱索器、4 吊椅、5 定滑轮、6 拉环、7 拉绳、8 连杆、9 弹簧、10 固定座、11 凸块、12 滑动板、13 过渡段、14 平行段、15 滑道等结构组成。

图1 零速上车装置的结构示意图

2.2.2 工作原理分析

该零速上车装置利用机械滑道的形式承接移动的可摘挂抱索器。当可摘挂抱索器进入装置内时，抱索器带动吊椅脱离钢丝绳，使吊椅处在静止状态，从而实现人员斜巷零速静态上车。

装置内设有中空的固定支座，支座固定在11#矿用工字钢横梁上，在固定支座的空腔内设置有滑动板，滑动板与固定支座通过滑轮配合，并有限位调节螺杆，防止滑板从支座内滑脱。滑动板下固连滑道、蓄能弹簧连接固定支座与滑道，使滑道通过固连的滑板在固定支座空腔内上下移动。为方便承接移动的抱索器，在滑道上设置有过渡段和平行段。在过渡段区域内抱索器能顺利地滑入滑道，不会出现卡阻情况。滑道沿主钢丝绳运动的方向呈凹槽状，主钢丝绳从凹槽的上方穿过，凹槽状滑道与滑动板固连，固定支座上安装有旋转的支撑连杆，支撑连杆通过细钢丝拉绳和导向定滑轮与手拉环连接。支撑连杆一端顶压住滑道，拉动手环带动拉绳后，支撑连杆摆动，解除限位机构，此时承接滑道在弹簧力的作用下被抬高，主钢丝绳落入凹槽内。当抱索器移动到承接滑道后滑上滑道，抱索器带动空吊椅脱离主钢丝绳，在固定凸块的作用下，静止在滑道上。乘坐人员零速静态坐上吊椅后，在重力的作用下，压下滑道并使支撑连杆复位，抱索器重新抱紧钢丝绳，带动吊椅和人员随钢丝绳移动，脱离滑道。

当巷道坡度不大、乘人平台较长、钢丝绳运行速度较慢、乘坐人员斜巷乘车吊椅摆动不大较安全或者空吊椅运行时，可以不使用斜巷零速上车装置。此时抱索器带动吊椅随同钢丝绳沿绳速方向安全通过零速上车装置，架空缆车乘人装置恢复原来设计状态。

3 零速上车装置的动作方式分析

零速上车装置的钢丝绳上连接抱索器，抱索器上连接吊椅通过钢丝绳发生动作，同时在横梁上设有中空固定座，固定座的空腔内设有滑动板，可以空腔内上下滑动，固定座通过弹簧连接滑道。

在装置的固定座上安装有连接拉绳和连杆，拉绳绕过定滑轮，在向下拉动拉绳时支撑连杆移位，弹簧给滑道一个向上的力，使得滑道被抬高，从而使钢丝绳落入滑道凹槽内。拉绳上设有拉环，使得在拉动拉绳时更方便。在固定座外侧面下部设有与滑道对应的凸块，当抱索器滑到滑道的平行段上时，凸块挡住抱索器，防止乘坐人员滑离滑道。

本装置利用弹簧将凹槽状的滑道与固定座连接，同时在固定座上设置连接有拉绳的支撑连杆。当支撑连杆移位，在弹簧的作用下，使得滑道被抬高，也可在重力的作用下压下滑道。抱索器在滑上滑道后脱离钢丝绳，并在凸块的作用下处于静止状态，保证乘坐人员能够零速上车，可以有效防止乘坐人员乘坐时发生大幅度的摇摆，同时防止出现乘坐人员无法上吊椅的现象。

若巷道坡度不大、钢丝绳速度较慢时，人员上车相对安全或者空吊椅运行时，可以不使用零速上车装置。此时，抱索器带动吊椅随同钢丝绳作同步运行，抱索器可安全通过零速上车。

斜巷下运零速上车装置人员上车前后情况如图2 所示。从图2 可知，采用零速上车装置后，有效解决以往人员上车后造成的吊椅摆动过大的问题。

图2 斜巷下运零速上车装置人员上车前后示意图

4 实践应用效果

根据煤矿井下卡钳式抱索器架空乘人缆车在大坡度斜巷人员上车时存在的安全问题设计了零速静态上车装置并进行了实践应用。结果表明，该零速静态上车装置的应用效果理想，可以使架空乘人缆车静止在滑道上，实现乘坐人员的零速上车。装置滑道上设置过渡段能够使抱索器顺畅地滑入滑道，架空乘人缆车无卡阻现象的发生。该装置的应用有效地解决了乘坐人员乘坐架空乘人缆车时出现的问题，有效降低了存在的安全隐患。该装置结构简单，成本低廉，经济实用，安全可靠，可以在同行业推广应用。