单轨吊智能挡车装置的设计与应用

袁 丁， 吴亚雷

(山东华源矿业公司 友众煤业， 山西 寿阳 045400)

山东华源矿业公司友众煤业位于山西省晋中市寿阳县宗艾镇，矿井设计生产能力90万t/年，主要开采3#煤层、6#煤层、15#煤层。在矿山辅助运输过程中，运输人员的架空乘人装置多与运输物料的单轨吊系统同巷布置，由于单轨吊机车的自牵引性、流动性，使架空乘人装置同单轨吊机车相互之间无法闭锁。目前，单轨吊机车运行和架空乘人装置均采用人工控制方式运行，即单轨吊机车运行时，需要人工联系架空乘人装置司机，将架空乘人装置控制开关停电闭锁；架空乘人装置运行时，需要人工站岗，形成封闭巷道管理区域，单轨吊机车严禁运行。因此，在主要大巷辅助运输系统中，有必要研究一种能够使同巷布置的架空乘人装置、单轨吊系统相互闭锁的装置，以解决现有人工干预、控制可靠性差、无法实现强制性闭锁等问题。

1 单轨吊智能挡车装置的设计原理及使用条件

1.1 单轨吊智能挡车装置的设计原理

单轨吊智能挡车装置由防爆速度感应开关、4v210-08气动电磁阀、气缸、单轨吊吊轨、机械挡车装置等组成。其设计原理为架空乘人装置电控箱经防爆速度感应开关向该装置的4v210-08气动电磁阀提供12 V电源，井下压缩空气通过气线进入4v210-08气动电磁阀，为其提供动力气源。架空乘人装置托绳轮在架空乘人装置运行钢丝绳的驱动压力作用下转动或停止，防爆速度感应开关固定在架空乘人装置托绳轮金属边缘侧20～40 mm位置，通过感应架空乘人装置托绳轮的转动状态来实现通断。由防爆速度感应开关的通断来控制4v210-08气动电磁阀的得失电状态，同时由4v210-08气动电磁阀的得失电状态来操控气缸的伸缩，气缸与单轨吊吊轨机械挡车装置连接，在气缸伸缩的作用下关闭或打开。

工作原理如下：

1) 单轨吊智能挡车装置工作状态。

当架空乘人装置运行时，托绳轮在其钢丝绳的压力作用下，匀速转动，防爆速度感应开关在接收到转动模拟量后成通路，同时速度感应开关控制的4v210-08气动电磁阀得电吸合，在气动两位五通电磁阀的作用下，挡车装置气缸伸出，带动机械式挡车装置关闭，在机械式挡车装置和单轨吊吊轨的共同阻挡作用下，实现对单轨吊机车的挡车效果。单轨吊机车挡车装置工作状态见图1.

1—4v210-08气动电磁阀 2—气缸 3—单轨吊机车吊轨4—机械挡车装置 5—防爆速度感应开关6—架空乘人装置钢丝绳 7—架空乘人装置托绳轮图1 单轨吊机车挡车装置工作状态图

2) 单轨吊智能挡车装置的非工作状态。

当架空乘人装置停止运行时，架空乘人装置托绳轮停止转动，防爆速度感应开关在接收不到转动模拟量后成断路，同时防爆速度感应开关控制的4v210-08气动电磁阀失电断开，在4v210-08气动两位五通电磁阀的作用下，挡车装置气缸收缩，带动机械式挡车装置打开，单轨吊机车沿吊轨可以通行。单轨吊机车挡车装置非工作状态见图2.

1—4v210-08气动电磁阀 2—气缸 3—单轨吊机车吊轨4—机械挡车装置 5—防爆速度感应开关6—架空乘人装置钢丝绳 7—架空乘人装置托绳轮图2 单轨吊机车挡车装置非工作状态图

1.2 单轨吊智能挡车装置的使用条件

单轨吊智能挡车装置使用的必备条件：同巷布置的架空乘人装置电控箱12 V电源、压缩空气、架空乘人装置托绳轮等。

2 单轨吊智能挡车装置优点分析

2.1 安全性

该装置主要采用井下压缩空气为动力源，4v210-08电磁阀采用12 V本安型电源，外置速度感应开关为矿用防爆型，保证了该装置的安全可靠性。

2.2 适用性

该装置主要适用于架空乘人装置同单轨吊同巷布置的井工煤矿中，属于单轨吊机车自动挡车装置技术领域。

2.3 经济性

该装置的研究应用实现了挡车装置智能控制化，符合“少人则安，无人则安”的总体思路。在人工费用方面，每月节省兼职岗位工2人，按岗位日工资130元、每天分3个班次、每月30天、岗位工兼职站岗费用按日工资10%计算，节省人工费27 320元/年。目前，该矿有3部架空乘人装置同单轨吊线路同巷布置，通过计算，该项目实施全年预计节省费用27 320×3=8.2万元。在设备投入方面, 单轨吊智能联动挡车器加工成本价为706元， 仅需一套装置便具备使用条件。在日常维护方面, 单轨吊智能挡车装置具有维护简单便利的特点，使用寿命长，可频繁动作一万次以上。

3 单轨吊智能挡车装置使用效果

单轨吊智能挡车装置自投入使用以来，主要组成元件防爆速度感应开关、4v210-08电磁阀、气缸、吊轨机械挡车器等动作灵敏可靠，保证了装置的智能化应用效果。另外，在提高单轨吊机车运输效率、降低人员劳动负荷方面也具有重要意义。

4 结 语

友众煤业公司单轨吊智能挡车装置的成功设计，解决了长期以来同巷布置的单轨吊机车同架空乘人装置无法实现自动闭锁，由原来人工站岗控制行车不行人技术转变为智能化挡车控制技术。实现了同巷布置的单轨吊机车与架空乘人装置相互闭锁、自动控制。该装置将凭借其安全性、适用性、经济性在今后矿井智能化发展中得到更为广泛的推广与应用。