单行架空乘人装置在窄巷道的应用

秦 伟

（山西潞安环能股份有限公司五阳煤矿，山西 长治 046000）

1 应用背景

水峪矿井田为似长方形，副斜井位于井田最北边界，采用单翼布置，人员运输距离长，工人劳动强度大。尤其411027 工作面位于井田南边界，南北距离约8 000 m，再加上顺槽2 300 m，人员运输距离长、时间久，为降低人员运输时间，提高工作效率，开拓巷道中采用电车运输人员。由于回风顺槽为变形严重的沿空留巷，为解决断面为4.0 m×2.8 m的矩形锚网窄巷道布置架空乘人装置同时布置1 500 mm的带式输送机的问题，减少掘进专用行人巷耗费大量的人力、物力，提高煤炭开采成本。根据现场情况和安全经济技术论证，计划运输顺槽布置单行架空乘人装置应用研究，现分述如下。

2 单边运行架空乘人装置的安装应用

水峪矿J11027 工作面运输顺槽采用矩形锚网巷道布置，宽度4 000 mm，高度2 800 mm，长度为2 300 m，为满足运输人员、煤炭要求，首先在巷道右帮布置宽度为1 500 mm的胶带输送机，在帮顶悬挂通风筒，左帮只剩下宽度为1 600 mm。为实现人员长距离运输，降低劳动强度，如果采用三顺槽布置，其中一条专门行人，将会耗费大量的人力、物力和回采时间，考虑《煤矿安全规程》规定：架空乘人装置双向运行时钢丝绳间距不得小于0.8 m，受巷道断面宽度影响，J11027 工作面运输顺槽左帮安装架空乘人装置不能实现双向运行，因此只能采用单行架空乘人装置[1]。经选型计算，选用RJDHY55-18/2500 煤矿单行活动抱索器架空成人装置，巷道内设备安装布置如图1 所示，架空乘人装置基本结构示意如图2 所示。

图1 巷道设备安装布置图（单位：mm）

图2 架空乘人装置基本结构示意图

2.1 机头驱动轮的安装

为减小占用巷道空间，在顺槽入口处设置驱动硐室，安装有电动机、减速机、电力液压制动器、驱动绳轮、机头底座等，同时布置有电气控制设备。驱动轮及尾轮直径均为1.2 m，驱动装置为立式结构及落地式安装方式，并采用打基础预埋地脚螺栓方式进行固定。驱动绳轮垂直放置，整个驱动部呈一字形排列，最大限度地减少了整个驱动部的宽度尺寸。在电机和减速机之间设置电力液压制动器与带制动轮联轴器，制动器为失效安全型，即掉电后抱闸，以实现停车制动。驱动轮直接挂在减速机输出轴上，在减速机轴端用压板压紧。不需再给驱动绳轮加支撑轴承座，以使整个驱动部的体积缩小，简化结构，减少对巷道空间的占用。为提高驱动摩擦力，与张紧部分的驱动改向滑轮部配合使钢丝绳在驱动轮上围包2圈，提高了围包角，能有效防止打滑现象的发生[2]。

2.2 乘人座椅的安装

乘人座椅由卡钳式可摘挂抱索器、抱爪、定位杆、吊具、座板等组成。乘人座椅采用卡钳式可摘挂抱索器，乘座者适当助跑，举着吊具靠近牵引钢丝绳，下放吊具，抱索器即可自动锁紧，然后乘人坐下去，依靠重力抱爪抱紧并随着牵引钢丝绳运行。该乘人座椅上吊在钢丝绳上，吊乘人座椅中心至巷道左侧突出部分的距离不小于0.7 m。

2.3 迂回轮部分的安装

迂回轮装置包括导轨、迂回轮组、尾架用托轮组件等。为减少运输干扰，通过机尾前装设转向滑轮，迂回轮装置布置在左帮内的硐室中。首先2 根导轨采用6 根直径20 mm 锚杆对称布置在巷道顶板上安装固定；再用手拉葫芦将直径1 200 mm 迂回轮组固定于底座导轨上；最后将尾轮架托轮横梁组价用螺栓与迂回架紧固连接。

张紧部分由张紧滑轮部、张紧滑道组、驱动改向滑轮部，重锤块及吊架、悬吊单滑轮、蜗轮卷筒部分等组成，采用移动滑车式，滑车上有2 个滚轮，在机尾滑道上可以随意移动，以张紧主钢丝绳。主钢丝绳绕过张紧滑轮组，单独使用1 根钢丝绳作为张紧绳，另一端通过改向滑轮组的改向轮改向，然后通过重锤悬吊滑轮，从巷道顶部垂下吊住重锤块。张紧钢丝绳绕在移动滑车的双滑轮组上，通过重锤足够的重量以拉动滑车，起到张紧钢丝绳的作用。

2.4 电控装置的安装

该架空乘人装置供电从采区变电所引至机头移动变电站，采用360 V 动力供电。根据现场情况和电气安装图，在相对湿度不大于95%的机头硐室专设有KXJ1.8/127（A）型PLC 控制箱、TH12（A）监测控制台。所有带电设备都必须接地，接线时按先接负荷设备，再接控制线路，最后接供电线路。电控装置调试时，按照架空成人装置连续运行、间断运行、检修运行等电控方式进行，分别检查各设备单机运行、联合运行情况，同时调试安全保护装置的控制功能和监控功能。

3 安全保护设置

3.1 保护装置设置

该架空乘人装置安装有机头机尾越位保护、欠超速保护、掉绳保护、拉线急停保护、油温保护、制动器失效等安全保护装置，详述如下：

1）欠、超速保护。在离驱动轮最近的横梁上装设一套测速轮和吊架装置检测钢丝绳的速度，吊架装置另一侧安装调整传感器传输调整速度。当速度低于额定速度的80%时，监控显示“欠速保护”，启动电控装置提高或者停止运转速度；当速度高于额定速度的110%时，监控显示“超速保护”，启动电控装置降低或者停止运转速度。

2）越位停车保护。在机头、机尾处在下车点后、距驱动轮和迂回轮不到5 m的横梁上各设一套越位停车保护，当乘人因睡觉、走神等特殊情况没有下车，卡钳式可摘挂抱索器会触发越位开关和跑偏传感器动作，控制箱控制系统停车、制动。

3）掉绳停车保护。当钢丝绳从绳轮上脱落时，掉绳保护动作，控制箱控制系统停车、制动。

4）重锤限位保护。当重锺高度超过设定位置时，重锤保护开关动作，控制箱控制系统停车、制动。

5）拉线急停保护。沿线布置紧急拉线，当乘人发现钢丝绳掉绳、带式输送机隔栏打开、前方有阻碍物等紧急情况时，任意拉动沿线布置的钢丝绳，使用保护动作并停车。急停开关动作，控制箱控制系统停车制动。

6）人员上行、下行互锁。单边运行架空乘人装置采用电机正反转方式实现上下行人的目的，在机头操作硐室中增设上行启动和下行启动转换开关，并配置全程语音提示装置和监控显示。人员上班进入工作面上行运行时，沿途安全播报“正在上行、禁止下行”。人员下班出工作面下行开启时，沿途安全播报“正在下行、禁止上行”。同时在单行侧安装接触式传感器，单发生上下冲突，控制器动作立即停车。操作硐室操作装置配置操作、监控管理人员，实现运行的上、下行互锁[3]。

3.2 安全隔离

为确保架空乘人装置运行时乘坐者的安全，在巷道中心偏带式输送机的一帮沿途安装金属隔离护栏，减少人员被防止皮带跑偏或飞矸伤害。

4 应用效果

水峪矿在411027 工作面运输顺槽布置单行架空乘人装置，该装置运行稳定，降低了劳动强度，改善了工作环境。同时运输顺槽安装单行架空乘人装置，减少新掘顺槽约2 300 m，降低了开采成本，解决了长距离、窄巷道中的人员运输问题。该装置机头驱动部体积小，机尾迂回轮及张紧装置简单；电气控制使电机正、反转，实现了架空乘人装置单向往复式运行；配置先进的PLC 控制器和各类保护装置，提高了职工的劳动效率，降低了煤炭开采成本，保障了运送人员的安全。