王 勇

（西山晋邦德煤业有限公司， 山西 吕梁 033000）

1 项目概况

煤矿架空乘人装置也称候车，属于无极绳运输，主要被应用在斜巷、平巷，用于运送人员。工作原理：通过电动机带动减速机上的摩擦轮作为驱动装置,采用架空的无级循环的钢丝绳牵引承载。钢丝绳靠尾部张紧装置张紧,沿途被托绳轮支撑,维持钢丝绳的挠度和张力。抱索器将乘人吊椅与钢丝绳连接，并随之做循环运行。在架空乘人装置的设计中还可以应用PLC控制系统，用来实现装置的自动运送。本论文以晋邦德煤业副斜井行人运输为对象，来设计架空乘人装置无人值守系统。

2 煤矿架空乘人装置的设计

晋邦德煤业井下辅助运输方式一直比较落后，这在很大程度上制约了该矿的煤矿生产效率。技术科经调查研究，决定采用架空乘人装置用于井下辅助运输，主要是用于工作人员的上下运输之用。斜井行人运输巷架空乘人装置的组成如图1所示，该装置主要由驱动装置、托（压）绳装置、乘人器、尾轮装置、张紧装置、安全保护装置及电控装置等部分组成[1-2]。

从性能上看，该架空乘人装置钢丝绳的运行速度不高，并且装置的运行高度较低，工作人员在乘运过程中上下便利，安全性和可靠性都比较高，同时还可以做到随时运送，不需要等待，非常便利。从运行情况来看，该架空乘人装置的电力消耗小，操作简单，便于维护，运输成本非常低。

该架空乘人装置采用PLC控制系统，可以实现无人值守控制方式，有效提高了设备的自动化程度，同时还具有以下的优点：

1）乘人装置的越位保护、拉停车保护全部采用PLC控制来实现，在PLC控制系统的设计过程中，主要是沿用原控制系统进行完善，实现系统的“无缝”对接，可以提高PLC控制系统的安全性和稳定性，同时降低生产成本。

图1 煤矿架空乘人装置组成

2）PLC控制系统的核心为可编程控制器PLC，具有抗干扰性强、工作稳定可靠、结构模块化等特点，可以实现无人值守。同时配套的触发开关也容易检修和保养。

3）PLC控制系统整体结构简单，设计合理，使用操作便捷，具有较强的实践应用性。

4）PLC控制系统可以实现无人值守，有效实现了该煤矿减人提效的目的。

3 项目采用的技术原理及技术分析

3.1 架空乘人装置无人值守的工作原理

在乘人装置控制系统中输入无人值守PLC控制程序模式，那么装置系统就会启动。在装置的乘车起点，当设备自带的红外线传感器检测到有工作人员的信号后，设备控制系统就会启动预警进行运行作业，当红外线传感器检测到工作人员安全达到终点并符合规定时间后，装置在60 s后实现自动停车。

晋邦德煤业井下斜井行人运输的整个运输距离L=840 m，运行速度v=1.2 m/s，行人的运送时间为t=L/v=840/1.2=700 s，加上设备运行后延长60 s，整个设备实现无人值守运行时间为760 s。斜井行人运输过程中，人员在乘车点连续通过时，设备安装的红外线传感器将采集到的信号传递给设备的PLC控制模块，设备可以不断调整无人值守运行倒计时时间，然后让最后一名行人通过运输。该矿的架空乘人装置及安装无人值守系统启动传感器安装位置如图2所示。

图2 架空乘人装置信号传感器安装示意图

从图2中可知，在行人运输过程中依次为副斜井架空乘人装置机头→副斜井口→副斜井→-800 m水平架空乘人装置机尾。

3.2 架空乘人装置PLC控制箱原理

架空乘人装置PLC控制箱原理如图3所示。

图3 PLC控制箱电气原理示意图

所有的CPU装在带集成的控制单元和显示单元的塑料外壳中。相同的单元具有相同的功能。前载板上有LED指法灯，用于状态和故障指示；波动开关，用于选择运行模式；有组合MPI/DP端口；内置PROFIBUS-DP接口，用于连接分析式I/O，根据组态的不同，也可用于与OP或PG/PC的通讯；电池插座等[3-5]。

4 实际应用效果

晋邦德煤业副斜井行人架空乘人装置自从2018年8月10日正式运行至今。架空乘人装置整体运行稳定，有效实现了工作人员的上下运行，设备安全性高，无一起安全事故发生。同时该架空乘人装置采用PLC控制系统有效实现了设备的无人值守，无人值守系统的应用过程信号灵敏、节能降耗、自动化程度高。有效提高了该矿井下辅助运输的自动化程度，该项目的设计与应用是合理的。

5 取得的安全社会经济效益

架空乘人装置在晋邦德煤业副斜井行人运输中的实践应用效果理想。运行至今无安全事故发生，保证了职工的安全，表现出了较好的安全效益。架空乘人装置的应用有效提升了煤矿井下斜巷辅助运输装备的自动化程度，既方便职工上下班作业，降低了工作人员的劳动强度，同时又通过无人值守功能降低电力消耗，做到节能生产，社会效益明显。架空乘人装置的应用既提高斜巷人员运输的安全系数，又对企业安全生产提供了保障。因此，架空乘人装置无人值守系统在西山晋邦德煤业公司副斜井行人运输中的应用表现出了较好的安全社会经济效益，可以进行全面推广。