煤矿架空乘人装置安全保护设备的设计

2021-12-13武永斌

机械制造 2021年11期

□ 武永斌

山西高平科兴龙顶山煤业有限公司山西高平 048400

1 设计背景

煤矿架空乘人装置是煤矿的重要辅助运输设备,特别是在斜井运输中,架空乘人装置的使用提高了施工人员的运输效率,缩短了上下井时间,并且保证了施工人员的人身安全。在实际运输过程中,煤矿架空乘人装置存在一些安全隐患,主要表现在设备掉绳、断轴等,威胁运输安全。笔者以龙顶山煤矿为例,为煤矿架空乘人装置设计了一套安全保护设备。

龙顶山煤矿斜井斜长380 m,上平巷长50 m,井口处有天轮,下平巷长70 m,断面最小尺寸为3.6 m高、4 m宽,最大坡度为20°。巷道两处变坡,中间有轨道,轨道两侧安装架空乘人装置。巷道中部9号煤层处要设置人员出入口平台,架空乘人装置横梁底部距离轨道底不得小于2.6 m。9号煤层人员出入口平台可以安装在岔道口或岔道口向下约15 m处,需要在巷道两侧预留吊椅存放位置,长度约为10 m。

2 安全保护设备结构

为了保证煤矿架空乘人装置的运行安全,避免辅助运输事故发生,决定为煤矿架空乘人装置设计一套安全保护设备。

煤矿架空乘人装置安全保护设备由断轴保护装置、乘人间距识别装置、防掉绳保护装置组成。

2.1 断轴保护装置

断轴保护装置为卡钳式,共计三套,均布在驱动轮四周。断轴保护装置的框架由厚度为50 mm的钢板焊制而成,柱体为长方形,长度为500 mm,宽度为300 mm。柱体的上方焊接底座,底座上安装四根固定锚杆。在柱体上焊接两个卡钳,卡钳上分别安装两个滑轮,卡钳的间距为150 mm。断轴保护装置结构如图1所示。

▲图1 断轴保护装置结构

2.2 乘人间距识别装置

乘人间距识别装置由传感器、声光报警装置、可编程序控制器组成。传感器、声光报警装置通过信号线与可编程序控制器连接,传感器安装在乘人地点前方5～10 m处的顶板上,声光报警装置安装在乘人侧巷帮上。

2.3 防掉绳保护装置

防掉绳保护装置在原托绳装置的基础上进行优化改进,主要由固定架、正反向托绳轮组成。固定架由长度为650 mm、宽度为80 mm的槽钢焊接而成。在槽钢一端焊接一个底座,底座上有两个直径为25 mm的圆孔。在固定架上有两个直径为35 mm的圆孔,孔间距为400 mm。防掉绳保护装置结构如图2所示。

▲图2 防掉绳保护装置结构

3 工作原理

3.1 断轴保护装置

断轴保护装置底座与顶板固定,卡钳与驱动轮形成 360°均布配置,卡钳上的两个滑轮与驱动轮接触。驱动轮运转时,三套断轴保护装置对驱动轮产生一个向上的托力,防止驱动轮承载力过大时出现断轴事故。在驱动轮运转时,卡钳上的滑轮与驱动轮接触滑动,保证断轴保护装置的固定稳定性。

3.2 乘人间距识别装置

当传感器监测到有人员乘坐时,传感器及时将信号传送至可编程序控制器,声光报警装置发出“正在通过,注意安全”语音提示。当乘人间距符合设计要求时,报警装置发出“可以通过,注意安全”语音提示,架空乘人装置正常运行。当乘人间距小于设计间距时,报警装置发出“乘人间距过近,请等待”语音提示,架空乘人装置停止运行,待调整乘人间距后人工重启,方可继续运行。

3.3 防掉绳保护装置

将直径为240 mm的两个托绳轮通过轴承安装在固定架上,两个托绳轮正反向安装。托绳轮安装后能够在轴承上活动,两个托绳轮侧面处于同一平面,间距控制为18 mm,误差不大于2 mm。使用时,将钢丝绳安装在滑轮组中间间隙处,使钢丝绳在运行时不会掉落,乘人座椅能顺利通过不产生卡壳,提高架空乘人装置运行的安全稳定性。