煤矿井下架空乘人装置保护装置的改造

煤矿井下架空乘人装置保护装置的改造

白伟良

黑龙江矿安安全生产技术有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：随着国内煤矿生产设备的发展，煤矿架空乘人装置开始逐渐被应用于井下生产作业，是结合生产环境、巷道特点所设计的一种绳索式人员运输系统，可供作业人员于井下、地面之间往返。由于其维修容易、工作稳定、工作的效率较高，当前已被广大煤炭行业采用，但由于其自身存在的一些问题，在一定程度上影响着煤矿的安全生产。本文分析了矿井架空乘人装置存在问题，对各类保护装置进行了改造。通过改造实现无人值守，节能降耗,完善了保护，减少了设备故障，提高了出行效率，确保煤矿架空乘人装置安全、长期、连续运行。

关键词：煤矿井下；架空乘人装置；保护装置；改造

引言

架空乘人装置（俗称猴车）是煤矿特有的运送人员装置,人员运输的关键设备。将工人由上（下）水平运送至下（上）水平，以减轻工人上下山走路消耗体力，缩短上下班时间，从而提高出行效率。架空乘人装置的运行安全关系到煤矿工人生产的出行安全及效率。只有完善架空乘人装置的保护，减少或降低架空乘人装置的故障，才能提升矿井的生产及安全效益。

1煤矿井下架空乘人装置现状及存在问题

1.1制动安全装置

①高速运行环境下的制动器会出现严重磨损，导致闸块间隙太大，在设备制动时无法抱紧轮毂，最终导致制动不足甚至出现无法制动的现象，严重影响设备安全运营。②乘人架空设备漏油是普遍现象，因为密封圈的质量存在问题，设备减速机润滑油会流到制动盘的上面，从而降低了制动系数导致制动不足，最终影响设备的安全运行。③有些煤矿所使用乘人设备的电控存在问题，在正常制动的时候，制动安全控制器以及制动器均同时进行工作，没有进行延时控制，在空车向下行驶与重车向上行驶时进行制动，由于制动力太大造成减速度在1.5m/s以上，容易出现安全性事故。

1.2牵引用钢丝绳

①钢丝绳两端插接的长度不标准，无法确保连接处通过导向装置、尾轮、驱动轮时的顺畅。②钢丝绳的选型不当。煤炭企业出于安全考虑，总以为牵引用的钢丝绳，其直径大就越安全，忽视了尾轮与驱动轮和钢丝绳的直径要低于60，驱动轮的直径和钢丝绳直径比要大于900。③有的企业在购买钢丝绳后，认为钢丝绳具有合格证就安全，没有对其进行相应检验，导致问题钢丝绳过关使用。

1.3保护安全装置

（1）矿井架空乘人装置采用司机控制，不能实现自动开停机,造成设备长期运行，与矿井提倡节约用电相违背。（2）采用直接启动，启动时对电机及电网冲击大，工人坐在椅子上时偏摆厉害。（3）各类保护不能直观显示，遇到故障时查找及排除故障时间长，影响工人上下班。（4）各区段上下车点无语音提示，运距长，工人时有发生不在上下车点下车现象，存在安全隐患。

1.4其他问题

当前许多煤矿在乘人架空设备选型上存在问题，有些巷道的长度、倾角已经远远超出了设备设计要求，问题原因主要是：①错误的认为平均巷道倾角没有超出乘人架空设备设计值就行。②随着开采巷道不断拓进，煤矿单位私自对乘人架空设备运送距离延长，致使运送距离超过了架空乘人装置设计的运行距离值。③乘人设备抱索器，在用的过程中防滑垫出现严重的磨损，没有得到工作人员的重视及时进行更换，在使用的过程中经常会出现打滑情况。④架空乘人装置，其驱动轮、尾轮不能存在机械缺陷及损伤，而部分单位没有对驱动轮、尾轮进行相应探伤检查的能力，因此造成安全上的隐患无法排除。

2煤矿井下架空乘人装置保护装置的改造

2.1自动控制设备选择

电气控制箱是控制系统核心，具有相关功能操作及保护动作故障报警，并能向隔爆液晶显示屏输出相应信息，以显示相关工作状态。电气操作台主要有索道启动、索道停止、开车预警、急停禁启、故障复位、运行/调试、连续/间断、故障复位、报警消音、速度选择、画面切换等功能及选择开关，并设有电源指示灯、报警蜂鸣器等。

2.2完善各类保护

该套电气自动控制系统装设有全线拉停保护、越位保护、超速(打滑)保护、防脱绳保护、张紧力下降保护、断轴保护及下车点语音提示；人员感应运行、到达后自动停机服务，实现无人值守；增加变频控制，实现平衡起步，逐步加速。架空乘人装置出现故障时，屏幕显示相应故障，减少查找及排除故障时间，减少乘人装置影响时间。某个保护动作后，必须排除故障恢复保护并通过电气操作台人工复位后才能重新启动架空乘人装置。

2.3上车感应开关升级改造

原电气自动控制系统上车感应采用红外漫反射光电开关。此感应开关感应范围小，感应精度低、架空乘人装置椅子经过时经常容易感应到，且不易维修、损坏时只能更换增加维护成本。此次改造采用安全监控本安型接线盒，利用光敏电阻光线越强，光敏电阻的阻值越小的原理，以及三极管导通特性实现对PLC信号的输入改造而成的上车感应开关。改用光电开关控制架空乘人装置开机，动作灵敏，故障率小，改造成本低且便于维护。

2.4语音提示升级改造

原电气自动控制系统采用的语音提示系统音箱体积大，声音小，语音提示单一，内部配件容易损坏，语音提示信号输入接近开关传感器，磁钢固定在托轮上导致语音提示长期在响，并不能起到提示作用。架空乘人装置到位语音提示系统利用矿井撤人广播系统因升级淘汰下的矿用通信信号装置，在其内部安装语音模块，配合改造后的人体感应开关，达到语音提示的目的，且改造后声音宏亮、清晰。只有工人乘坐架空乘人装置经过人体感应开关时，语音提示才会发出提示。语音提示也更多样化，能根据不同的下车点提前播报相应的语音，真正达到提示目的。

2.5制动电阻和制动单元的选配

根据架空乘人装置电机的额定功率及制动负载产生的最大峰值功率选取制动单元。因电机的额定功率为45kW，制动时产生的最大峰值功率为17.85kW，故选择匹配的制动单元和制动电阻的要求为：制动单元型号与电机功率相匹配；推荐的制动电阻阻值是制动单元允许的最小电阻值；电阻额定功率要大于负载制动最大峰值功率。以PDA制动单元为例，应选择PDA-06-045H型制动单元；选配的电阻为9.7Ω，功率为18kW。

3改造效果

（1）减少了因架空乘人装置不安全因素造成的工伤。改造前每年都有因架空乘人装置造成工伤等事件的发生，改造后至今无一例因架空乘人装置而造成工伤，为矿井节约了因工伤造成的治疗及赔尝费用。（2）改造前，因架空乘人装置故障影响工人上班积极性，且增加了工人的体力消耗，从而影响矿井产量进尺。改造后，架空乘人装置基本无影响，减轻工人上下井的体力消耗，实现了长时间连续运输，其稳定性及安全性有大幅提高，为矿井生产提供了后勤保障。（3）改造后架空乘人装置可以自动开停机，取消了开机司机，实现无人值守，为矿井节约人力成本及用电成本，同时也减少了因架空乘人装置长期运转造成的材料损耗。

结束语

由于乘人架空设备在矿井斜井中承担着人员的输送任务，直接关系着矿井安全生产以及人员生命安全。文章通过对乘人架空设备在多年运行过程中反映出的问题，进行细致的分析，并且根据分析制定出相应的改造措施，最终使矿井乘人设备的安全性得到大幅度的提高。

参考文献

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