關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

架空乘人裝置，俗稱猴車，早在20世紀(jì)60年代就已在煤礦使用，因其安全高效、舒適方便、運(yùn)行平穩(wěn)、易于操作、適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單而在煤礦井下人員運(yùn)送系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，并深受煤礦基層單位和工人好評(píng)。多年來雖然產(chǎn)品得到不斷改進(jìn)完善，各項(xiàng)技術(shù)日趨成熟。但是，采用固定抱索器實(shí)現(xiàn)水平轉(zhuǎn)彎問題一直沒有得到很好解決。隨著礦井采掘深度及范圍的增加，巷道長(zhǎng)度隨之增加，巷道地形也變得更為復(fù)雜，遇到水平彎道、坡度較大時(shí)，就會(huì)給此裝置的安裝和運(yùn)行帶來一定的難度，特別是在既有水平轉(zhuǎn)彎又有坡度較大的斜井，且距離長(zhǎng)、運(yùn)量大時(shí)，使用安裝架空乘人裝置就更加困難，活動(dòng)抱索器雖能實(shí)現(xiàn)水平轉(zhuǎn)彎，但爬坡能力受到限制、乘坐、管理非常不便且安全保障性差，因此研究固定抱索器水平轉(zhuǎn)彎技術(shù)就具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1  工作原理及調(diào)緊裝置

1.1  工作原理

該裝置為一行星輪系，安裝于巷道之內(nèi)轉(zhuǎn)彎處，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，水平固定抱索器轉(zhuǎn)彎裝置的行星架處于靜止?fàn)顟B(tài)，鋼絲繩附在行星輪上，行星輪運(yùn)轉(zhuǎn)并處于動(dòng)平衡狀態(tài)；當(dāng)固定抱索器過來時(shí)，固定抱索器碰到行星輪，由于行星輪是處于動(dòng)平衡狀態(tài)，受到水平外力時(shí)即刻帶動(dòng)行星架轉(zhuǎn)動(dòng)，使固定抱索器能順利的通過,從而達(dá)到了轉(zhuǎn)彎的效果。通過調(diào)整調(diào)緊裝置,可以控制行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)狀況（見圖1）。

                        圖1

   圖1

   1—支架, 2—11號(hào)礦用工字鋼, 3—調(diào)緊裝置, 4—行星架,5—行星輪, 6—抱索器, 7—承載索

1.2  調(diào)緊裝置及使用

在調(diào)緊裝置的作用下,可以很好的控制行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)狀況。一般情況下,行星架處于動(dòng)平衡狀態(tài)下,只有行星輪隨鋼絲繩運(yùn)動(dòng),如果此時(shí)行星架也在轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)中,就必須調(diào)緊調(diào)緊裝置。而當(dāng)固定抱索器通過的時(shí)候,行星架就必須能隨著固定抱索器順利轉(zhuǎn)動(dòng),不能有卡滯現(xiàn)象,此時(shí)可以通過調(diào)緊調(diào)松調(diào)緊裝置來實(shí)現(xiàn),最佳狀況是固定抱索器過去后行星架再轉(zhuǎn)一格即停下不動(dòng)為最佳狀況。當(dāng)需要調(diào)松調(diào)緊以控制行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)狀況時(shí)，先松開鎖緊螺母4，然后調(diào)松調(diào)緊調(diào)緊螺桿5，試運(yùn)行正常后再鎖緊鎖緊螺母4即可。平時(shí)運(yùn)得當(dāng)中，必須檢查此裝置的狀況,防止意外松脫,發(fā)生事故（見圖2）。

圖2

1—壓縮彈簧, 2—耐磨替換板, 3—耐磨鋼珠, 4—鎖緊螺母, 5—調(diào)緊螺桿

2 裝置優(yōu)點(diǎn)

（1）與過去我們?cè)?jīng)使用過的“7”字形固定抱索器及抗繩輪組轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)構(gòu)相比，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、安全高效、投資少、操作簡(jiǎn)單、易于管理、維護(hù)費(fèi)用低。

(2)設(shè)計(jì)了獨(dú)有的轉(zhuǎn)彎吊椅通過自動(dòng)保護(hù)裝置，吊椅通過轉(zhuǎn)彎點(diǎn)時(shí)，如果吊椅的抱索器松動(dòng)打滑，在PLC設(shè)定時(shí)間內(nèi)接近傳感器沒有檢測(cè)到下一個(gè)吊椅通過的信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗口將顯示“轉(zhuǎn)彎滑椅保護(hù)”。

3  應(yīng)用情況及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

3.1 應(yīng)用情況

2008年初，馬口礦專門開拓了一條從一水平到二水平的用于員工上下班的架空乘人裝置（俗稱猴車）運(yùn)人巷道。該巷道長(zhǎng)860米，寬3.5米，高2.6米，內(nèi)有25°、210米長(zhǎng)的斜坡一處，17°24’24”的轉(zhuǎn)彎一處。原來安裝的是“可摘掛抱索器架空乘人裝置”，因存在乘坐不方便、管理不便、運(yùn)行效率低、安全保障性差、入井人員高峰期時(shí)，吊椅調(diào)度困難等問題，使用效果不是很理想。經(jīng)多方論證，在不改變?cè)瓉砗镘嚢踩阅艿那疤嵯掳惭b了設(shè)計(jì)兩組猴車“行星輪系固定抱索器轉(zhuǎn)彎裝置”，將摘掛式抱索器改成固定式抱索器，從而解決了原來猴車存在的問題，并且一次性安裝調(diào)試成功，運(yùn)行以來，沒有出現(xiàn)大的故障，效果良好。改裝后的猴車，其最大優(yōu)點(diǎn)就是乘坐方便、運(yùn)行效率高、安全性大大提高，同時(shí)克服了原來猴車因摘掛吊椅存在的缺陷。

3.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

(1)節(jié)約了一套運(yùn)輸設(shè)備，減少了一個(gè)運(yùn)人環(huán)節(jié)，如未解決水平轉(zhuǎn)彎問題，該系統(tǒng)需兩部猴車，按從水平轉(zhuǎn)彎處起再裝備1套650m架空乘人裝置計(jì)算，節(jié)約資金90余萬。

(2)減少了管理人員，節(jié)省了勞動(dòng)力，比使用活動(dòng)抱索器可減少吊椅管理人員6名，按每工平均130元計(jì)算，則年創(chuàng)效130元/工×22個(gè)工/月×12個(gè)月×6人＝21萬元。

(3)減少了行走時(shí)間，減少了體力消耗，使工人能夠保持充沛的精力進(jìn)行工作，避免了因人的不安全因素導(dǎo)致事故發(fā)生的可能運(yùn)人環(huán)節(jié)。經(jīng)測(cè)算，同原路線相比往返可節(jié)省40分鐘左右，節(jié)省一半時(shí)間，員工體力得到一定保障，提高了勞動(dòng)效率，同時(shí)有效工作時(shí)間大大提高了，以人員進(jìn)出最高峰（早班）時(shí)為100人計(jì)算，二班、夜班平均50人，日平均進(jìn)出400人·次，按往返一次節(jié)約2/3小時(shí)/人計(jì)算，每年節(jié)約的工時(shí)費(fèi)為：300天×400人·次×2/3小時(shí)×18元/小時(shí)＝144萬元。

(4)由于實(shí)行了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，使架空乘人裝置能夠節(jié)能運(yùn)行。預(yù)計(jì)每年可節(jié)約電費(fèi)15萬元，減少更換輪襯和鋼絲繩費(fèi)用10萬元，共計(jì)25萬元。

(5)該技術(shù)為國內(nèi)獨(dú)創(chuàng)，解決了多年來固定抱索器水平轉(zhuǎn)彎裝置因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差、造價(jià)高難以普及推廣應(yīng)的難題，具有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

4  結(jié)束語

該技術(shù)為國內(nèi)首創(chuàng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)方便，克服了現(xiàn)有固定抱索器轉(zhuǎn)彎裝置機(jī)構(gòu)龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)彎時(shí)抱索器與機(jī)構(gòu)輪系之間沖擊力大、磨損嚴(yán)重、運(yùn)行不夠平穩(wěn)等諸多缺點(diǎn)，經(jīng)試用證明，總體性能指標(biāo)居國內(nèi)同類產(chǎn)品領(lǐng)先地位。

 “定位鎖緊裝置”的彈簧易損，需經(jīng)常更換，增加了維護(hù)用工及易損件的費(fèi)用，需優(yōu)化“定位鎖緊裝置”設(shè)計(jì)，或改進(jìn)“定位鎖緊裝置”彈簧的材質(zhì)，提高其抗疲勞強(qiáng)度。該技術(shù)使得礦井復(fù)雜巷道條件下運(yùn)人系統(tǒng)使用固定報(bào)索器架空乘人裝置實(shí)現(xiàn)垂直、水平轉(zhuǎn)彎連續(xù)運(yùn)送的普遍推廣成為可能，具有極為廣闊的推廣應(yīng)用前景。