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浅谈煤矿井下架空乘人装置安装技术方案高山

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：高山

[导读] 摘要：在矿山作业过程中，为了能够避免发生矿山坍塌事故对于矿工造成的生命安全，必须要通过煤矿架空乘人装置自动化的系统来输送矿工。

        淮河能源煤业分公司顾桥矿运输一队安徽省淮南市 232001
        摘要：在矿山作业过程中，为了能够避免发生矿山坍塌事故对于矿工造成的生命安全，必须要通过煤矿架空乘人装置自动化的系统来输送矿工。但是在煤矿架空乘人装置运行的过程中必须由于人工控制存在的不足，导致整个乘人装置效果并不理想。技术以及相关的拓展模块针对煤矿架空乘人装置进行自动化改造，提高了整个煤矿架空乘人装置的自动化运行的效果，并且也实现了无人值守的目标，保证整个煤矿架空乘人装置的运行水平。
        关键词：煤矿架空乘人装置；自动化控制；设计分析
        引言：在《煤矿架空乘人装置安全检测规范》要求下，通过利用PLC技术以及相关的拓展模块针对煤矿架空乘人装置自动化的系统进行自动化改造，为煤矿架空乘人装置提供过速保护、限位保护等相关的安全防护手段，不仅能够实现无人值守的效果，而且也能够极大减少上下矿的时间，提高煤矿工人的工作效率。
        一、煤矿架空乘人装置自动化的系统组成以及工作原理
        在架空乘人装置工作系统通过利用驱动装置、脱绳装置、压绳装置、迂回装置、张紧装置等相关的部件共同组成类似于地面旅游索道的系统。不同的结构部件具有不同的功能，例如通过驱动装置能够保证压绳轮之间的钢丝绳拉紧配重的顺利完成。而通过张紧装置可以增强钢丝绳的张力和挠度，利用钢丝绳与轮之间的摩擦力促进绳的钢丝不断运转，实现输送矿工的效果。
        二、煤矿架空乘人装置自动化的系统的设计
        （一）设计思路
        为了能够实现煤矿架空乘人装置自动化的系统自动化设计，必须要利用微机检测以及控制柜作为整个系统的控制平台。通过增加不间断电源盘式制动装置、本安型测速传感器、温度传感器等其他的保护性传感器，能够提高成人装置控制性能，一旦出现紧急故障可以直接利用盘形制动装置实现空中刹车，或者出现滑绳断绳的问题，也可以通过抓绳的方式避免断绳滑动的情况[2]。
        （二）系统数据检测装置
        通过本安测速传感器可以在过速或者限速的状态下，直接利用防爆轴编码器进行过速保护或者欠速保护，可以极大的增强煤矿架空乘人装置的安全性，通过在运行过程中设定一定的额定速度阀值，如果超过额定阀值时，就会自动提示或者自动控制。重锤油缸限位保护如果重锤张紧或者液压张紧时，为了能够避免重锤落地的故障，必须要通过本安型霍尔开关以及行程开关的方式，针对重锤以及油缸进行限位保护，如果在金属检测体接近传感器的过程中，开关能够迅速的发出电气指令，并且可以准确的判断机构运行的位置。张力检测传感器，利用张力检测传感器可以针对断绳问题进行全面的判断，保证尾轮的张紧力，利用本安型油位开关能够判断减速器油位的高低。
        三、煤矿架空乘人装置制动器
        空乘人装置驱动装置，煤矿架空乘人装置的驱动装置，它主要由1电动机、2制动器、3联轴器、4减速机、5机架、6驱动轮、7盘型制动器等组成。[3]《煤矿安全规程》第三百八十三条规定，采用架空乘人装置运送人员时,应当遵守驱动系统必须设置失效安全型工作制动装置和安全制动装置,安全制动装置必须设置在驱动轮上。根据《煤矿安全规程》第三百八十三条规定，煤矿架空乘人装置驱动装置设置有工作制动器和安全制动器，工作制动器2制动器设在高速轴上，安全制动器7盘型制动器设在驱动轮上，制动装置为失效安全型。防飞车保护装置主要应用于架空乘人装置上行或下行状态下的长距离运输保护，考虑到可能出现突发停电事件，引入防飞车保护设置可以有效控制架空乘人装置在断电状态下实现平稳停车。当前常用的保护装置分为3种，即闸盘制动器、吊椅制动器和绳索制动器。①闸盘制动器。该型制动器设计为钳形抱紧驱动轮盘，采用合金铜闸瓦，后口安装液压缸、制动弹簧。

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倘若出现飞车现象，或减速器未发挥减速作用，制动器闸瓦将抱紧制动闸，强制终止装置运行。该型制动器在短距离小坡度环境下比较适用，但对于长距离大坡度环境下运行的架空乘人装置来说难以发挥有效的制动效果，特别是满负荷单边载人情况下，可能存在制动闸被闸瓦抱紧而钢丝绳仍处于高速运行状态的问题，碰撞伤人事件不在少数[1]。②吊椅制动器。该型制动器主要设置于托绳轮正上方，采用间隔安装的方法，并通过油丝绳连接为整体。吊椅制动器分为吊板、插板、挡板控制器、支撑架、控制油丝拉绳等多个部分，其中插板位于托绳轮上方，并利用挡板控制杆支撑效应处于悬挂状态，抱索器通过时不受阻碍。如果架空乘人装置运行速度太快，乘员可随时通过油丝拉绳加以控制，插板短时间内卡住抱索器，避免吊椅继续向前运行，对吊椅碰撞飞车等危险事件有良好的预防效果。吊椅制动器工作原理比较简单，便于安装，具有很强的实用性，在大坡度长距离环境下应用较为普遍。③绳索制动器。此类制动器通常是成组应用，分别于下进绳口和出绳口安装。架空乘人装置正常运行状态下，制动液压缸启动，活塞杆推开楔形闸瓦开口使之长大，进而压缩弹簧，此时钢丝绳可顺利通过；一旦架空乘人装置处于超速运行状态，控制箱接收到来自速度传感器的超速信息反馈，向液压站发出指令，换向阀动作并使液压缸回油，此时弹簧复位固定钢丝绳。绳索制动器对短距离运输架空乘人装置比较实用，但是在长距运输环境下钢丝绳承受负荷过高而且速度过快，制动器动作过猛        ，钢丝绳受惯性冲击可能断裂，引起严重事故。
        四、煤矿架空乘人装置自动化的应用
        （一）PLC技术在自动化施工中的应用
        一方面，PLC控制技术的煤矿架空乘人装置通常会采用低配压电的方式，原因有以下几点。第一低压配电能够尽可能的避免母线断电时的运行受到影响，保证了煤矿架空乘人装置以及相关的装置正常的运作，此外可以有效减少经济损失[4]。对于煤矿架空乘人装置来说由于能够实现自动抓绳功能，所以出现意外脱落时，也能够通过 PLC技术进行自动闭合，能够有效减少煤矿架空乘人装置的安全隐患。针对煤矿架空乘人装置的过程中通过采用 PLC技术，必须要针对 PLC技术的工作环境进行分析，PLC技术安装完成之后能够有效的发挥出 PLC技术的自动检测功能，首先可以对煤矿架空乘人装置的设备进行自动控制，此外还可以针对的各个部件进行自动化的感应，当 PLC技术接入到煤矿架空乘人装置之中，能够针对自动化遥感信号进行收集与整理，并且及时的加以反馈。例如通过利用PLC技术构建的煤矿架空乘人装置能够利用本安型测速传感器、温度传感器等其他的保护性传感器等直接将非电量信号转化为电量信号，这样就能够实时的模拟煤矿架空乘人装置运行状态，并且与检测仪相连接，利用 Windows操作系统，将 MCGS工控组软件进行连接，从而在电脑终端实时显示检测结果。
        （二）PLC技术在煤矿架空乘人装置监测中的应用
        通过对于 PLC技术在中的运行效果进行分析，我们知道 PLC技术最主要的功能就是对于煤矿架空乘人装置运行的状态进行监测。通过利用PLC技术能够有效针对煤矿架空乘人装置进行全面监测，保证煤矿架空乘人装置控制的工作环境符合设计标准，最主要的特性就是可靠性与安全性。
        总结：
        煤矿架空乘人装置在井下运输中发挥重要作用，其性能与煤矿安全和生产效率有着密切关联。架空乘人装置能否持续、安全、可靠运行也是衡量煤矿井下检修工作的重要指标。国内煤矿架空乘人装置虽然配备了相对完善的安全保护设施，但仍存在不少安全问题亟待解决，也需要进一步实现智能化以及人性化目标。设计人员应积极创新，不断改善煤矿架空乘人装置安全保护装置性能，确保井下人员输送安全。
        参考文献：
        [1]张磊.架空乘人装置防脱绳装置的研究与优化设计[J].有色金属文摘,2015,30(1):82.
        [2]陈明光.浅析煤矿架空乘人装置控制系统[J].山东煤炭科技,2015,(1):116-118.