矿用架空乘人装置（精选九篇）
矿用架空乘人装置 篇1
1.1 矿用乘人装置简介
目前绝大部分煤炭开采企业在矿下作业时, 矿井斜巷都会采用架空乘人装置进行煤矿施工, 这种装置的工作原理类似于地面旅游观光索道车。通过运用物理学中的电动机带动减速机上的摩擦轮作为驱动装置, 采用架空的无极循环的钢丝绳作为牵引承载, 来实现装置乘人工作。
1.2 煤矿架空乘人装置的构成以及特点
煤矿中一般使用到的架空乘人车都是由器头部、牵引部、器尾部几个部分组成。装置通过电动机提供动力, 钢丝绳的实现拉动使乘人装置, 由初始点到达指定点完成人员运输。煤矿乘人装置由于自身结构和使用功效上的特点, 一般有如下几点特性:
(1) 煤矿乘人装置由于设备体积不大, 从而占地面积不大。使用过程中维护率低, 在运行过程中发生故障较少, 成本费用也较低。 (2) 煤矿乘人装置一般输送人员的数量大, 在施工过程中效率较高。 (3) 此装置故障问题较少, 能够实现安全可靠的使用。 (4) 煤矿乘人装置由于自身结构上特点, 一般不会受到使用范围的限制, 被广泛应用在各种类型的煤矿开采中。 (5) 在煤矿乘人装置布置过程中, 方式比其他设备较为灵活。
1.3 工作原理
钢丝绳用耐磨弹性衬的托轮支撑在线路上, 张紧尾轮处利用张紧装置进行张紧和绳长调节。由电动机、减速机带动摩擦轮作为驱动装置, 传动一根架空后并作为无极循环运行的钢丝绳作为牵引和承载, 将抱固在钢丝绳上的乘人吊椅循环地送至驱动轮和张紧轮两端, 完成运送人员的任务。
2 煤矿在用架空乘人装置不安全因素
a.制动系统。由于矿用乘人装置在设计上存在着不足, 其中对于制动闸就设计在电动机和减速器上, 而在驱动轮上却没有设计一个制动闸。当减速器和电动机发生故障时, 制动闸也会因此受到影响, 引起功能失效。这样就会导致矿用乘人装置停止工作, 悬停在空中, 造成一定的安全隐患。制动系统的不合理设计是导致乘人装置出现问题的第一要素, 必通过详细的方案制定, 规范完整设计装置的整体结构, 确保乘人设备的安全可靠使用。b.托绳和压绳装置。在架空乘人装置当中, 托绳和压绳装置是承接钢丝绳在驱动轮的牵引下, 有效运转的轨道。c.钢丝绳插接质量。钢丝绳在进行插接过程中, 由于人员操作不当或是钢丝绳质量不合格等问题影响, 在钢丝绳使用过程中, 会出现折断或脱轨现象的出现。d.人员的不安全因素。除了以上几种方面外, 其中人员因素也会对乘人装置造成一定的不安全影响。人员在煤矿开采过程中, 操作工艺不规范、使用设备未完全检查其能否正常运转等都是造成危险出现的原因。因而煤矿开采单位应加强人员意识上的提高, 强化教育培训, 从而减少不必要的问题, 为企业减少工程成本。
3 矿用架空乘人装置总体结构设计
3.1 驱动部分
矿井乘人装置的驱动装置通常采用悬吊式安装, 有电动器、减速器、制动器、驱动轮、器架及电器控制部分所组成。
3.1.1 电动机。
电动机是矿用乘人装置动力的主要来源。电动机的功率一般根据实际的输送量进行计算设计。同时在防爆型号上应大于6级, 从而减少电动机过热或是功率失效等问题的出现。
3.1.2 减速器。
(1) 减速器的工作原理。减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备, 把电动机内燃机或其它高速运转的动力通过减速器的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的, 普通的减速器也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果, 大小齿轮的齿数之比, 就是传动比。 (2) 减速器的种类。在矿用乘人装置中采用的减速器一般都是较为精密, 通过减速器的使用实现对转速的降低和转矩的增加。由于减速器传动类型、级数以及布置形式的不同, 造成减速器种类繁多。以下进行简要介绍:
按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器;按照传动级数不同可分为单级和多级减速器;按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器;按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。
3.1.3 制动器的确定。
(1) 手动制动器。手动制动器一般不会采用在乘人装置中, 因为在发生故障时, 手动制动器不能及时停止装置运行, 造成许多安全问题的出现。 (2) 电气制动器。当猴车断电停车时, 取自矿用防爆照明变压器的127V交流电, 经半波整流输送到电动器两相绕组中, 实现电气制动。
3.2 托绳部分
托绳轮通过横梁和托轮架架空安装于线路上, 用以托起和压住运载绳, 以适应运载绳在线路上角度的变化和吊椅净空尺寸。由于托绳轮受力大小和角度不同, 有单、双托绳轮。托绳轮在运转时要灵活, 无卡阻现象, 绳槽形状要适应抱索器在横向和纵向最大允许摆动情况下, 能顺利通过。
3.3 尾轮及张紧装置
乘人装置张紧装置通常采用悬吊式安装, 它主要由尾轮、张紧绞车、和配重锤等部分组成。
3.3.1 尾轮。
该部分由尾轮、尾轮架、滚轮、尾轮轴承箱等组成。
3.3.2 张紧绞车部分。
该部分由手轮、减速箱、滚筒和滑轮组成。张紧钢丝绳的一端缠绕固定在滚筒上, 另一端通过双滑轮和尾轮部分双滑轮导绕后同重锤部分的吊架相连、当运载钢丝绳张力变化时, 由于配重行程所限, 扭动张紧绞车手轮, 使张紧钢丝绳收绳或放绳, 来调节配重锤位置, 以防超行程运行, 避免重锤落地或冲顶, 使运载钢丝绳自然保持设计的给定值。
3.3.3 配重锤部分。
配重锤部分一般是由重锤吊架和配重块组成。实现对矿用乘人装置张力的调节, 在装置使用过程中, 通过此部分实现装置正常使用, 依靠重力调节将装置车从初始点输送到指定点。
结束语
随着社会的不断进步, 煤炭市场将会呈现出更加激烈的现象, 在保证安全高效的前提下, 进行快速有质开采将会是以后煤炭开采竞争中有利手段。对于保障矿井人员安全的重要设备, 应该加强对其严格标准化设计, 保证架空乘人装置的安全稳定性, 结合实际情况不断引进采煤、掘进新技术、新工艺、新装备的同时, 辅助运输应不断改进创新, 以满足现代化矿井发展的需要, 从根本上消除不安全因素, 确保架空乘人装置安全高效的运行, 从而提高煤炭企业综合竞争能力, 增加煤炭企业经济效益。
摘要：自从我国实施改革开放政策以来, 国家整体煤炭事业得到显著提高, 我国各大煤炭企业生产规模纷纷扩大, 这样就要求在矿井工作中需要更多的开采人员和管理人员进行井下作业。目前而言一般的煤炭开采企业都会用到架空乘人装置, 主要由于此装置工作效率高、成本低、操作简单、耗能小、便于维护、稳定性强等特点被广泛使用。本文通过从架空乘人装置的特点、工作原理等方面进行对矿用乘人装置系统设计进行分析选用。保障装置系统按照标准进行合理设计, 减少因不安全因素导致人员的伤亡, 从而提高整体运输和开采效率, 实现煤炭企业效益最大化。
关键词：架空乘人装置,传动,安全
参考文献
[1]温德英.基于PLC的架空乘人装置分析与设计[J].科技视界, 2013, 2.
架空乘人装置规章制度 篇2
一、操作人员必须经过专业培训，考试合格，方能上岗。
二、必须了解有关规定，熟练掌握架空乘人装置的构造、性能、技术特征、工作原理，并要做到会使用、会保养、会排除一般性故障。
三、上班前严禁喝酒，接班后严禁睡觉，不做与本工作无关的事情，严格遵守有关规章制度和劳动纪律。
四、开车前的准备
1、每次开车前必须进行一次常规检查，具体检查内容：（1）各部位连接螺栓是否松动，防爆设备是否能可靠防爆。（2）减速机的马达润滑油、液压油缸及油管有无漏油和渗油等现象。
（3）制动器的制动闸瓦是否在正常位置上，摩擦表面是否完好、有无油污，制动衬垫厚度是否在规定的范围内。
（4）启动系统，电动机及液压马达等设备运转的响声是否正常，各种安全保护设施及信号报警系统是否安全可靠。
（5）检查钢丝绳是否正常。
2、开车前，应确认架空乘人装置运行区内无任何影响架空乘人装置正常运行的不安全因素，如无行人或其它障碍物等。
3、选择架空乘人装置的运行方式及运行时间，即自动运行或人工运行。
以上准备工作就绪后，等待开车指令，准备开车。
五、开车时的操作
1、接到开车信号后，首先按下“开车预警”按钮，电铃警示准备开车；
2、按下“电机启动”按钮，电机启动，若电机运转正常，则启动架空乘人装置运行，架空乘人装置将以设定的加速度加速到设定的运行速度，同时显示窗口显示架空乘人装置运行方式及相应的参数。
3、操作人员必须提醒准备乘坐的人员，要等架空乘人装置运行平稳后方可乘坐。
六、架空乘人装置运行中
1、在架空乘人装置运行的过程中，若要短时停止架空乘人装置运行，可按下“停止”按钮，架空乘人装置停止运行。
2、在架空乘装置运行过程中，要随时注意架空乘人装置的运行状况，若发现架空乘人装置运行状态突然不稳定或其他意外情况时，必须立即停止架空乘人装置运行，待查明原因并使恢复正常后，方可继续启动架空乘人装置运行。
七、操作人员须离开岗位查找故障时，必须按下控制台上的“急
停、禁启”按钮，拔下按钮钥匙，并挂上“故障检修，禁止启动”的警示牌，并向上级主管部门报告。当对系统进行全面检修时必须断开总电源开关，挂上“设备检修，禁止合闸”的警示牌，并派专人监护。
八、在架空乘人装置运行过程中，严禁任何人对旋转运行的部件进行检修或更换，以防造成被绞压的安全事故。
九、值班人员应及时做好架空成人装置运行记录，交班时间接班人员交底，并做好交接班记录。
架空乘人装置司机岗位责任制
一、根据出入井人员及时开停架空乘人装置。
二、司机上岗时必须对架空乘人装置各部位检查一遍，各类仪表的指示是否正常，油量、油温是否正常，电器部分接地是否良好，安全保护装置动作是否可靠。
三、司机必须熟悉掌握设备的性能及操作规程，并应做到四会（会使用、会检查、会维护保养、会排出一般故障）保障设备安全运转，设备出现问题要及时汇报及时处理，要爱护设备，经常保护设备和工作场所的清洁整齐。
四、严格交接班制度，上岗后不得擅离职守，班中不得脱岗、睡觉、看书或从事与本职工作无关的事情。
五、司机在岗期间，要精力集中进行操作和检查，严格执行操作规程和安全规程及有关规定，严禁违章作业，对违章指挥有权拒绝。
六、司机在岗期间，必须参加设备检查，验收和试运转，并把各种情况详细写在记录本上。
七、司机下岗前，要把本班设备的运行、工具器材等情况写好记录，向下班接班人进行详细的交接。
八、严禁无关人员进入机房，进入者严格进行登记手续。
九、机房内各种图纸，各种图表记录薄等要细心爱护，不得损坏。
十、司机应详细检查设备各部位，发现异常及时汇报处理。
机电设备包机制度
为减少机电设备事故率，确保安全生产和设备正常运转、明确责任、责任到人，对机电设备实行包机制，特制定如下制度。
一、包机组要做到“三定”“五包”，“三定”：定设备、定人员、定岗位；“五包”：就是包使用、包管理、包维修、包排除故障、包使用更换及设备卫生，每台设备挂牌留名。
二、所有使用设备必须有明确的包机人，做到留名挂牌，包机
人要对所包设备进行维护和保养，确保设备正常运转。
三、包机人要对所包设备做到心中有数、需准备的备品备件要提前向值班干部汇报。
四、包机人要严格执行岗位责任制和矿上制定的各项规章制度。
五、包机人应认真进行设备的日常维护、保养。维护、保养的方法和质量必须符合操作规程和质量标准的要求。
架空乘人装置司机交接班制度
一、交接班工作必须在现场进行，接班司机详细检查设备各部位，查阅有关记录。
二、交接司机必须将当班设备状态运行情况、检查情况、存在问题、下班应注意事项、工具和材料存放情况等交代清楚。
三、有下列情况之一交班司机不得交班：
1、对照巡回检查制度的内容和要求，本班没有对设备进行认真检查和保养；
2、各种记录没有按规定认真填写；
3、本班发生的情况没有弄清楚，留有能处理而未处理的问题，又没得到上级领导批准离开的；
4、不是本岗位的司机，而又没得到上级领导同意而接班的；
5、发现接班司机有病、喝酒或精神不正常，应拒绝交班，应及时向领导汇报；
四、有下列情况之一接班司机不得接班：
1、设备状态及运行情况不明；
2、安全保护装置不灵或失效；
3、工具和材料、配件无故丢失或损坏；
4、各种技术资料、记录不全或丢失；
5、设备和工作场所不整洁。
五、正式交班必须由交班司机和接班司机共同进行，对设备各部位部位进行检查，各部件是否正常，各机件是否整洁等。
六、交接工作经双方同意，均应在交班记录薄上签字，方为有效，未经签名或盖章，交班司机不得下班，接班司机不得上岗。
七、在接班司机未到时，交班司机不得擅自离岗，必须等到领导另行安排接班司机到位后，方能交班离开工作岗位。
八、当班司机正在操作时，不得交于接班司机操作。
架空乘人装置巡回检查制度
一、根据《煤矿安全规程》相关规定，每日必须对架空乘人装置检查一次。
二、司机接班后应对架空乘人装置进行检查，并将巡查结果记录在架空乘人装置检查记录内。发现异常，必须及时处理； 对于
处理不了的问题及时向上级领导汇报，并协同维修人员一同处理，严禁带病开车。
三、架空乘人装置运行巷道无失修现象并防滑，上无淋水，下无水，巷道内有充足的照明。
四、巡回检查内容包括：
（一）、驱动部分（1）、基础及钢架结构基础是否牢固可靠，有无开裂现象，钢架结构有无扭曲变形，螺丝紧固是否有效。（2、驱动轮轮衬磨损余厚是否超过规定。（3）、驱动轮转动是否灵活、有无异常摆动和异常响声。（4）、工作闸是否动作灵敏、可靠，闸轮表面有无油迹。
（二）、尾轮及张紧装置部分（1）、轮衬磨损余厚是否超过规定。（2）、运转有无异常声响。（3）张紧装置是否能够随时灵活调节运载钢丝绳在运行过程中的张力，活动部位移动是否灵活。（4）、重锤上下是否活动灵活，配重安全设施是否稳固可靠，重锤地坑内有无积水及杂物。（5）、滑动尾轮架距滑动导轨的极限位置是否大于500mm。（6）、收绳装置是否灵活可靠。
（三）、（1）吊椅各部件是否齐全完整，有无开焊、裂纹或变形。（2）、锁紧装置是否齐全、有效、有无变形。（3）、托轮、压轮转动是否灵活，平稳、有无晃动。（4）、各部件连接螺栓紧固是否有效，焊缝有无开裂现象。
（四）、钢丝绳部分（1）、钢丝绳有无断股，锈蚀是否严重。（2）、张紧钢丝绳连接是否可靠。
（五）、控制部分（1）、声光信号是否完好齐全、灵敏可靠。
（2）、主控台各按钮、开关是否灵活可靠。（3）、电气设备是否完好、有无失爆。
（七）、巷道内缆线是否悬挂整齐。
架空乘人装置保护装置试验制度
一、架空乘人装置的保护装置每天进行一次完好情况检查。
二、架空乘人装置保护试验由司机和维修工每天进行试验一次，严禁其他人员擅自触动保护装置，架空乘人装置正常运行期间严禁试验。
三、保护装置试验时严禁人员乘坐，经确认无误后，方可进行试验。
四、架空乘人装置的各种保护试验完毕后，必须填写试验记录并签字。发现问题要及时通知维修人员处理，严禁甩掉或拆除各类保护装置。
设备检修制度
一、维修人员对所辖设备按照《机电设备检修质量标准》进行检查、维护、保养，确保设备的长期运行始终处于完好状态。
二、按规定做好巡回检查，发现故障和隐患应及时排除，不能及时排除的应汇报本单位值班领导，并做好记录。
三、按时查看所辖设备的交接班记录和运行日志，及时处理存在的问题。
四、按规定做好检修工作，及时完成有关设备的技术改造工作。
五、及时处理突发故障和修理事故损坏设备。
六、维修工应将各种维修原始记录妥善保存，交机电科存档备查。
七、对需润滑的系统要定期补充或更换润滑油脂。
八、因检修不当、维护不及时，造成设备事故及损失，包机检修人员应负主要责任。
要害场所管理制度
一、机电运转系统各机房、硐室、重要车间等处为要害场所。所有要害场所门口必须悬“要害场所，闲人免进”警示牌。
二、进入要害场所参观、检查、联系工作外来人员必须有矿机电科或由矿有关人员陪同方可入内。一切闲杂人员均不得进入要害场所。
三、所有进入要害场所的外来人员均应填写“要害场所外来人员登记薄”，各要害场所对此薄应妥善保存。
四、有特殊要求的要害场所要张挂醒目的警示牌，如“严禁烟火”，“请勿喧哗”等。
五、所有进入要害场所的人员不得防碍值班人员操作，不得操作设备，要遵守该处各项规章制度。
六、要害场所内不得存放无关物品，值班人员要保持该处清洁、整
齐。
七、在要害场所值班人员要坚守岗位，不脱岗。在接班人员未到之前不得离岗。
干部上岗检查制度
一、机电系统的各级领导，必须定期的深入现场，认真检查各项工作，听取现场人员的意见和反映问题，对现场发现的问题当场能解决必须责令其解决，对现场不能解决必须召开专门会议制定解决方案和防范措施，限期解决，并做好记录。
二、在查岗、上岗发现的“三违”应立即制止，并对“三违”人员进行安全教育，讲明违章危害后果。做到“三不走”即违章的性质讲不明确不走，违章带来的后果讲不明白不走，违章者思想认识不转变不走。
三、上岗、查岗要明确重点全面检查，机电矿长、机电副总工和机电科主管每月查岗不少于一次，机电系统各区队长每月查岗不少于两次，发现问题，明确落实到责任人，限期整改。
四、认真检查每台设备安全运行情况，大型机电设备的各种保护，各种岗位责任制度落实情况。
五、机电系统各级管理干部应认真履行职责，上岗检查走一线、查一片，不流于形式，不走马观花，使上岗检查工作落实到实处，确保机电设备安全无事故。
乘坐人员须知
一、必须遵守安全规程，服从调度和值班人员的指挥，不得擅自启动架空乘人装置运行。
二、听到开车预警铃声后，乘人装置即将启动运行，请作好乘坐准备。
三、上车时先双手抓住吊椅杆，并将其举起，将抱索器挂在运行的钢丝上，然后跨上吊椅座上坐稳向前运行。运行时保持正确坐姿，集中精力注意前方，不得打瞌睡、不得用手抓摸牵引钢丝绳和托压绳轮以防伤手。下车时待双脚落地后再将乘人器摘下。乘人上下车过程中应保持助跑姿势，以便顺利摘挂乘人器和上下车。
四、下车后拿着乘人器讯速离开下车点，以免影响后面人下车（注意：离开时乘人器不能任意横放，以免碰到后面的人）。
五、乘车人员必须到指定的有明显的区内上、下车，严禁越位乘车；乘车时人与人之间距离为12m。
六、乘坐过程中，不得左右摆动吊椅，上下乘车人员途中相遇时，不得相互寒暄、握手等，以免发生危险，到了下车地点时必须下车，禁止越位乘车，以免发生危险。
七、乘坐过程中，要注意架空乘人装置的运行状态是否正常、平稳，若途中发现紧急情况需要停车时，则及时拉动沿线设置的钢
丝绳急停开关，使架空乘人装置停止运行，同时下车，待故障排除后方可乘坐。
八、在尾架上和重锤下方以及变坡点处分别装有钢丝绳断绳保护开关、重锤下限位保护开关以及上变坡点捕绳开关，在设备运行时禁止触动此开关，否则，会造成人为的保护停机，影响架空乘人装置的正常运行。
九、乘车人员随身携带物品长度不得超过1.2m，重量不得超过20Kg，所带物品不得拖地或横行，且严禁随身携带易燃易爆、有毒等危险物品乘车。
安全警告
一、开车前先发预警信号，确认沿线路无人施工作业时，方可开车。
二、不允许带电开启电控装置或维修电控装置。
三、架空乘人装置在运行时，要设有专职司机，上下乘车点应设置上下车站台，并有明显的警示标志。
四、不允许乘人乘坐吊椅越位乘车，并绕驭驱动轮或迂回轮，应在规定的下车地点下车。
五、上车时先双手抓住吊椅杆并将其举起，将抱索器挂在运行的钢丝绳上，然后跨上吊椅座上坐稳向前运行。运行时保持正确姿势，集中精力注意前方，不得打瞌睡、不得用手抓摸牵引钢丝绳和托（压）绳轮以防伤手。下车时待双脚落地后再将乘人器摘下。乘人上下车过程中应保持助跑姿势，以便顺利摘挂乘人器和上下车。
六、下车后拿着吊椅迅速离开下车点，以免影响后面的人下车（注意：离开时吊椅不能任意横放，以免碰到后面的人）。
七、乘人在乘坐时不允许故意前后左右摇晃吊椅、上下乘人互相嬉闹、握手、玩打。否则，会造成钢丝绳掉下托绳轮或抱索器卡住托绳轮而发生安全事故。一旦发生紧急情况应立即拉动紧急停车拉线停车，待停车后检查处理。
八、当更换钢丝绳或松掉重锤重新配置后，重新启动系统运行时，应将钢丝绳空载运行4小时，使钢丝绳内部扭力重新平衡，并对每个托绳轮和压绳轮的中心与绳索中心偏差重新调整在规定值内。否则，将会掉绳而伤及乘人身体安全。
九、驱动轮、迂回轮和托绳轮的轮衬磨损到原厚度的1/3时，须及时更换。否则，将会损坏抱索器，甚至掉绳；驱动轮衬块的过度磨损会引起飞车事故。
十、当电控设备和部件的使用环境相对湿度超过85%时，应对电气设备和元件进行特殊处理。如加外箱隔离潮湿，并在箱内放置
干燥剂，做到一周更换一次干燥剂。
十一、液压马达运行时外壳温度一般不超过90℃。若运行过程中出现异常，油温突然升高，应立即停车检查，排除故障。
十二、牵引钢丝绳的使用期限、断丝、直径缩小和锈蚀程度，应符合国家《煤矿安全规程》中的规定。
矿用架空乘人装置 篇3
摘要：文章介绍了协庄煤矿各地点架空乘人装置的使用现状，针对现场运行中存在各类安全保护问题进行探索实践，解决架空乘人装置运行中存在问题，确保其安全、可靠、稳定运行。
关键词：架空乘人装置；安全保护；试验技术
1 概述
协庄煤矿现有4部架空乘人装置，该装置在煤矿井下辅助运输工作中发挥重要作用，它主要用于运送人员上下井，是现代化矿井必不可少的运人系统。主要将钢丝绳安装在驱动轮、托绳轮、压绳轮、迂回轮上并经张紧拉紧装置后，由驱动装置输出动力带动驱动轮和钢丝绳运行，实现运送人员。用架空乘人装置来运送，其目的是缩短人员上下井时间，减少人员劳动强度。因此，必须完善架空乘人装置各类保护，实现架空乘人装置安全高效运行。
2 问题提出
根据《煤矿安全规程》及AQ标准要求，结合协庄煤矿实际运行情况以及现场所出现问题，加强对架空乘人装置的研究与应用，解决实际存在问题，使架空乘人装置更加安全、可靠、高效运行。特对架空乘人装置减速箱油温、油位装置，液压站温度检测、防飞装置自动保护系统、超欠速保护，人员间距控制装置进行技术改造，提高架空乘人装置安全性能，保障乘人安全。
3 研究实施
3.1猴车减速箱油温、油位保护
在架空乘人装置减速箱内部钻孔安装温度检测传感器、油位检测标等设备并将该信号连接入PLC控制箱内，当减速箱内温度超过35度或者当减速箱内齿轮油油位低于设定值之后，自动将信号反馈给PLC，猴车自动停止运行并进行语音提示报警。
3.2液压站温度检测保护
在架空乘人装置液压站上安装温度检测探头、温度检测传感器等设备并将该信号连接入PLC控制箱内，当液压站最高温度超过70度以后，自动将信号反馈给PLC，保证猴车能够停止运行；同时具备模拟实验功能，现场岗位人员及维修人员，按照检修计划定期进行模拟实验，保证保护起到作用。
3.2油位控制系统工作原理：
3.2.1根据连通器工作原理，将减速箱泄油口接上油管，并加设截门，安装带有观察窗容器。
3.2.2观察窗容器内安装浮子，通过浮子上下移动显示减速箱内液位的高低。
3.2.3观察窗外侧加设传感器，待传感器检测到信号后，保证猴车能够立即停车。
3.2.4 油位控制系统实验方法
为了保证架空乘人装置安全实验，必须在无人乘坐情况下进行，且保证设备正常运行。实验时：
3.2.4.1按照正规启动方式，将架空乘人装置启动，正常运转。
3.2.4.2关闭截门，打开观察窗下侧放油孔，。
3.2.4.3眼睛观察窗内浮子随液位下降而下移。
3.2.4.4待观察窗外侧接近开关检测到信号后，立即切断电源，设备停止运行。
3.3防飞装置自动保护装置
3.3.1根据《集团公司提升运输安全技术规范》要求，猴车下行测每32m安装一组防飞车装置，能够在发生飞车事故时将乘坐猴车人员可靠挡住；现我矿在用的防飞装置我矿自制，在使用中发现当挡板因突发原因下落时，猴车依然处在运行状态中，很容易在正常运行情况下出现事故，导致人员摔伤，因此专业研究应用防飞装置自动保护系统。
3.3.2当防飞装置挡板意外落下时，保护系统动作，使猴车紧急停车，避免了因挡板下落引起的安全事故，提高了系统的安全系数。
3.4.1超欠速保护工作原理：
由接近开关和支架组成，当系统运行中接近开关检测到的运行速度低于或者超过设定的速度时，控制系统接受信号，自动将控制系统停止运行，并发出故障报警声，同时显示窗口显示相应的“欠速保护”或者“过速保护”，从而避免猴车出现飞车情况，对乘坐人员造成伤害和打滑时对设备造成的损坏。
3.4.2试验方法：
3.4.2.1超速保护，将接近开关处检测磁钢加倍均匀对称放置，即原来有3组磁钢，现在有6组磁钢，放置于接近开关处，正常启动猴车，猴车正常运转1分钟左右，出现超速停车，显示窗口出现“超速保护”报警。
3.4.2.2欠速保护，将接近开关检测线接入一组常闭开关，其目的是让接近开关检测不到信号，相当于猴车出现欠速情况，所检测到脉冲数量不足，猴车控制系统停止运行，出现欠速停车，显示窗口出现“欠速保护”。
3.5人员间距控制装置
猴车道内已经敷设压风管路，根据对现场情况研究决定使用气控，将压风管路引出2寸接头接上气动控制软管，气控软管进入减压阀，经减压阀减压后气体进入气控换向阀，然后气体由换向阀进入气缸，通过气体作用于气缸实现乘人控制装置的打开与闭合。乘坐人员排队等候，按照规定的乘坐地点依次乘坐。当乘坐人员在乘坐区域内看到乘人间距控制装置打开并且语音提示可以乘坐时，有5秒的时间挂抱索器，5秒以后乘人装置闭合，此时下一个乘坐人员在规定乘人区域内等待6秒后乘人间距控制装置又打开，又有5秒的时间挂抱索器，依次循环进行。
4 取得效益
安全效益
4.1.1安装完成减速机油温、油位检测和液压站温度检测，有利于观察减速箱、液压站温度和油位、便于岗位巡检人员实时直观获得温度数据，保证设备安全运行。
4.1.2、安装完成减速机油温、油位检测和液压站温度检测，有效保证猴车紧急停车，确保乘坐人员人身安全。
经济效益：
4.1.3 按照厂家设计及配件要求，完善三部猴车共需要花费9.6万元。
以“治亏创效”为思路，矿组织现场技术人员进行设计改造，共花费2.4万元。
节约费用：9.6—2.4=7.6万元。
4.1.4安装完成防飞装置自动保护系统后，大大提高设备运行稳定性，消除了因防飞挡板下落造成的安全事故，保证乘车人员人身安全。
4.1.5超、欠速保护改造完成后，人员操作简单，试验过程简易，效果明显。
4.1.6超、欠速保护改造完成后，保证设备安全运转，避免猴车出现紧急情况对乘坐人员造成伤害和打滑时对设备造成的损坏。
4.1.7人员间距控制保护
1、安装完成后的乘人间距控制系统，使得猴车安全性能更加可靠，稳定性增强，有利于架空乘人装置安全运行；能够规范乘人秩序，严格按照猴车设计要求乘坐，有利于运输质量提高；能够有效提高全员素质水平，增强了新产品、新设备的使用效能。
4.2社会效益
4.2.1經过对架空乘人装置各类保护完善，每天减少岗位巡检人员3人，减少岗位维修人员3人。
4.2.2经过对架空乘人装置各类保护完善，实现绿色、节能、高效运行。
4.3经济效益
4.3.1每年节约人工费用：
（3+3）x3000x365=65.7万元；
4.3.2节约维护费用：10万元；
4.3.3节约材料费用：20万元；
因此，总计节约费用为：
7.6+65.7万元+10+20万元=103.3万元
作者简介：
矿用架空乘人装置 篇4
矿用架空乘人装置(俗称猴车)由防爆电动机驱动,由钢丝绳牵引,是煤矿井下的专用运人设备,可方便矿工上下井,减轻矿工上下班途中的体力消耗。但最近2年由于存在生产厂家和销售市场良莠不齐、鱼目混珠的状况,导致原本集“安全、节能、环保、经济”等诸多优势为一体的架空乘人装置在运行过程中事故频频,其中变速箱机械故障、安全制动器失效、过速飞车断电停车保护失效以及开车前未检查减速箱是否缺油等是造成最近几起严重事故的主要原因[1,2]。目前架空乘人装置的安全性能已引起国家矿用产品安全标志中心、国家安全生产上海矿用设备检测检验中心等部门的高度重视,并多次组织国内架空乘人装置生产和使用单位相关人员进行现场事故分析,并讨论新的安全要求。
1 架空乘人装置电控系统现状
目前,国内30多个架空乘人装置生产厂家中仅有不到4家能够自主研制架空乘人装置电控系统,大部分厂家采用提升绞车电控系统、带式输送机电控系统等非专用电控系统,从而降低了产品的保护与控制水平[3,4,5]。为了降低成本,国内大约80%的厂家采用防爆电磁启动器进行防爆电动机的简单驱动,无法实现四象限变频调速装置具有的大坡度能量制动回馈、软启动、调速等功能,使得架空乘人装置运行的安全性大打折扣。另外,由于架空乘人装置行业标准修改滞后、使用单位不重视对架空乘人装置的保护等原因,相关检测中心无法对实际架空乘人装置电控设备的安全性能进行准确检测,造成架空乘人装置生产厂家所配电控系统质量参差不齐,产品存在诸多安全隐患。
自2010-11-28T05:25山东新泰市莲花山煤矿架空乘人装置发生严重事故后,国家矿用产品安全标志中心于2011-01-07紧急召集国内所有架空乘人装置生产厂家和相关检测中心协商,决定暂停所有厂家的架空乘人装置安全标志,并结合该起事故的主要故障原因,要求在原有机头机尾越位保护、欠速打滑保护、过速飞车保护、重锤下限位保护、尾轮限位保护、沿线紧急拉绳急停保护、防掉绳保护、与绞车电气互锁保护等功能的基础上强制增加减速箱油温监测与保护,并要求所有厂家及时整改与备案。可由于当时国内架空乘人装置电控系统均未具备该功能,导致整个架空乘人装置产业暂停安全标志近1 a,直到2011年12月初,随着一些厂家陆续开发出符合新要求的架空乘人装置电控系统,国家矿用产品安全标志中心才开始逐步恢复其安全标志。
2 架空乘人装置电控系统发展方向
通过国家相关部门的整治,架空乘人装置市场的混乱、监管工作的缺位、恶意竞争、低价倾销泛滥等诸多不良现象已得到有效控制,并逐步走向正轨。架空乘人装置生产厂家正在积极主动地通过产品创新赢得客户的青睐与信任,如增加制动器失效保护、减速箱油位监测、电动机轴温保护、吊椅防过摆保护、钢丝绳断绳保护、高速架空乘人装置乘人间距控制、开车预警、到站提醒、头尾打点通话、大坡度变频能量制动回馈等功能,进一步提高了产品的安全可靠性和节能高效性。
另外,架空乘人装置电控系统可增加远程监控与视频监视接口,使工作人员在调度指挥中心实时监控架空乘人装置的运行状态和参数;为了使矿工心情放松,可在架空乘人装置沿线布置音箱,实现全程音乐播放;可安装具有沿线拉线急停位置识别功能的智能型拉停开关,避免在长距离运输过程中,一旦出现拉线急停闭锁故障,无法及时赶到故障点进行处理的弊端;静态上车时,可通过上车传感器实现自动开车、上车人员统计、延时自动停车的无人值守功能。
3 架空乘人装置电控系统最新要求
2012-02-15—19,国家安全生产上海矿用设备检测检验中心联合相关部门,召集国内所有架空乘人装置厂家对2011年3月国家矿用产品安全标志中心下发的新要求以及《MT/T1117—2011煤矿用架空乘人装置》行业标准进行会议讨论,并对架空乘人装置电控系统送审要求进行了详细的讲解。目前新送审的带液压泵站和变频器的架空乘人装置电控系统必须具备如图1所示的基本功能。
4 结语
随着矿井开采深度的不断增加,采用架空乘人装置运送人员的矿井越来越多。为了保证运人安全,使用单位将对架空乘人装置电控系统的安全保护与控制水平提出越来越高的要求,所以生产厂家应未雨绸缪、立足长远、不断创新,使产品真正做到性价比高、安全性能好、智能化程度高、稳定性能好、能源节约效果好,从而为架空乘人装置提供更好的自动化解决方案。
摘要：介绍了国内矿用架空乘人装置电控系统的发展现状,对其发展方向进行了初步探讨,并介绍了目前国家对架空乘人装置电控系统的最新要求,为架空乘人装置电控系统的设计和应用提供了参考。
关键词：煤矿辅助运输,架空乘人装置,电控系统
参考文献
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[2]郑红娟.ZJF型电控装置在煤矿架空乘人集控系统中的应用[J].水力采煤与管道运输,2010(1):49-51.
[3]李庆阳.采区上山架空乘人装置的选型及安装[J].工矿自动化,2011(9):81-84.
[4]史书林,侯友夫,赵海峰.变频液压技术在斜井架空乘人装置中的应用[J].机床与液压,2006(11):131-134.
[5]胡燕平,莫虎,余洪伟,等.基于比例减压阀控制的液压架空乘人装置特性研究[J].湖南科技大学学报:自然科学版,2011(3):22-25.
[6]郭全良,乔大雷,杨勇.基于PLC的架空乘人装置控制系统[J].可编程控制器与工厂自动化,2011(1):44-45,62.
煤矿井下架空乘人装置安装与调试 篇5
1. 安装顺序
先安装斜巷段托压绳轮, 后安装机头机尾部分。
2. 安装前的准备工作
(1) 安装前, 由技术科给出主斜巷道腰线、架空乘人装置安装中心线及两道钢丝绳中心线, 并在巷道及横梁上做出明显标记, 便于施工。
(2) 制作安装时所需的起吊架, 起吊架采用11#工字钢加工, 起吊架必须焊接牢固, 其所能承受的支撑力不得小于5吨, 起吊架加工高度3米 (根据现场实际可做适当更改) 。
(3) 对于外露轴及加工面应采取保护措施, 采用防水布进行多层包裹, 防止运输及安装过程中损伤轴头或加工面。
(4) 根据现场实际, 确定机尾部分起吊眼位置及数量, 在指定位置打好起吊眼, 便于安装尾轮装置等部件, 起吊锚杆锚固力不得少于80k N。
(5) 安装前, 准备好安装所需的各种材料、工具, 在主斜巷上、下山口各安装一部电话, 以方便施工人员联系, 电话随安装地点逐渐移动延长。
3. 驱动部分的安装
(1) 在加工好的起吊架上, 安装2个5吨手拉葫芦, 用于机头驱动部分起吊;机头在起吊时使用的手拉葫芦必须保证安全合格。起吊时, 设备下方严禁有人作业或站立, 起吊前必须详细检查所用工具是否完好, 强度是否符合安全要求。
(2) 安装驱动装置机架板, 机架板与驱动装置横梁采用高强度螺栓连接, 初装时螺栓不要拧得太紧, 以便调整, 机架板安装要水平。
(3) 将轴承座和驱动轴组件安装在驱动装置底架上, 安装前应使两接触面之间保持干净, 安装面不得有杂物;连接螺栓一定要拧紧, 紧固螺栓时不得按顺序依次操作, 而要采用紧对角螺栓的方法, 每个螺栓不得一次紧固到位, 以确保每个螺栓受力均匀。
(4) 轴承座组件安装好后, 按照架空乘人装置安装中心的位置固定好驱动装置底板, 架空乘人装置安装中心一定要与通过驱动轴的中心线重合。
(5) 安装减速机, 将减速机孔驱动对准主轴慢慢插入, 直到轴端与孔端板相遇, 然后固定端板螺栓, 安装螺栓固定后, 螺栓应露出螺母2-4个螺距。
(6) 将制动器采用纵装方式, 沿制动轮轴向方向吊装装入, 将制动器套装在制动轮上拧紧紧固螺栓。调整螺栓, 使制动闸瓦与制动轮贴合至最佳状态及周边间隙 (不大于2mm) 保持一致, 最后调整固定螺栓。制动状态最小接触面积应≥60%。
(7) 将电机吊放在底架上的电机座上, 将柱销插入联轴孔中, 调整好同轴度及间隙。电机的中心高度应与减速机输入轴的中心高度一致, 若低于中心高度时, 可在底座下加以垫块, 一般每组4块, 但不超过2层。
(8) 安装驱动轮, 用手拉葫芦将驱动轮吊起, 对准驱动轴后往上拉, 一直到拉不动为止, 使驱动轴与驱动轮孔紧密接触。驱动轮的水平度和垂直度误差≤1/1000, 符合要求后, 拧紧压板螺栓等, 将驱动轮固定。
4. 机尾部分的安装
(1) 安装导轨, 先确定迂回轮架上两对滚轮的最大间距, 再将一根导轨固定在横梁上, 固定位置为导轨槽内侧表面到安装中心线的距离等于滚轮间的最大间距的一半加上约2mm的滑动间隙 (取两端及中间多点测定) , 将另一根导轨安装在横梁上离中心线的距离比另一根稍远, 以不妨碍吊装迂回轮为准, 且不固定。
(2) 两侧导轨安装的中心线直线度偏差不大于1/1000, 两中心线相对于架空乘人装置中心线的平行度偏差不大于0.5/1000, 两中心的高度差为±3mm, 并确保安装后的两导轨外边尺寸为740mm。
(3) 利用机尾部分起吊锚杆, 挂好2个5吨手拉葫芦, 将迂回轮装置吊起, 移动到未固定的一根导轨, 将滚轮放入导轨内, 调整好间隙后, 再将另一根导轨与横梁用螺栓紧固。
(4) 张紧小车、滑轮组安装, 安装前必须将减速机内加满润滑油, 安装时应注意三滑轮组与迂回轮装置上的四滑轮正对, 减速机放在不妨碍行人的一侧;安装单滑轮应与张紧小车卷筒的位置对称, 以防尾轮架拉偏;张紧钢丝绳绳头与张紧小车卷筒固定可靠, 卷筒定位插销必须插牢。
(5) 重锤安装, 重锤安装不能按照设计最大值安装重量, 要逐步增加重量, 视其钢丝绳张紧到最佳状态为止, 重锤块应交错排列组装, 防止松动, 当上下调节重锤高度时, 应防止重锤从吊架上滑落伤人, 重锤悬挂高度应视其情况而定, 一般张紧后重锤距地面高度不小于500mm。最后配置的重锤重量应根据牵引钢丝绳的张紧程度而定, 以牵引钢丝绳负载时的最大挠度为100-150mm。
5. 拖绳轮、压绳轮的安装
(1) 提前制作稳固的工作台, 先将拖轮与吊架装配好;安装拖轮和吊架组件时, 应使横梁上安装中心线标记至拖轮轮衬中心的距离为钢丝绳间距的一半, 并使拖轮轮槽圆周面与横梁垂直。
(2) 拖轮固定后, 两端面必须在竖直平面内, 并确保安装后的钢丝绳在拖轮轮槽中心。
(3) 托压轮组件的拖轮和压轮位置要适当, 压轮轮槽表面只接触钢丝绳即可, 不需要压紧钢丝绳, 钢丝绳通过托压轮时钢丝绳必须在托压轮轮衬中心线通过。
(4) 变坡点安装双 (托) 压轮时, 必须调整双 (托) 压轮, 使钢丝绳通过变坡点成弧线, 而不能成折线。
(5) 安装后, 在同侧的所有拖绳轮和压绳轮, 其钢丝绳与拖轮和压轮槽中心线重合, 并应在同一竖直平面内, 其偏差不得大于±2mm。
(6) 安装后在同侧的所有托压绳轮其轮槽顶面高度差不得大于2mm。
(7) 托压绳轮每安装完成一组进行试验, 必须保证转动灵活。在距离驱动轮和尾轮前面的第一组托压轮, 在运行一段时间后, 必须随时调整拖轮, 以保证钢丝绳始终在驱动轮和尾轮轮衬槽中心运行。
6. 钢丝绳的安装
(1) 放绳时, 必须保证不得让钢丝绳发生扭曲变形, 更不能让钢丝绳呈螺旋状扭转。
(2) 先将整盘钢丝绳通过绞车运送到主斜井底架空乘人装置机尾处, 将整盘钢丝绳平放在能旋转的支架上, 然后将钢丝绳绳头固定在机尾处的横梁上, 钢丝绳在机尾横梁固定好以后, 用主斜井绞车拉着钢丝绳中部渐渐往上拉至机头。
(3) 钢丝绳散开后人员将绳挂在托轮上, 在厂家技术人员的指导下进行插接绳头。
7. 乘人器的安装
将可摘挂式活动抱索器与吊椅直接安装, 并拧紧连接螺栓后, 即成乘人器。
8. 电控系统及保护系统的安装
此项安装由厂家派人安装、指导、测试、安装队配合, 必须按照保护性能要求安装、调试、运行可靠。
二、架空乘人装置的调试
1.试运转前, 重新检查安装是否平稳, 各部件是否紧固, 各种保护是否齐全, 钢丝绳上是否还有未去掉的铁丝。
2.检查所有电气设备, 必须确保无任何失爆现象。
3.用注油枪将所有压绳轮托绳轮等定绳轮系注入适量的钙基润滑脂。
4.加油时必须使用过滤器加油。减速机运转7-14天后必须更换新油。以上均检查正常可靠后, 方可试机运转。
5.钢丝绳空转试运行, 钢丝绳插接好以后, 为加强接头的牢固程度及消除自旋应力, 应让钢丝绳空载运行48小时, 具体方法是让钢丝绳初步拉紧后, 按照下述步骤让钢丝绳空载运行: (1) 重锤加至100kg时, 让钢丝绳正、反方向各运行两小时以上 (2) 重锤加至150kg时, 让钢丝绳正、反方向各运行两小时以上 (3) 重锤加至200kg时, 让钢丝绳正、反方向各运行两小时以上 (4) 依次逐步增加重锤 (每加一块重锤52kg, 钢丝绳承受拉力208kg) , 在6-8小时内, 让钢丝绳受拉力约3-4吨, 每加一次重锤, 让钢丝绳正、反方向各运行两小时以上。 (5) 当钢丝绳内应力基本消除, 自旋不是很明显时, 让钢丝绳正方向继续运行一段时间 (保证空载运行不少于48小时) (6) 最后根据现场实际运行需要, 确定重锤重量。 (7) 钢丝绳空载运行前, 将电控系统的速度保护恢复到正常的工作状态, 开机后, 及时调节速度保护的设定值, 检查各保护是否正常工作。派人沿道检查所有与钢丝接触的轮系, 如果有掉绳的地方, 应该及时通知操作员, 及时停车处理。试运转20分后, 停车检查, 各轮系位置是否发生变化, 系统各部分温度是否正常。
6.调整轮系确保钢丝绳不会掉绳。
7. 固定座椅运转
(1) 确定钢丝绳空运转试运行时, 所有问题解决后, 方可安设座椅试运转。
(2) 座椅间隔每14米一个, 安设座椅。
(3) 开机前, 在巷道座椅每50米设一个人, 专人观察座椅运转情况, 如果座椅在运行过程中出现向一边旋转现象, 应及时停车, 拆下座椅, 在厂家技术人员指导下, 解决钢丝绳旋转问题后, 继续试运行。
8. 重载试运行。
(1) 重载试运行前, 必须仔细检查所有保护系统是否正常。
(2) 运行过程中, 采用安装沙袋的方法模拟乘坐人员的有效载荷, 进行重载试运行, 重载试运行载荷按照设计载荷值的1/2、2/3和额定有效载荷分级进行。重载试运行无问题后, 由经过培训的安装人员反复进行满负荷和单边负荷各试坐2小时, 运行过程中, 依次试验各种保护, 确保各个保护系统能被及时触发, 运行过程中, 如果出现座椅有拖地现象, 在停车后, 将对应的托绳轮适当升高, 保证座椅不拖地, 调整托绳轮后, 及时调整相邻的托、压绳轮, 确认一切正常后, 方可正式乘坐人员。
(3) 各种调试方法和结果认真做好记录并存档。
摘要：煤矿架空乘人装置用途为输送矿工, 其目的是缩短矿工上下井的路途时间, 减轻矿工上下井的体能消耗, 提高工效和经济效益等方面。
关键词：架空乘人装置,安装,调试
参考文献
[1]庄严.矿山运输与提升[M].中国矿业大学出版社, 2009.
采区上山架空乘人装置的选型及安装 篇6
某隶属淮北矿业 (集团) 有限责任公司、年产300万t的大型现代化煤矿准备开拓31采区。该采区为上山开采, 按照轨道巷、运输巷、人行巷、回风巷的标准设计, 其中人行巷道的下平巷长20 m, 上平巷长15 m, 斜长450 m, 随煤层走向, 平均坡度为15°。根据《煤矿安全规程》第三百六十五条“人员上下的主要倾斜井巷, 垂深超过50 m时, 应采用机械运送人员”的规定, 目前国内立井开采的煤矿多采用斜井人车或架空乘人装置运送人员。由于该矿地压较大, 巷道经常底鼓, 所以普遍采用架空乘人装置输送人员。该输送方式适用于长距离、多变坡的巷道, 无需等待, 安全可靠, 操作简单, 维修方便。
淮北矿业 (集团) 有限责任公司矿区架空乘人装置的布置方式很单一, 下山开采采区的架空乘人装置驱动部分布置在上部, 上山开采采区的也布置在上部, 且大多采用电动机、齿箱直接驱动的方式。该布置方式对下山开采的采区比较有利, 对上山开采的采区则有很多不利因素:
(1) 驱动部分布置在上山巷道的顶端, 安装繁琐, 必须把所有的机电设备运到上部方可安装, 增加了斜巷运输的危险性。
(2) 驱动部分布置在顶端, 维修不便, 在设备出现故障不能运行的情况下, 必须到斜巷顶部才能维修, 维修时所需要的设备也要运到顶部, 费时费力。
(3) 电动机、齿箱直接驱动方式不能实现无级调速和软启软停, 安全性较差。采用变频调速方式虽然可以实现无级调速和软启软停, 但其成本很高, 且变频特性会给电网和控制系统带来污染和干扰, 导致变频调速控制系统容易发生故障。
(4) 电动机、齿箱直接驱动方式占据的巷道空间较大, 一般高度要做到4.4 m以上。由于在高地压的情况下巷道经常变形, 所以该驱动方式的适应能力很差。
针对上述问题, 该矿对31采区的架空乘人装置进行了选型和安装设计, 满足了使用要求。
1 架空乘人装置的布置和驱动方式选择
在31采区上山, 选择将架空乘人装置驱动装置 (机头) 放在下部, 并选择液压驱动方式。这是因为液压驱动部件占据的空间较小, 巷道适应能力强, 能放置到巷道一边的硐室内, 通过油管联结驱动马达, 且能实现无级调速和软启软停。
2 架空乘人装置技术参数的选择计算
2.1 基本参数
钢丝绳的运行速度v=1.2 m/s;预选的钢丝绳型号为6×19S-ϕ22-1670, 其单位质量q0=1.78 kg/m, 抗拉强度σ=1 670 MPa, 破断拉力总和Fk=304 kN;设定乘坐间距λ1=15 m, 则最大运输效率Qr=3 600 v/λ1=288人次/h;托轮间距λ2=8 m;驱动轮直径D=1 400 mm;驱动轮绳槽与牵引钢丝绳的摩擦系数μ=0.25, 钢丝绳与托轮间阻力系数为ω, 动力运行时ω=0.02, 制动运行时ω=0.015;牵引绳在驱动轮上的围包角β=180°。
2.2 工况计算
2.2.1 钢丝绳最小张力点的张力
钢丝绳最小张力点的张力Fmin为
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式中:C为钢丝绳的挠度系数, 取C=1 000;g为重力加速度, g=9.8 m/s2。
将以上参数代入式 (1) 得Fmin=17 444 N。
2.2.2 牵引钢丝绳的张力
钢丝绳受力分析示意图如图1所示。
图1中各点张力的计算公式为[1]
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式中:F1为驱动轮进绳侧钢丝绳张力;F2为驱动轮出绳侧钢丝绳张力;F3为迂回轮进绳侧钢丝绳张力;F4为迂回轮出绳侧钢丝绳张力;P0、P′0为单边钢丝绳重量, 大小均为q0Lg, 其中L为巷道斜长;P1、P′1为单边吊椅总重量, 大小均为 (Q2/λ1) Lg, 其中Q2为吊椅重量, 取为15 kg;P2、P′2为单边人员总重量, 大小均为 (Q1/λ1) Lg, 其中Q1为人体重量, 取为75 kg;P、P′为单边吊椅、钢丝绳和人员的总重量;α为巷道坡度, 取为15°;f1、f2分别为乘人时下行侧和上行侧钢丝绳与托轮间的摩擦阻力。
当下放侧无人乘坐而上升侧满员时 (动力运行状态) 有
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将q0=1.78 kg/m、Q1=75 kg、Q2=15 kg、λ1=15 m、α=15°、L=450 m、g=9.8 m/s2代入式 (3) 得
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根据防滑条件F1/F2=eμβ
当下放侧满员而上升侧无人乘坐时 (制动运行状态) 有
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式中:F′1、F′2分别为制动运行状态下驱动轮进绳侧和出绳侧钢丝绳张力。
将相关参数值代入式 (5) 得F′1=12 726 N, F′2=17 500 N。
驱动轮防滑校验: (1) 在动力运行状态, F1-F2>0, F1/F2=18 173/11 358=1.6
下面对牵引钢丝绳进行校验[2]。钢丝绳破断拉力Fk为
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式中:m为钢丝绳安全系数;Fmax为最大张力点张力, Fmax=F4。
预选钢丝绳破断拉力总和Fk=304 kN, 则m=Fk/Fmax=304 000/21 109=14.4>mmin=6。因此6×19S-ϕ22-1670型钢丝绳符合安全要求。
2.3 拉紧装置和负载扭矩
根据巷道长度, 选择拉紧行程S=7 m。
尾轮拉紧力F拉=F3+F4=42 009 N, 根据1 kg物体所受重力为9.8 N可计算出拉力需要的配重为4 287 kg。利用滑轮组原理, 采用四滑轮八绳牵引尾轮, 拉紧重锤的质量选为600 kg, 拉紧力可达47 040 N, 满足张紧要求。
对于负载扭矩, 由于动力运行状态的驱动轮张力差 (即F1-F2=6 815 N) 大于制动运行状态的驱动轮张力差 (即F′2-F′1=4 774 N) , 所以应当选择在动力运行状态下计算负载扭矩。
负载扭矩公式为
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已知D=1 400 mm, 则Tf=4 771 N·m。
3 主要设备选型
3.1 液压马达
要求液压马达的最大输出扭矩T=1.5Tf, 则T=7 157 N·m。
液压马达的最大转速nmax为[3]
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式中:k为钢丝绳蠕动系数, 取为0.98。
将v=1.2 m/s、D=1 400 mm代入式 (8) , 得nmax=16.7 r/min。
液压马达的最大排量V为[3]
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式中:ΔP为液压马达进出口压力差, 一般取为16 MPa;η1为液压马达的机械效率, 齿轮及柱塞马达取为0.9～0.95。
将相关参数值代入式 (9) , 得V=2 957 mL/r。
根据对液压马达排量和压力的要求, 选定马达的型号为NHM31-4000 (INTERMOT) , 其排量为4 000 mL/r, 最高工作压力可达20 MPa, 完全满足使用要求。
选定的液压马达输出扭矩校核:T|N·m=VΔPη1/ (2π) =4 000×10-6×16×106×0.95/ (2π) =9 681, 如果按照最高工作压力为20 MPa计算, 最高输出扭矩可达12 102 N·m, 均大于要求的扭矩7 157 N·m, 完全能够满足驱动的要求。
液压马达的最大工作流量qmax|L/min=Vnmax/1 000=4 000×16.7/1 000=66.8。
3.2 液压油泵
液压油泵的最大工作流量Qmax为[4]
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式中:KL为考虑系统泄漏和容积效率下降的系数, 一般为1.1～1.3, 这里取为1.15。
将相关参数值代入式 (10) , 可得Qmax=76.8 L/min。
液压油泵最大工作压力pmax为
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式中:K为液压系统压力备用系数, 取为1.1;p为液压马达最大工作压力, MPa;Δp′为油泵的回油压力损失, 对于闭式回路取为2.4 MPa。
将相关参数值代入式 (11) , 可得pmax=20.24 MPa。
根据上述参数, 选用德国SAUER液压油泵90R055HS, 其排量为55 mL/r, 流量达99 L/min, 最大工作压力可达42 MPa, 满足使用要求。
3.3 驱动电动机
驱动电动机功率N为
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式中:PN为液压泵额定工作压力;qp为液压泵额定流量, L/min;η2为液压泵总效率, 柱塞泵取为0.85。
令PN=16 MPa, 并将其它参数值代入式 (12) , 得N=24 kW。
结合电动机功率并考虑预留一定的富余系数, 取N=37 kW。选择电动机型号为YB2-225M-4, 其额定功率为37 kW, 额定电压为660 V/1 140 V。
3.4 整体设备
根据以上计算分析的架空乘人装置相关技术参数及液压马达、液压泵、驱动电动机参数, 初步选定RJY-37-15/485YU型液压驱动架空乘人装置。该型号的架空乘人装置能够实现无级调速、软启软停, 且安装方便。
4 结语
结合淮北矿业 (集团) 有限责任公司某矿31采区人行上山的特点, 选择将架空乘人装置液压驱动装置布置在采区下部的方式, 给出了相关技术参数的详细计算方法, 圆满地完成了选型。应用结果表明, 所选的液压驱动架空乘人装置占用巷道空间小, 安装方便, 放在上山采区的下部维护方便;在没有变频器的情况下可以实现无级调速、软启动、软停车, 而且不存在信号干扰和谐波干扰问题, 故障率极低, 能够满足人员的安全、高效输送要求。
摘要：针对采区上山架空乘人装置大多布置在采区上部且采用电动机、齿箱驱动方式所存在的问题, 提出一种将架空乘人装置布置在人行上山采区的下部且采用液压驱动方式的方案, 通过详细分析、计算架空乘人装置的技术参数, 确定了液压马达、液压油泵和驱动电动机等驱动设备的型号, 并最终确定了架空乘人装置的型号。应用结果表明, 选用的液压驱动架空乘人装置可实现无级调速、软启动、软停车, 不存在信号干扰和谐波干扰问题, 故障率低, 安装在采区下部便于维修, 且提高了人员输送的安全性。
关键词：采区上山,人员输送,架空乘人装置,液压驱动,设备选型
参考文献
[1]刘宝良, 闫龙海, 孙立红, 等.理论力学[M].北京:中国电力出版社, 2010.
[2]鄂大辛.液压传动与气压传动[M].北京:北京理工大学出版社, 2007.
[3]MT/T 873—2000煤矿固定抱索器架空乘人装置技术条件[S].北京:煤炭工业出版社, 2001.
架空乘人装置在煤矿中的应用 篇7
随着科技水平的不断提高, 许多矿山设备都选用了小型PLC进行控制, 在使用过程中发现问题, 还可以根据需要重新编程。架空乘人装置就是采用PLC可编程控制的一种新型的矿井斜巷或平巷辅助运输设备, 国投新集三矿根据井下巷道的实际情况, 设计安装了架空乘人装置, 在全线路上设有传感器系统, 如遇意外情况, 值守人员可以随时通过传感器紧急停车, 使整个系统断电, 制动器同时抱闸制动, 使系统更加安全可靠。
1机械部分
1.1架空乘人装置通过电动机带动减速机构上的驱动轮, 摩擦传动架空线路上支托在托 (压) 索轮上的无极钢丝绳, 由钢丝绳带动其上的吊椅在驱动轮和尾轮之间作循环运动。驱动装置主要由电动机、减速机、制动器、驱动轮、机架及电器控制部分所组成。驱动装置的减速器是根据矿用架空索道的现场所需而选用的, 常采用平面二次包络蜗轮蜗杆减速器或硬齿面齿轮减速器。
1.2架空乘人装置钢丝绳选用线接触, 右同向捻带纤维芯的股式结构钢丝绳, 在有腐蚀环境中推荐选用镀锌钢丝绳。编接接头的长度, 不得小于运载索直径的1000倍。在索道中常选用6×37和6×61钢丝绳, 其安全系数不得小于6.5。
1.3抱索器是矿用架空乘人装置主要部件之一, 抱索器挂在运载索上, 利用上卡和下卡反复卡紧运载索上, 以使在任何情况下不滑动。抱索器的抗滑力不得小于吊椅总重力 (吊椅自重力+有效载荷) 或线路最大坡度沿运载钢丝绳切线方向的分力三倍。为延长运载索的使用寿命, 应不定期地移动抱索器的夹紧位置, 其移动距离不小于300m m。移动时间间隔按下式计算:
式中:τ———移动夹紧位置的时间间隔, h;
L′———线路斜长, m;
v———运行速度, m/s。
2电气控制及信号系统
乘人装置的电控系统, 由隔爆兼本安型电源箱、矿用PLC提升信号 (操作台采用LED显示) 、信号检测元件、控制元件以及相应的控制线路组成。
2.1电控系统可实现的功能概述本控制系统采用日本三菱FX2N系列PLC技术, 实现可编程控制;无人值守控制, 启动前预警信号、开车、停车按设定程序自动控制;无人员乘座后延时停车;可实现与外部设备电气互锁;可实现架空乘人装置沿线拉停车;可实现架空乘人装置欠速、过速保护;可实现电机失压、短路、断相、过载保护;可实现掉绳脱槽保护;可实现钢丝绳张紧上限保护;可实现重锤落地保护;可实现越站保护;可通过上位机对架空乘人装置进行远程监控、监视, 方便调度和管理;可实现沿线通讯;可实现下车点安全语言提示;可实现巷道MP3背景音乐播放。
2.2显示窗功能信号箱采用LED显示“机头越位”、“机尾越位”、“过速保护”、“欠速保护”、“断绳保护”、“掉绳保护”、“重锤下限”、“全程急停”八个故障显示, 显示相应的故障。“连续方式”、“连续运行”、“间断方式”、“间断运行”、“检修方式”、“急停/禁启”、“强制解锁”、“运行速度”、“运行剩余时间”九个功能显示, 显示相应的运行状态。
2.3“程控”分为三种运行方式, 即“连续”、“断续”、“检修”, 并在显示窗上显示所选。
2.3.1连续运行方式系统在启动后, 将24小时不停地运行, 此状态适用于人员流动较大的矿井, 窗口显示“连续运行”, 系统运行指示灯闪烁。如果配置了无人值守功能, 当有人坐上吊椅时, 通过上车站检测传感器发出猴车启动信号, 系统将按正常启动程序自动启动猴车, 实现无人值守的启动模式。
2.3.2断续运行方式此运行方式是一种节能的运行方式, 将以程序内部设定的时间 (如10分钟) 限时运行 (此时间根据装置运行一周的50%的时间设定, 可将乘坐人员从机头送到机尾或从机尾送到机头, 再延时10秒钟后自动停机) 。启动后计时器开始计时, 当有上人检测信号时, 时间将返回到原来的数值并重新计时, 即时间记忆刷新, 当剩余时间为0时系统将自动停机。
2.3.3检修方式当转换开关转换到检修档时, 显示窗口显示“检修方式”, 此时“启动”变为点动启动, 即按下“启动”不松开, 乘人装置电机自动启动且窗口系统运行指示灯闪烁, 松开“启动”后系统将马上停止运行。
2.4停止在系统运行的任何状态下, 按下“停止”按钮, 制动电机自动停机制动抱闸, 乘人装置电机自动停止。同时轮边制动器的油泵和抱闸电磁阀通电启动, 钳型闸抱闸制动, 同时轮边制动器行程开关恢复原状, 为下次启动运行做准备。
2.5急停、禁启此按钮具有电控闭锁功能, 在系统进入待机状态时, 按下此按钮后, 按钮自锁, 此时不管是机头还是机尾的启动按钮都将不能启动系统运行, 即系统处于“禁启”状态, 同时窗口显示“急停、禁启”, 将此按钮往顺时针方向旋转, 按钮将自动回位, 回位并按下一次“故障复位”按钮后, “禁启”消除。
2.6故障复位当故障处理后, 按下此按钮, 将程控机内的故障闭锁清除, 系统回到待机状态。
2.7强制解锁当速度检测部分出现故障而暂时无法修复时, 可按下此按钮强制解锁, 作为抛开因速度保护的故障而停机的系统运行。此方式只能在制动器完好时短时运行, 绝不允许长期运行, 必须尽快更换速度传感器, 以免发生意外。
3安全保护
该系统具有机头、机尾越位保护、过速、欠速保护、变坡点掉绳保护、断绳急停、重锤下限位保护、全程急停保护等紧急停车功能。在任意一种保护动作发生后系统都将停止运行, 同时因故障而将电控系统闭锁并发出警报声。
3.1机头、机尾越位保护由GEJ 20型矿用跑偏传感器和吊架组成, 当矿工乘坐吊椅上井或下井进入机头或机尾的禁止越位点时, 由越位保护装置给控制系统一个越位的信号, 控制系统停机并发出故障报警声并停机, 同时显示窗口相应的“机头越位”或“机尾越位”, 从而避免矿工乘车通过驱动轮或迂回轮时越位而造成的人身伤害。按复位扭系统复位后才能重新启动。
3.2过速、欠速保护由KGSS-M2转速传感器和支架组成, 当系统运行中速度传感器检测到的运行速度低于或超过设定的速度的10%时, 控制系统接受信号, 自动将控制系统停止运行, 并发出故障报警声, 同时显示窗口显示相应的“欠速保护”或“过速保护”, 从而避免飞车时对乘坐人员造成的伤害和打滑时对设备造成的损坏。
3.3重锤下限位保护由GUJ 15型矿用堆煤传感器和吊架组成, 当重锤因牵引钢丝绳的伸长而下降, 当下降到离地面200mm时, 此限位保护装置将给控制系统一个限位信号, 控制系统将会自动停止运行, 并发出故障报警。同时显示窗口将显示相应的“重锤下限位”, 从而避免了因重锤落地而造成的牵引钢丝绳无张紧力而打滑的现象。
3.4上变坡点掉绳保护由GUJ 15型矿用堆煤传感器和吊架组成, 由于牵引索的张紧力不够或托压绳轮的安装的中心偏移, 以及托压绳轮的轮衬磨损未及时调整时, 都会导致牵引索从托绳轮上往下掉落, 此时, 安装在上变坡点的捕绳器会自动捕绳, 从而避免了乘坐人员经过此处而造成的人身伤害, 同时掉绳保护开关给控制系统一个信号, 乘人装置自动停机。
3.5全程急停保护由KHJ矿用本安型急停开关 (或BAX1-5/127拉点器) 和钢丝绳及吊架组成, 在乘人装置沿线的两钢丝绳中间距地面1.2m高的地方, 紧急停车的开关装置安装间距应不大于50m, 并与直径为φ3mm的塑套钢丝绳相联, 在沿线的任意一个地方只要拉动该钢丝绳, 相应的急停拉线开关将给系统一个急停信号, 控制系统将自动停止运行, 并发出故障报警, 同时显示窗将显示“急停故障”。
4结束语
随着社会的发展, 以PLC为核心控制核心的设备越来越多, 通过输入/输出模块 (I/O) 检测元件为控制其提供检测信号, 已经应用在各行各业, 希望此篇对其有参考。
参考文献
[1]架空索道工程技术规范 (.GBJ127-89) .
[2]栾振辉, 廖玲利.煤矿机械PLC控制技术.化学工业出版社.2008.
架空乘人装置在煤矿中的应用 篇8
近年来, 随着煤炭行业的繁荣发展和新科技的飞速进步, 井下运输设备也得到了大幅度的改进和完善[1,2]。其中, 架空乘人装置的研制和应用便是典型代表, 该装置为连续运输设备, 不仅能够适应于水平和倾斜巷道, 在其它辅助措施的作用下还可实现拐弯运载[3,4,5]。和其它运载人员装备相比, 架空乘人装置的主要优点有操作简单、管理方便、安全性能高、运输连续等。鉴于此, 架空乘人装置已经在国内多数矿区新老矿井中得到了普遍应用。
1 架空乘人装置的设计要求
依据《煤矿安全规程》第358条和365条款规定, 垂深超过50 m的人员上下的主要倾斜井巷和长度超过1.5 km的主要运输平巷均应采取机械运送人员。架空乘人装置与其它运载人员装置相比, 其安全性更高、操作更简单、维修量低、运行费用低、适应性更强。架空乘人装置结构较简单, 可分为驱动改向单元、机尾改向单元、中间托绳轮组单元、牵引钢丝绳和吊座单元。其结构示意图见图1所示。
根据《煤矿安全规程》第368条、404条、405条等条款规定, 煤矿井下采用架空乘人装置时应该满足如下条件:
a) 架空乘人装置驱动轮直径与牵引钢丝绳直径之比不低于60, 改向轮直径与钢丝绳直径之比不低于20;牵引钢丝绳绳速不应超过1.2 m/s, 乘人吊座中心距巷帮不应低于0.7 m;b) 架空乘人装置在运行时, 乘坐人员间距不应低于5 m, 钢丝绳安全系数不应小于6;c) 吊杆和牵引钢丝绳之间的连接不得自动脱扣, 人员下车的地点需设置自动停车装置, 驱动装置必须有制动器;d) 架空乘人装置安装和使用时的倾角要与所在巷道倾角相符合;e) 架空乘人装置运行时要保持恒涨力, 严禁出现打滑、吊挂现象。
2 架空乘人装置效益分析
A矿原采用1.6 m绞车进行载人, 后借矿井改扩建之际废弃原绞车, 安装了一台长度约为720 m的架空乘人装置。通过1 a的运行, 总结如下。
2.1 经济效益分析
购置1.6 m绞车牵引人车装置需要花费85.5×104元, 架空乘人装置只需投入27.8×104元, 相比前者可减少一次性投入57.7×104元。绞车牵引人车装置正常运行时需要绞车司机、跟车工、信号把钩工等共计5人, 按照三八工作制度, 人均年工资3×104元计算, 每年工资发放总额为45×104元, 架空乘人装置无需专职人员, 可相对节约资金45×104元。架空乘人装置结构简单, 维修费用多为钢丝绳更换花费, 与绞车牵引人车装置相比每年可节约资金约为4.5×104元。绞车牵引人车装置受巷道变形影响较大, 以往使用该设备时需要多次对巷道进行维修, 使用架空乘人装置后受巷道变化影响较小, 大幅度降低了巷修频率。
2.2 社会效益分析
a) 架空乘人装置结构简单, 易于操作, 不需要安排专职人员, 可设定时间自动停运;b) 与绞车牵引人车装置相比, 其消除了速度、轨道质量、巷道变形等多个因素影响, 安全可靠程度得到大幅度提升;c) 采用架空乘人装置可大幅度减少职工劳动强度, 降低了职工在往返途中的劳动和时间消耗;d) 架空乘人装置结构简单, 维修量少, 省去了绞车牵引人车所必须的静止手动落闸试验、重载全速脱钩试验等, 仅需要对机头、机尾、吊座、托轮等关键单元进行日常检查。
3 架空乘人装置存在的主要问题及对策
依据井架空乘人装置运行情况, 总结可得该装置在运行过程中主要问题有钢丝绳打滑、钢丝绳掉轮、吊座摇摆、托轮偏移、钢丝绳自旋和钢丝绳插接强度低等, 具体如下:a) 钢丝绳打滑。钢丝绳打滑是最常见的架空乘人装置运行中出现的问题, 钢丝绳打滑不仅会加速钢丝绳与驱动轮的磨损, 导致长距离吊绳现象, 甚至还会导致伤人事件发生。分析认为, 钢丝绳打滑的出现与架空乘人装置安装的长度、角度、负载量等因素密切相关, 当驱动摩擦力低于运行所需摩擦力值时便会出现打滑。解决该问题可在满足安装长度、角度和负载量的基础上, 适当调整机尾涨紧力来增大驱动摩擦力, 若机尾涨紧力超过钢丝绳额定载荷时, 可在一定范围内提高钢丝绳围包角度;b) 钢丝绳掉轮。钢丝绳掉绳是指架空乘人装置在运行过程中出现牵引钢丝绳从托轮上滑落的现象, 分析认为掉绳原因主要为架空乘人装置安装不合理和乘坐人员乘坐方式不规范引起。解决问题可对架空乘人装置安装进行重新检验, 确保安装合理, 同时按照运载要求确保吊座最低点距离地面保持在250 mm~450 mm范围内, 且托轮组与钢丝绳在一条直线上。此外, 为保证架空乘人装置在变坡点的运行稳定性, 可在变坡点位置采用托轮组对钢丝绳进行控制, 同时严格规范人员乘车方式, 严禁密集乘车和乘坐时左摆右晃;c) 吊座摇摆。吊座在钢丝绳上应在自重作用下垂直稳定向前运动, 若吊座通过安装不规范的托轮时会出现左右摆动和前后摆动, 该问题轻者会引起乘人瞬间恐慌, 重者会造成吊座大幅度上翘, 掀翻乘坐人员。吊座摇摆可通过规范安装托轮、规范乘人乘车方式来解决;d) 托轮偏移。托轮偏移可分为托轮外移和托轮内移, 托轮外移会引起托轮外侧过度磨损, 其结果轻者会引起钢丝绳吊轮、吊座摇摆等现象, 重者可能会导致吊座上翘击伤乘坐人员;托轮内移会造成托轮内侧受力增大, 造成内侧过度磨损, 内移时常导致钢丝绳吊轮现象出现。解决托轮偏移问题较简单, 可对托轮重新安装, 消除安装偏差;e) 钢丝绳自旋。钢丝绳自旋是指架空乘人装置在运行过程中钢丝绳出现旋转, 钢丝绳自旋可能导致吊座摇摆甚至钢丝绳掉轮现象。解决该问题时首先在结绳前将钢丝绳松尽, 上绳后持续对钢丝绳松尽;为确保钢丝绳和吊座重心重合, 严禁安装所有抱索器后再安装吊座, 可采用将单个抱索器安装完毕后, 即可合格安装吊座, 然后依次进行;f) 钢丝绳插接强度低。对架空乘人装置进行检查时经常会发现钢丝绳插接强度不符合要求, 强度过低不仅容易造成钢丝绳接头处在长时间运行过程中出现拉开现象, 还可能威胁乘坐人员安全。解决该问题首先可在钢丝绳规格、清洁度、干燥度符合要求;要保证钢丝绳单股之间咬合严密;再次是尽量减少咬合后的钢丝绳的间隙, 确保钢丝绳不出现缝隙和毛刺, 且要求在钢丝绳表面涂抹防锈油漆。
4 架空乘人装置发展方向
架空乘人装置尽管安装形式多种多样, 但其工作原理基本相似, 其均是利用摩擦力来带动驱动装置来驱动钢丝绳在托轮上做循环运转, 乘坐人员即可卡在钢丝绳吊座上来实现运移。尽管架空乘人装置具有结构简单、维修方便、连续运行等诸多优点, 但鉴于井下巷道的复杂性, 其应用还是受到了一定的限制。
5 结语
架空乘人装置较以往矿井所用的人员运输设备相比具有安全性能高、操作简单、易于维修、连续运输等诸多优点, 其应用对于矿井提高经济效益和社会效益具有重要作用。然而, 该设备在实际运行过程中还易存在钢丝绳打滑、钢丝绳掉轮、托轮偏移等诸多问题, 故在使用该设备进行人员运输时应加强设备维护和维修, 遇到问题及时进行分析, 采取有针对性措施消除问题, 才能使其安全服务于乘坐人员。另外, 还应在架空乘人装置的智能化控制、转弯运输等方面进行深入研究, 以提高该设备在井下的适应性。
摘要：详细阐述了架空乘人装置井下应用时应遵循的设计要求, 并通过实例对比指出了该装置所具有显著的经济效益和社会效益。分析总结了架空乘人装置在使用过程中存在的常见问题, 并给出了有针对性的应对措施, 最后, 指出了架空乘人装置未来的发展方向。
关键词：架空乘人装置,设计要求,优点,问题及对策,发展方向
参考文献
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矿用架空乘人装置 篇9
多数矿井采用绞车运送人员, 由于绞车为混合提升, 这就造成了提人与提物在时间分配上的不均衡。而“猴车”功能单一, 能在很大程度上提高运输的安全性和工作效率。架空乘人装置由机头、机尾、钢丝绳及固架、驱动装置等系统组成。钢丝绳固定支架将钢丝绳固定在驱动轮、托绳轮、迂回轮上, 经张紧装置张紧后, 由驱动装置输出动力来带动钢丝绳运行, 钢丝绳上按一定间距悬挂座椅, 以便于人员乘坐。当前, “猴车”采用额定功率不间断运行, 运行时间长, 空开车现象频繁, 能耗消耗大。如果采用自动化开、停车, 可最大程度上杜绝空开车现象, 同时减少现场操作岗位, 实现智能化的远程操作和控制, 解放劳动力, 提高工作效率。
二技术方案设计
“猴车”自动化控制主要有三种开车方式:感应、集中控制、就地运行。一般情况下采用集中控制或者感应模式, 在感应和集中控制无法正常工作的情况下就必须采用就地运行, 它是一种事故紧急处理的模式。
当变频器出现故障时, 不能正常开车, 集控室的操作人员可以通过上位机系统上的工频开车, 或现场人员通过控制柜屏幕上的工频开车来启动工频开车。
1.“感应”工作原理:
“感应”控制是一种节能的方式, 它是将程序内部设定的时间限时运行。一般为一个循环时间, 将乘坐人员从机头送到机尾, 延时3 s~10 s后自动停机。当人体检测传感器检测到机头 (尾) 有人需乘车时, 系统预警打铃2 s~10 s后, 乘人装置的制动电机自启, 人机界面显示“系统运行”。当运行计时到一周, 加上3 s~10 s后, 系统将自动停机, 人机界面显示“停止运行”。具体原理见下图:
2. 远控网络原理:
集中控制内主要有控制操作台、上位机、网络交换机等系统组成。
(1) 监控系统采用上位组态软件 (WINCC) , 对电控系统关键部件, 包含保护系统的工作情况、架空人车运行中的有关参数进行监控和显示, 同时进行记录。
(2) 操作、调速、监控3大系统之间留有与信号系统进行联网的通讯接口, 通过工业乙太网进行系统通讯及信号交换, 从而实现远程监控功能。
(3) 监控系统采用工控机, 多画面实时监测监控, 参数量数码及曲线, 显示、记录, 并控制架空人车的启、停及故障的报警。
“猴车”控制保护及关系如图2所示。
3. 远控系统组成:
架空人车现场控制部分有KXJ-127型电控箱、TH-24操作台、KPB-24显示器、PLC通讯模块、保护系统、热释红外传感器、语音通讯信号装置、人体双按开关、光纤摄像仪、LED显示屏等组成。其中主要设备为KXJ-127型电控箱。
电控箱系统采用西门子的S7型PLC控制, 配网络化控制模块, 能将电控系统关键部件, 包括保护的工作情况、架空人车运行中的有关参数、参量等上传输至PLC控制柜和集控室的上位机上, 并且PLC控制柜和集控室的上位机可显示架空人车启停、松合闸指示等状态。
在PLC控制柜和集控中心的上位机上可显示保护、电压 (流) 、压力、流量、温度及间隙等数据, 以及变频器的工作状态、故障信号, 及对岗位工人操作的正确性进行实时监控和显示。
三经济效益分析
1. 实现安全生产:“猴车”集中控制以乙太网为平台, 实现了现场无人值守, 自动开、停车操作。另外, 当在坡中间或坡底, 有人需要开、停车时, 他们可以通过语音通讯呼叫机头或集控室来开、停车。
乘坐人员通过安装在车机头 (尾) 的LED显示屏, 及时了解“猴车”的运行状态, 从而调整自己乘车的时间和方式, 在很大程度上减少和避免危险事故的发生。
2. 经济效益:
(1) 节省人工:智能化“感应”开车, 实现了自动化开、停车, 有人时自动开车, 无人时自动停车。改造前每班在“猴车”机头、机尾各安排1名司机, 班组人员共10人。采用集控或“感应”开车, 地面只安排1名监控司机, 井下配2名修理工, 即可完成运人系统的正常运转。每人工资以4万元/年来计算, 则节约人工费为:
[ (10-3) ×3]×4=84万元
(2) 节约电费:改造前, “猴车”运行时间每天长达18 h, 控制难度大, 要车频繁。采用集中控制后, 采取时间段集中开车运行。超过规定时间开车必须向调度室请示, 否则一次对要车人罚款100元;另一方面通过宣传教育广大职工, 极大减少了要车现象, 运输时间降低约6 h/d。电费按0.5元/k W·h来算, 五部猴车总功率为310 k W, 则共计节约电费用为:
310 k W×6×360×0.5=33.48万元;
改造后, 可共计节约费用共为117.48万元/年, 经济效益十分可观。
四结束语
“猴车”自动化开、停车模式, 最大程度上提高了设备的自动化程度。由于采用集控或感应开车, 司机数量大幅度降低, 实现了减人提效的目标。设备在运行中, 由于采用了监控和保护手段, 从而能实现设备的本质化安全运行。煤矿企业在远程集控方面还有许多提升的空间, 这对减少下井人员数量, 最大程度上实现自动化运行, 降低成本, 提高工作效率, 具有很好的借鉴意义。
参考文献
【矿用架空乘人装置】相关文章：
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