不穩定軟巖巷道可摘掛抱索器架空乘人裝置的設計與安裝

王洪濤 賈國憲

（遼寧省調兵山市鐵法煤業集團機械制造有限責任公司，遼寧 調兵山 112700）

1 工程概述

鐵煤集團大強礦0901綜放工作面采用傾斜長壁放頂煤回采工藝，走向長1300m，垂深大約300m，需安裝一臺架空乘人裝置。在對該礦架空乘人裝置安裝現場考察時發現，因工作面溫度高，礦方臨時決定在巷道一側安裝Ф1000mm的冷卻風筒，原計劃可以拆除的90kW運輸絞車也因現場運輸需要保留下來。由于現場地質條件限制，安裝時常規的氣割及焊接方式不允許采用，通過打錨桿固定吊桿及橫梁的方式也被礦方否決，最后只能采用機械連接的方式對吊桿、橫梁、機頭、機尾等設備及零部件進行固定安裝，給現場安裝人員提出了很多復雜的技術難題。

2 大強礦0901工作面回順地質概況

大強礦0901綜放面斷層構造多，屬于深井軟巖巷道，具有大變形、大地壓、難支護的特點，工作面頂板壓力大，頂、幫維護困難，底鼓嚴重。由于上述特殊的地質特點，盡管采用“錨網十36U鋼圓棚壁后充填混凝土+錨索”聯合支護，巷道變形仍很嚴重，巷道明顯變坡共17處，巷道中線多處偏差較大，局部仍需采用工字鋼梁進行輔助支撐，給架空乘人裝置的安裝及維護帶來很多無法預料的困難。如圖1，巷道斷面4800mm。

3 架空乘人裝置主要技術特征

煤礦可摘掛抱索器架空乘人裝置，主要是運送人員上下斜井或平巷之用，主要由機頭驅動部、機尾、乘人座椅、活動抱索器、托壓輪組、牽引鋼絲繩、電控系統、綜合保護系統等組成。架空乘人裝置總圖如圖2所示，架空乘人裝置安裝地質條件及主要技術參數見表1。

圖2 架空乘人裝置總圖

表1 架空乘人裝置安裝地質條件及主要技術參數

4 架空乘人裝置安裝

按大強礦計劃，隨著回采工作面推進，架空乘人裝置的機尾還要向機頭進行兩次拆移，因此架空乘人裝置的機尾安裝不僅要穩固，同時還應拆卸方便，便于拆移，對機尾的安裝結構及連接形式都提出了更高的要求。

4.1 安裝流程

（1）定位和連接架空乘人裝置中線、腰線及巷道中線；

（2）以腰線為準，定位吊桿及橫梁位置高度；

（3）安裝機頭驅動裝置和機尾；

（4）安裝托、壓繩輪并校準托、壓繩輪位置；

（5）放鋼絲繩和插接鋼絲繩，同步安裝電控部件及沿途保護裝置；

（6）試運行；

（7）微調托壓、繩輪；

（8）在鋼絲繩破除繩緊后，安裝抱索器乘人器。

4.2 安裝前準備

安裝架空乘人裝置之前必須放好巷道的中心線和井巷的腰線，并在橫梁上標出記號。架空乘人裝置的安裝首先是確定巷道的中心線。以往采用的是巷道中心或軌道中心，由于巷道變坡較多，坡度不一致，儀器不能通視，所以這種方法產生的誤差比較大，對已安裝好后軌道架空乘人裝置的調整非常困難。

巷道中心線確定：采用兩點定位多點偏移法，就是在巷道的變坡點處和變平點處定下巷道的實際中心，然后在巷道中布下多個點，用經緯儀測出各個點的假定方位，將各點的假定坐標輸入數據庫中成圖，再把變坡點和變平點連成一條線，然后計算出各點和這條線的垂直偏差，在實際巷道上進行左右偏移，這樣給出的中心線誤差很小，能滿足架空乘人裝置的施工要求。

安裝腰線確定：安裝前給出安裝腰線，應根據腰線向上距離給定吊桿橫梁安裝高度，曲線段安裝腰線的定位，必須保證弧線上的托輪受力均勻，這就要求布置的固定點間距要均勻，各托壓繩輪過渡要平滑。

4.3 機頭驅動裝置安裝

機頭驅動裝置安裝在上部長約15m平巷內，采用整體安裝形式，懸吊架空式安裝。驅動裝置的安裝主要是解決現場機頭架的固定問題，因為現場不能采用氣割及火焊，同時還不能打錨桿固定，只能采用機械連接方式。為此我們制作4個連接壁座，與36礦用U型鋼圓棚固定，每個壁座通過4根M24 U型螺栓、連接板與U型鋼圓棚連接，壁座上固定36U型鋼橫梁，作為機頭驅動裝置主要承重部件，機頭驅動部底座安裝在該橫梁上，如下圖3示，橫梁上通過32圓環鏈吊環與頂部U形棚連接作為輔助牽引。

圖3 機頭驅動裝置安裝圖

4.4 架空乘人裝置機尾安裝

由于架空乘人裝置機尾按計劃要向機頭拆移2次，因此機尾機構安裝除了要保證常規的安裝技術條件、要求外，還要穩固，便于拆裝。為此我們設計了簡單、實用、易于實現的承載機構。利用36U圓棚之間拉條的M24連接螺栓，固定導軌兩端用36U鋼作為主要支撐的橫梁，中間多處用M24花籃螺栓拉緊，M24花籃螺栓下部通過活動螺桿與機尾移動導軌連接，花籃螺栓上部與圓棚拉條M24螺栓連接。經過實踐檢驗，這種結構簡單、實用，便于拆安，較好地滿足了大強礦井下架空乘人裝置機尾多次遷移的需要。如圖4。

圖4 架空乘人裝置機尾安裝圖

4.5 吊桿及橫梁安裝

由于該巷道屬于深井軟巖巷道，兩幫及頂板壓力大，因此橫梁不能固定在兩幫，只能利用頂部36U圓棚拉條M24螺栓固定吊桿的方式固定橫梁，因礦方不允許采用氣割、焊接及打錨桿等方式固定橫梁，因此沿線吊桿及橫梁安裝是否滿足要求成為架空乘人裝置能否安裝成功的關鍵。

如下圖5，首先將吊桿與頂部36 U型鋼拉條的M24螺栓固定，吊桿中心線應與鉛墜線重合，從而保證吊桿安裝前后、左右中心偏差在要求范圍內，進而保證橫梁安裝的水平度和前后平行度。為保證橫梁的穩定，在橫梁兩端分別用硬連接M24花籃螺栓及M24特制螺母固定，在橫梁的前后也用硬連接及軟連接M24特制螺栓及Φ12mm鋼絲繩固定，這樣既方便調整，又增加了吊桿及橫梁的穩定性。壓輪用硬連接固定，托輪用軟連接懸吊，從而約束人車運行時橫梁沿運行方向的運動趨勢。

4.6 變坡點壓輪、托輪組安裝

準確定位變坡范圍內的安裝中心線，是猴車最終能夠實現安全運行的關健，直線段，通過激光或經緯儀直接給定，再通過平移確定其他安裝中線，而在變坡點，中心線通過儀器進行準確定位很困難。在調試過程中，探索到一種解決方法，無論是凸點還是凹點，如果壓、托輪安裝方向與鋼絲繩一致，在這種情況下再出現整個變坡點大面積落繩，那么，該變坡點安裝中心線一定超過了允許偏差范圍，而且出現的落繩頻率越高，誤差就越大。調整方法：在變坡落繩點，通過在鋼絲繩上安裝座椅，乘人后使鋼絲繩懸垂并保持靜止狀態，再逐個變坡點的托壓繩點進行鉛垂找中，將偏離中心線的托壓輪裝置逐個進行調整，使變坡范圍內的托（壓）輪中心線與兩端直線段的中心線一致，托輪固定點經過重新調整后，輕松解決變坡點落繩問題，從而使多變坡巷道安裝的猴車能夠實現安全可靠運行。

4.7 架空乘人裝置掉繩處理及原因分析

造成架空乘人裝置掉繩的因素很多，主要因素還是變坡點和偏離巷道中心引起的。某處掉繩，要同時檢查掉繩前后的輪系，是否在同一直線上，絲繩和各繩輪輪槽中心不在一條直線上，壓繩輪壓得太緊，張緊力改變以及人為因素的影響都會引起掉繩。同時要注意調整鋼絲繩出入繩偏角不大于5°，必要時增加變坡點的托壓輪數量。

5 總結

大強礦0901回順架空乘人裝置由于其安裝的特殊地質條件以及安裝手段的限制，使得這一成熟的技術在應用時極具挑戰性，安裝現場技術人員與安裝工人創造性的工作，充分利用現場的各種設施，設計的連接機構，因地制宜的安裝方法，在架空乘人裝置安裝作業過程中均為首創，具有廣泛的推廣價值。