不銹鋼斜井人車試驗應用與推廣

文/楊續冠

（作者單位：李元）

隨著生產的發展，斜井人車運送人員，大大減輕了井下作業人員的體力消耗，運輸效率遠遠超過了鋼絲繩牽引的代步車，深受礦工歡迎。《煤礦安全規程》規定，對新安裝或大修后的人車在下井前必須進行脫鉤試驗 （空載、重載）合格后方可使用，對使用中斜井人車應每班進行一次手動落閘試驗，每年進行一次重載全速脫鉤試驗，合格后方可使用。在使用現場要做每班上述試驗難度很大，尤其是做空載、重載全速脫鉤試驗難度更大，將給人車的安全運行帶來嚴重威脅。因此，采用以下實驗方法將對實際應用于推廣有一定的借鑒價值。

一、試驗方法

目前南陽坡礦使用的XRC15-6/6型不銹鋼、插爪式斜井人車，組列方式是一頭車二掛車，適應在斜井角度6°～30°。副斜井下山角度為25°，對人車檢查正常后，將人車松到距斜巷下口的一定距離 （一般取50m為宜），然后將各節人車主拉桿上的撞塊按《人車說明書》要求的距離定位，接著將人車松到下車場，將“T”型閉鎖器放在主拉桿伸出位置，用Φ18.5mm，長度6m的鋼絲繩套穿過提升鉤頭環與人車兩個安全銷連接，主拉桿與鉤頭脫離。

檢查正常后，將人車松到距下口50m處，用Φ6.5mm的鋼絲繩作控制繩，控制繩的一端用2個繩卡子固定在“脫扣器”的鎖板上端打孔上，另一端固定在鋼軌上 （或巷道管子上），控制繩的長度以絞車由靜止到全速所運行的距離進行確定，并略有余量（一般取30m為宜）一切準備就緒后，開始做重載全速脫鉤試驗。

發出正常的松車信號，當人車達到全速后，控制繩將支撐在主拉桿上的“T”形閉鎖器拉出，主拉桿失去支撐，在復位彈簧的作用下復位，人車落閘，絞車司機發現有余繩時立即停車，測量各種試驗數據，試驗完畢，如果人車有故障或試驗有誤，造成人車不落閘時，人車運行也安全，由于人車始終與提升鋼絲繩的鉤頭相連接，人車運行距離超過落閘地點后，可發停車信號，不會造成任何事故，待查明原因后繼續試驗。

二、試驗數據的理論計算與分析

1.空行程距離SK

（1）原試驗方法（脫扣器）時：SK=V0T0+1/2(gsina-ωcosa)T20， 式中 SK—空行程距離，m；V0—試驗人車的正常運行速度，m/s，(V0=3.2m/s)；T0—空行程時間，取 0.2s；a—巷道角度；ω—車輪滾動阻力系數，取0.02。

即 SK=V0T0+1/2(gsina-ωcosa)T20=3.2×0.2+1/2（9.8×sin16°-0.02×cos16°）T20=692mm 大于實測值200mm（空載和重載相同）

（2）新試驗方法（“T”型閉鎖器）時：SK=V0T0=3.2×0.2=640mm大于實測值200mm（空載和重載相同）

（3）兩種計算方法分析。原試驗方法中，SK的計算值，包括了人車脫鉤后在空行程時間（T0）內由于重力加速度沿斜巷方向的重量使人車運行的距離為：ΔSK=1/2(gsina-ωcosa)T20，而新試驗方法中，由于人車始終與鉤頭相連接，因而計算SK時無此重量，故新方法中SK的值要小于傳統試驗方法中的SK值。

通過現場實測人車的空行程距離與理論計算的空行程時間進行比較，確定人車制動系統的靈敏性，要求實測值小于計算值為合格，通過計算得知合格。

2.緩沖距離SK

（1）原試驗方法（脫扣器）時：插爪式人車SK=｛2L×g(sina-ωcosa)+[V0+g(sina-ωcosa)T0]2｝ ／2J；式中L—兩根枕木間的平均間距，L=0.7m；SK—緩沖距離，m；J—人車制動時允許的減速度，（空載時）J=3g,(重載時)J=g （g=9.8m/s2）； 重載時 SK=｛2L×g(sina-ωcosa)+[V0+g(sina-ωcosa)T0]2｝／2J；L—枕木間距，L=0.7m。

SK（重載時）=｛2L×g(sina-ωcosa)+[V0+g(sinaωcosa)T0]2｝／2J=｛0.7×9.8(sin16°-0.02×cosa16°)0.2]2｝2×9.8=878mm

SK（空載時）=｛2L×g(sina-ωcosa)+[V0+g(sinaωcosa)T0]2｝／2J=｛0.7×9.8(sin16°-0.02×cosa16°)0.2]2｝2×3×9.8=292mm

（2）新試驗方法（“T”型閉鎖器）時：SK（重載時）=V02／2J=3.22／2×9.8=522 mm；SK（空載時）=V02／2J=3.22 ／2×3×9.8=174mm。

（重載時）通過現場實測值900mm均大于理論計算值878mm、522mm，為合格，（空載時）通過現場實測值310mm均大于理論計算值292mm，174mm，確定人車的緩沖性能為合格。

（3）兩種計算方法分析。原試驗方法中，抓爪式人車計算的緩沖距離包括了重力加速度沿斜坡方向的重量在人車空行程和軌枕移動情況下人車速度增加因素。新試驗方法的制動距離與上述兩個因素無關，只與人車正常運行速度有關。因此，新試驗方法的計算值522mm小于傳統試驗方法的計算值878mm。

三、計算方法的實際應用及結論

采用新試驗方法后，應按新計算的空行程距離和緩沖距離與實測的數據進行比較，確定其靈敏度和緩沖性能是否符合要求，通過試驗和計算得知，符合要求。

使用“T”型閉鎖器進行人車試驗，操作簡單方便，安全可靠（因人車始終與提升鉤頭相連，即脫鉤不脫車，因此，從根本上消除了因人車制動失效發生跑車的可靠性，十分安全可靠），準確性提高，試驗數據準確。

目前，南陽坡礦首次采用這種方法進行試驗，因其具有以上特點，確定了其具有廣泛的推廣使用價值。同時，實踐也證明，只有嚴格認真執行《煤礦安全規程》的要求，對人車進行定期試驗，才能保證人車的安全運行。