淺談礦井架空乘人裝置選型設計方案

【摘 要】運人猴車屬于輔助運輸設備，其結構簡單，運輸連續，運行平衡，速度較慢，較好地解決了人員上下井的問題。在使用過程中，由于腐蝕、磨損等原因造成鋼絲繩斷裂或其他原因引起的斷繩，會造成嚴重的人員傷害和財產損失，為避免事故的發生，可采用斷繩保護裝置，減少不必要的損失，使運人猴車能更好地為礦井服務，發揮其優點。

【關鍵詞】礦井；架空乘人裝置；選型設計

架空乘人裝置（猴車）主要用于礦井斜巷，平巷運送人員，其工作原理類似于地面旅游索道。它通過電動器帶動減速器上的摩擦輪作為驅動裝置，采用架空的無極循環的鋼絲繩作為牽引承載。鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的饒度和張力。抱索器將乘人吊椅與鋼絲繩連接并隨之作循環運行從而實現運送人員的目的。 礦用索道主要由驅動裝置，尾輪及張緊裝置、乘人部分、鋼絲繩、托（壓）輪部分、電控部分及綜合保護裝置組成。

架空乘人裝置（猴車）越來越成為現代化礦井一種重要的人員提示的運輸系統，初期設計對將來的安裝和使用有長期的影響，下面就新莊煤礦猴車設計和選型過程進行闡述。

1巷道原始參數

①總運輸距1500m，其中上部平車場：21m，下部平車場：20m 。②巷道坡度：4°。③斷面為拱形，巷道凈高：3.6m，巷道凈寬：3.6m 。④下井人數：單向523人/h 。

2系統選型

2.1猴車型號及主要技術參數

猴車型式：固定吊椅猴車運人系統

主要技術參數：

①額定牽引力：30kN。②運行速度：約1.2m/s。③驅動輪直徑：1520mm。④回繩輪直徑： 1520mm。⑤乘人間距：8m。⑥繩間距：1520mm。⑦托繩輪間距：8m 。⑧壓繩輪間距：48m。⑨主電機：75KW、380V/660V。⑩鋼絲繩：6×19S+NF-19.5-1670-特-甲鍍-右交 少油芯。11鋼絲繩高度： 2000mm。12吊椅高度： 1600mm 。13回繩站滑道長度：15m。

2.2參數確定

2.2.1驅動部設計

驅動部結構型式為單輪結構：該驅動部主要包括防爆電機等。驅動部設計為積木結構，混凝土基礎固定，減速機為向上輸出式，驅動輪位于機架上方；該驅動部有以下優點：

采用落地雙輪驅動結構。該驅動部的特點是牽引力大，運行平穩、維護簡單；

（1）乘員重量按照100kg計算，每小時運人量可達523人左右。

（2）根據計算，最惡劣工況下系統所需牽引力為2385kg，此工況時鋼絲繩最大張力約3011kg。驅動輪輪采用雙槽輪，能提供較大的牽引力，減小系統張緊力，從而減小鋼絲繩的張力，提高鋼絲繩壽命，使系統運行更加合理。

（3）固定電機、減速機、驅動輪、制動器的機架底座采用焊接后整體加工，保證了各部件的連接精度，防爆電機選用75kW的8級電機。減速機選用國產博能減速器，是扭矩大、傳動效率高的螺旋錐齒輪——斜齒輪減速機，能有效降低運行噪音，提高減速機的傳動效率和使用壽命，解決了蝸桿減速機存在的傳動效率低、等問題。

（4）由于巷道坡度比較小，為保證設備、乘員安全，驅動部可設置了單級制動，即高速軸的工作制動，為失效安全型。

2.2.2牽引鋼絲繩的選取

計算得出牽引鋼絲繩的最大張力為3011kg，按《煤礦安全規程》第四百條之規定，架空乘人裝置的鋼絲繩安全系數最低值為6，選取牽引鋼絲繩為“6X（19）-19.5-1670-特-甲鍍-右交 少油芯”，安全系數為7.34。為保證足夠的牽引力和減輕鋼絲繩銹蝕 ，所選鋼絲繩為西魯式少油芯、表面鍍鋅鋼絲繩。

2.2.3 托壓繩輪組的結構與布置

配套的托繩輪有兩種結構形式—整體雙輪托繩輪和整體單輪托繩輪。整體雙輪托繩輪主要使用在變坡點處，每組托繩輪有四個輪體，每側的兩個托輪均為浮動式，可繞中間橫軸回轉，吊椅平滑過渡各輪受力均勻；整體單輪托繩輪支撐軸為焊后整體加工，從而保證了兩側繩輪的同軸度和每側兩輪的直線度；托繩輪與壓繩輪配合使用，有效規范牽引鋼絲繩運行，避免鋼絲繩跳動、擺動和脫槽；壓繩輪均為整體曲軸單輪結構型式，連接在支撐筒上與整體單輪托繩輪配套使用，壓繩輪設計為曲軸結構，增加托繩輪輪體與壓繩輪輪體間的縱向距離，不但有效避免鋼絲繩的跳動、擺動和脫槽，而且解決了托壓繩輪輪體同軸托壓造成的吊椅通過時的卡阻和震動問題。

2.2.4吊椅的設計方案

本設計方案采用固定吊椅，吊椅總高1600mm；吊椅抱索器普通活動抱索器，最大適應坡度為13°。

2.2.5回繩站的設計

回繩站采用德國貝克公司的結構，主要包括回繩裝置、小車、滑道、導繩輪和重錘；回繩輪鑲嵌有奧地利技術生產的硬橡膠輪襯；小車在滑道內可自由移動，保持系統恒定的張緊力；通過導繩輪可將重錘置于巷內或巷幫硐室中。由于鋼絲繩使用初期伸長較大，故滑道長度（即拉緊行程）設計為15米，避免由于鋼絲繩的伸長造成系統不能正常運行。

2.2.6電氣系統設計

電氣系統包括軟起動（選用）、操作控制系統（PLC可編程控制器）、無人值守功能（選用）、通訊和聲光信號裝置、速度保護和沿途急停等功能。

3結論

無論什么運輸環境，在設備選型、設計和改造方面，都應根據設備的特點進行科學合理地分析、研究，達到運輸設備高效、安全運行的目的。本方案的實施，在現有條件下，防止設備在運行中發生事故的措施.本文主要是解決井下運人猴車的斷繩保護問題，也就是設計運人猴車的剎車機構。

參考文獻：

[1]住房和城鄉建設部.《建筑地基基礎設計規范》[M].北京：中國建筑工業出版社，2012

作者簡介：

蔡勝偉（1981.6～），男，漢族，河南省永城市，助理工程師，研究方向：礦山機電