設想司控阻車器自動復位的問題

劉洋 劉祥

摘 要：司控阻車器是杉木樹煤礦在自動復位阻車器基礎上設計改造而得，用于煤礦井下斜坡運輸的新式阻車裝置。開始投入使用的時間較短，還存在一些局限性，如不可自動復位，這是司控阻車器不夠成熟的一面。而這些不成熟性導致了司控阻車器存在操作上的不便并暗藏運輸安全隱患。解決司控阻車器自動復位問題還是一個探索階段。

關鍵詞：司控阻車器 自動復位 改造

中圖分類號：TQ176 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（c）-0112-02

1 司控阻車器產生的背景

煤礦井下斜坡跑車是機運系統中較為頻繁發生的機運事故。現我礦井下小斜坡絞車提升使用中，小斜坡上車場坡口處只安裝了一個自動復位阻車器。由于施工連隊員工有限，大多數地方絞車司機和磨盤工的工作是由同一個工人來操作完成。他們在下放礦車時，通常是先把掛好鋼繩的礦車阻止住，再從絞車滾筒內放出一定長度的鋼繩后把絞車制動剎死，然后打開阻車器將礦車推到斜坡上再回到絞車處啟動絞車開始下放礦車。因為將礦車推向斜坡的時候，斜坡上沒有阻擋礦車的安全裝置，使得這一過程發生嚴重繃繩對鋼繩造成損傷，甚至可能發生鋼繩斷裂跑車的重大安全事故。在煤礦井下斜坡提升中是個極為嚴重的安全隱患問題。針對這一重大安全問題，我礦自行設計了司控阻車器這一新式斜坡阻車裝置。

2 司控阻車器在實際使用中存在的不可自動復位問題

司控阻車器由阻車架、阻車爪、動力執行部件——氣缸、氣管、控制開關（氣閥）等部件構成。

該氣動阻車器以空壓機風源作為動力來源，采用氣缸作為動力執行部件，由氣閥操控手把來遠程操控氣缸的伸縮，進而實現阻車爪的打開和關閉。而該司控阻車器在絞車上行和下行的運行過程中，阻車器的打開和關閉都必須經過絞車司機手動操作氣閥開關才能實現。以下是司控阻車器在絞車上行和下行時的操作步驟。

（1）下放礦車時：

①絞車司機在絞車和自動復位阻車器之間把礦車掛好主副繩，并確認主副繩無安全隱患問題。

②將司控阻車器控制到阻車狀態。

③將掛好鋼繩的礦車制動住，再從絞車滾筒內放出一定長度的鋼繩（保證礦車能推至司控阻車器處）。

④絞車司機手動打開自動復位阻車器，將礦車緩緩推到司控阻車器由司控阻車器阻擋住，同時恢復自動復位阻車器到阻車狀態。

⑤發出絞車信號鈴，啟動絞車將礦車上提大于0.5m左右的距離，然后扳動氣動控制把手使司控阻車器處于非阻車狀態。

⑥操作絞車工作閘后下放礦車。

⑦礦車放下超過阻車器2m后必須立即扳動控制把手讓司控阻車器處于阻車狀態。

（2）提升礦車時：

①接收到下車場發出的提升信號后，查看自動復位阻車器確認其處于阻車狀態且無異物影響其靈活打開。

②查看司控阻車器確認其處于非阻車狀態。

③給下車場發出回饋信號并啟動絞車開始提升。

④待礦車拉過自動復位阻車器且自動復位到阻車狀態時停止絞車，隨后扳動司控阻車器控制手把，將其控制到阻車狀態。

⑤每次提升中必須待礦車拉過自動復位阻車器且復位到阻車狀態后方可取下礦車上的鋼繩。

從以上司控阻車器的操作步驟中，不難看出司控阻車器不能自動復位的問題在絞車運行中也存在一定的安全隱患。比如在絞車上行時，要求絞車司機提前將司控阻車器控制到非阻車狀態，這就要求絞車司機在使用絞車時必須十分清醒并盡責查看絞車的狀態，才能避免絞車在上行過程中因一時大意而撞上未打開的阻車器造成安全事故。也有可能因巷道燈光暗淡，查看阻車器的狀態出現錯誤，而導致礦車撞擊阻車器造成繃繩斷繩的安全事故。雖然在司控阻車器的使用辦法中有明確的操作程序，但在長久的使用過程中，不可保證不會發生失誤。

此外，由于司控阻車器的不可自動復位缺陷，需要安裝一副自動復位阻車器與之配合使用來彌補司控阻車器不可自動復位，同時也達到斜坡提升的安全可靠性。但從絞車下行的操作程序看，這無疑是多了一道程序則多了一個麻煩，也增延長了絞車司機操作時間。從工作效率上講，也受到了一定的影響。若能解決司控阻車器的自動復位問題，則自動復位阻車器可取消不必安裝，在軌道平段給礦車掛繩和摘繩的時候可使用簡單的逆止裝置即可。

3 司控阻車器自動復位的改造設想

在司控阻車器自動復位的問題上，最先考慮過的方法，一是在阻車爪的下端增加配重，二是在動力執行部件氣缸拉桿連接處設置彈簧。這兩種方法在執行中可能趨于簡單，單從改造上講不會太麻煩，易于實現，但從阻車器的運行上，效果會不是很好。若采用阻車爪加配重，第一，氣缸拉桿連接件存在較大摩擦力，還有相關轉動部位也有一定摩擦力；第二，現使用氣閥開關不能配合其實現自動復位。若采用在氣缸拉桿處設置彈簧，與以上兩點一樣，此外由于杠桿原理，其效果也很難達到，彈簧在惡劣潮濕的環境中，很容易銹蝕失效。

鑒于以上兩種方法均不能達到預定的效果，現提出第三種解決司控阻車器自動復位的設想。

在原有控制的基礎上，增加一個電磁（氣）閥，電磁閥與現有的氣閥開關采用并聯連接到控制管路上，現有氣閥作備用。電磁閥的控制電源在線路上設計兩行程觸點開關，分別設置在司控阻車器的前方（X1表示）和后方（X2表示），X1 和X2的位置有一定要求，兩行程觸點開關采用并聯接入電磁閥的控制回路。行程觸點開關設置在軌道的內側。在無礦車運行的時候，觸點開關處于常開狀態。當礦車下行經過X1觸點開關時，經觸碰，開關閉合，接通電磁閥的控制電源，電磁閥動作，動力執行部件拉（推）動阻車爪，將其控制到非阻車狀態，則礦車順利通過。當礦車通過后，觸點開關復位到常開狀態，同時電磁閥復位，動力執行部件動作將司控阻車器復位到阻車狀態。當礦車上行經過X2觸點開關時，其工作原理同上。

在運輸過程中，若因行程觸點開關遇到故障不能及時處理時，則采用手動操控并聯的氣閥開關來對司控阻車器進行打開和關閉的控制，待故障處理后再啟用電磁閥的控制線路。圖1為各器件控制流程圖。

此方案的設想，難點應在于兩個觸點開關的設計。由于礦車的兩輪子有一定的縱向間距，一個礦車有2000mm長，車輪中心距車碰頭為700mm，兩輪心縱距為600mm。而觸點開關是點接觸，要使礦車能在司控阻車器未自動復位前順利通過，則需動力執行有一個延時動作的關鍵環節。一方面，從電控線路考慮，延時可采取在電磁閥的控制線路上設置延時繼電器實現，但延時繼電器作為一個單獨的電器元件使用，由于井下瓦斯環境的限制，要求其防爆性有一定難度；另一方面，從機械物理方面考慮，可將觸點開關的點接觸擴展到面的接觸且要有一定的延續性來實現延時動作的效果，但其工藝上要求較高，不易把握控制。因此，實現此設想，在觸點開關的設計上會有一定難度。圖2為采用延時繼電器控制的控制示意圖。

圖3為觸點開關設置位置示意圖。圖3所示中，A點處標注的500mm為司控阻車器阻車爪在非阻車狀態時倒下的長度，B點為阻車架的邊緣點。若在控制中使用延時繼電器，則觸點開關X1應安置在A點箭頭方向距A點1000mm左右的位置；觸點開關X2應安置在B點箭頭方向2000mm，延時則根據礦車過完阻車器所需時間設定。在礦車上行快到阻車器的時候，要求絞車司機放慢速度，以防在阻車器未動作的時候能及時手動控制打開司控阻車器。若只用到觸點開關而不用延時繼電器時，觸點開關則從A、B點起向箭頭方向設置，根據礦車長度，車輪間距等參數來確定。

4 結語

司控阻車器自動復位問題的設想方案只是一個大體的框架，具體實施在細節方面仍會存在一些問題。而司控阻車器主要還是用在井下小斜坡，使用時間都不是特別長，對其改良上能簡盡簡，減小經濟的投入也是必須的。

參考文獻

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