礦用自動(dòng)氣動(dòng)擋車門的設(shè)置及應(yīng)用

郭晉鵬，吳利學(xué)

（1.晉能集團(tuán)荊寶煤業(yè)，山西 長(zhǎng)治046200；2.晉能集團(tuán)長(zhǎng)治有限公司，山西 長(zhǎng)治046000）

引言

《煤礦安全規(guī)程》第三百八十七條規(guī)定，傾斜井巷內(nèi)使用串車提升時(shí)，必須遵守：在傾斜井巷內(nèi)安設(shè)能夠?qū)⑦\(yùn)行中斷繩、脫鉤的車輛阻止住的跑車防護(hù)裝置；在變坡點(diǎn)下方略大于1列車長(zhǎng)度的地點(diǎn)，設(shè)置能夠防止未連掛的車輛繼續(xù)往下跑車的擋車欄；擋車裝置必須經(jīng)常關(guān)閉，放車時(shí)方準(zhǔn)打開；兼作行駛?cè)塑嚨膬A斜井巷，在提升人員時(shí)，傾斜井巷中的擋車裝置和跑車防護(hù)裝置必須是常開狀態(tài)并閉鎖。荊寶煤業(yè)井下軌道運(yùn)輸系統(tǒng)彎多、坡多且傾角大，礦用自動(dòng)氣動(dòng)擋車門的強(qiáng)度、操控靈敏度、安全可靠性完全滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用要求[1]。

1 工作原理

斜巷軌道運(yùn)輸中所安設(shè)的氣動(dòng)擋車門處于常閉狀態(tài)，其打開或關(guān)閉由電控裝置和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，具體電控原理如圖1所示。將擋車門自動(dòng)控制與斜巷運(yùn)輸絞車行車信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)鎖，只有運(yùn)輸絞車送電啟動(dòng)，行車信號(hào)通電時(shí)自動(dòng)氣動(dòng)擋車門才起作用，加裝電磁閥的作用是防止絞車在運(yùn)行中突然斷電時(shí)擋車門通過(guò)自重產(chǎn)生向下重心力而關(guān)門。光電開關(guān)的作用是當(dāng)?shù)V車行駛到所監(jiān)測(cè)的位置時(shí)，電控系統(tǒng)中電磁閥和電磁換向閥接收到信號(hào)執(zhí)行動(dòng)作，帶動(dòng)氣缸伸出執(zhí)行擋車門打開，當(dāng)?shù)V車經(jīng)過(guò)下一個(gè)光電開關(guān)所監(jiān)測(cè)的位置時(shí)，電控系統(tǒng)中電磁閥和電磁換向閥接收到信號(hào)執(zhí)行動(dòng)作，帶動(dòng)氣缸收縮執(zhí)行擋車門關(guān)閉，擋車門回復(fù)常閉狀態(tài)，具體的動(dòng)作時(shí)間根據(jù)斜巷軌道運(yùn)輸規(guī)定串車數(shù)量及運(yùn)行速度進(jìn)行設(shè)定[2]。為了確保擋車門在自動(dòng)控制系統(tǒng)失效或有故障的情況下，不影響斜巷軌道運(yùn)輸系統(tǒng)正常運(yùn)輸，啟動(dòng)擋車門配備手動(dòng)控制裝置，將自動(dòng)閥門關(guān)閉，打開設(shè)置的手動(dòng)閥門，跟車工通過(guò)操控氣動(dòng)手把控制擋車門的開、關(guān)。

圖1 自動(dòng)氣動(dòng)擋車門控制原理圖

2 自動(dòng)氣動(dòng)擋車門設(shè)置

自動(dòng)氣動(dòng)擋車門主要由擋車門、氣缸固定架、擋車固定架、氣缸、氣控箱、圓塑脂等零部件組成。兩端擋車固定架底座各用4根Φ20 mm，長(zhǎng)2 000 mm的螺紋鋼筋錨桿固定（如圖2中4所示）。擋門鋼板上用螺絲固定圓塑脂作為緩沖裝置（如圖2中5所示），當(dāng)出現(xiàn)跑車時(shí)礦車間接撞擊到擋門上，通過(guò)圓塑脂釋放碰撞力，起到緩沖作用。氣缸規(guī)格為125 mm×600 mm，在裝置安設(shè)在與軌道垂直時(shí)能單向打開到90°的位置，便于運(yùn)輸列車順利通過(guò)，氣控壓力為0.1～0.8 MPa，與井下壓風(fēng)管理系統(tǒng)供風(fēng)風(fēng)壓相匹配，直接連接即可。

圖2 氣動(dòng)擋車門示意圖

氣動(dòng)擋車門依靠氣控閥的不同換向來(lái)實(shí)現(xiàn)斜巷軌道運(yùn)輸?shù)淖钃趸蚍判械V車。搬動(dòng)氣控箱的控制閥，氣缸活塞桿在壓縮空氣力的作用下執(zhí)行伸出，同時(shí)帶動(dòng)擋車門的臂桿、擋車門繞氣缸固定架的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°，打開擋車門，放行礦車通過(guò)；當(dāng)?shù)V車通過(guò)后，搬下氣控箱的控制閥，氣缸活塞桿在壓縮空氣力的作用下執(zhí)行收縮，同時(shí)帶動(dòng)擋車門的臂桿、擋車門繞氣缸固定架的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°，完成關(guān)閉擋車門，并使其處于常閉狀態(tài)。

擋車門安裝前全面檢查各零部件在運(yùn)輸、保管過(guò)程中是否造成缺損，不得使用有缺損或不合格的零部件，尤其是轉(zhuǎn)軸、氣缸、氣管、氣控閥、傳感器，以及礦用阻燃信號(hào)電纜。

將氣缸固定支架通過(guò)地腳螺栓與巷道底板連接，調(diào)整核實(shí)位置并緊固牢靠，擋車門的轉(zhuǎn)軸裝入氣缸固定支架的銷孔內(nèi)，注意在銷孔內(nèi)預(yù)先放入一個(gè)直徑40 mm的鋼球，手動(dòng)來(lái)回運(yùn)轉(zhuǎn)一下，看是否靈活、卡阻，并涂抹一定量的黃油作為潤(rùn)滑油及防銹油，完畢后用地腳螺栓固定擋車固定架。連接好氣缸前后的魚口與尾座，再把氣控箱固定在指定位置上，連接好高壓進(jìn)氣管及氣缸進(jìn)氣管，準(zhǔn)備調(diào)試，如圖3所示。將光電傳感器在擋車門上下兩個(gè)位置安設(shè)好，信號(hào)線按要求連接至電源控制箱。

調(diào)試擋車門。調(diào)節(jié)氣控箱內(nèi)的三聯(lián)件壓力，壓力不宜過(guò)高，先從0.1 MPa開始，慢慢升高，轉(zhuǎn)動(dòng)氣控閥，試運(yùn)行氣缸，能使擋車門順利開啟、關(guān)閉就行，轉(zhuǎn)動(dòng)氣控閥，擋車門自動(dòng)開啟，不操作時(shí)擋車門始終處于關(guān)閉阻車狀態(tài)；人為的模擬給光電傳感器信號(hào)，檢驗(yàn)其自動(dòng)控制的運(yùn)轉(zhuǎn)及靈敏度。

3 應(yīng)用效果

礦用自動(dòng)氣動(dòng)擋車門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安裝、維修方便。以井下壓風(fēng)系統(tǒng)氣體為動(dòng)力源，就近接入壓風(fēng)系統(tǒng)管路、抗干擾、安全可靠、靈敏度高、協(xié)調(diào)性好、操作省力、裝置結(jié)實(shí)[3]，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及實(shí)際斜巷軌道運(yùn)輸中出現(xiàn)的溜車事故均能滿足礦車跑車撞擊要求，實(shí)現(xiàn)防跑車作用。

圖3 氣動(dòng)擋車門實(shí)物圖

4 結(jié)語(yǔ)

礦用自動(dòng)氣動(dòng)擋車門是礦井斜巷軌道運(yùn)輸過(guò)程中的一道必不可少的安全保護(hù)裝置，該裝置通過(guò)采用氣體動(dòng)力實(shí)現(xiàn)擋車門的關(guān)閉和開啟，依靠氣動(dòng)閥操作打開或關(guān)閉擋車門，通過(guò)光電傳感器接收信號(hào)，控制系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行操作，實(shí)現(xiàn)放行運(yùn)輸?shù)V車或阻擋運(yùn)輸?shù)V車的功能，安全可靠，低成本，尤其適用于頂板不好的礦井，從而為煤礦的運(yùn)輸安全提供了有效保障，真正起到了安全防護(hù)作用。