忻州窯礦副立井提升機自動罐簾門系統的設計與應用

鄭 孝

（同煤集團機電管理處技術科， 山西 大同 037000）

引言

在礦井系統中，提升機是不可或缺的主要設備之一，而提升機的安全運行直接影響礦井安全生產，罐籠是礦山立井中廣泛使用的一種重要的提升運輸設備，主要作用是運輸人員和物料，其運行狀況及安全、可靠性直接影響人員及物料的安全運輸，影響礦井的安全高效生產[1-2]。

1 同煤集團礦井罐簾門存在的問題

同煤集團現有副立井提升機共19 部，由于罐籠尺寸及工作方式不同，罐簾門的形式多種多樣，且部分罐簾門不符合《煤礦安全規程》的規定。專為升降人員和物料的罐籠（包括有乘人間的箕斗），進出口必須裝設罐門或罐簾，其高度不得小于1.2 m，罐門或罐簾下部邊緣至罐底部的距離不得超過250 mm，簾橫桿的間距不得大于200 mm，罐門不得外開。罐簾門的安全可靠性嚴重影響人員及物料的安全運輸，影響礦井安全高效生產[3-4]。

1.1 滑動式罐簾門

左右兩側由豎桿或鋼絲繩導向定位，人工向上托起打開、重力下滑關閉滑動式罐簾門，如圖1 所示。

存在的缺點：在打開罐簾門時，需讓橫桿兩端平行上移，否則阻力增大，增加開啟難度。

圖1 滑動式罐簾門

罐簾較重，打開罐簾門通常需二人配合操作才能打開。把鉤工當班期間勞動強度大，易疲勞。

橫桿連接鏈易磨損，拉鏈易斷裂，修復率高；罐簾與提升機控制系統無閉鎖，罐籠未停穩，乘罐人員易提前操作，存在安全隱患。

1.2 轉動式罐簾門

繞固定轉軸限位旋轉的雙扇內開水平轉動式柵欄門，主要用于升降人員和加寬型的用于升降人員與物料的罐籠，如圖2 所示。

圖2 轉動式罐簾門

存在的缺點：由于罐簾門打開時向里旋轉，在開啟罐簾門時需占用罐籠內的有效空間，對標準罐籠而言，采用此安全門只能作升降人員，不能兼用升降標準礦車，因而降低了罐籠的使用效率。

經過現場調研、分析研究后，結合大同煤礦集團有限責任公司各礦井罐簾門使用現狀及《煤礦安全規程》等相關要求，設計了安全、可靠的ZGM-B 型雙向動力自鎖式自動化折疊罐簾門。該罐簾門具有結構簡單，罐門開口面積大，開啟動作平穩，安全可靠的優點。并在礦井現場應用效果良好，為礦井人員及物料的運輸提供了安全保障，為礦井的安全高效生產提供了保障[5]。

2 ZGM-B 型雙向動力自鎖式折疊罐簾門

2.1 結構組成

ZGM-B 型雙向動力自鎖式折疊罐簾門主要由驅動機構、傳動機構、門擋滑道、門擋機構及電源電控箱等組成，如圖3 所示。

圖3 雙向動力自鎖式折疊罐簾門

驅動機構由防水防爆電機、自鎖減速機、傳動軸、軸承座及主動鏈輪組成，作為罐簾開閉動力裝置，如圖4 所示。

電機功率為200 W，電機轉速為1 430 r/min，電機電壓為DC48 V，減速機速比為10，開閉速度為0.5 m/s。

傳動機構主要由固定角鋼、兩套從動軸、從動鏈輪及軸承座等組成，主要起驅動機構與門擋之間過渡傳動作用，如圖5 所示。

圖4 罐簾門驅動裝置

圖5 罐簾門傳動機構

門擋機構主要由擋桿和擋桿連板構成，作為擋人主要部件，如圖6 所示。

擋桿材料為40 mm×30 mm×2 mm 矩形管，擋桿間距＜200 mm，底部間距＜250 mm，門擋高度＞1 600 mm，折疊高度＜300 mm。

圖6 罐簾門門擋機構

2.2 工作方式

通過電機驅動、鏈條傳動、蓄電池供電、遙控操作實現門擋垂直折疊升降，從而實現罐簾開啟與關閉。罐簾門工作圖見圖7。

門擋導向滑道主要是U 形開口結構，安裝在罐籠兩側立柱上，門擋開閉時，橫桿在導向滑道內滑動，對門擋進行導向定位，其內部安裝有張緊輪機構及門擋頂桿限位機構。防爆箱內部安裝了蓄電池、接收器及控制元件，防爆箱整體安裝在罐籠整體內部。

遙控操作電機正轉，傳動鏈條拉動門擋機構底部擋桿向上運動，罐簾整體向上折疊打開，遙控操作電機反轉，傳動鏈條拉動門擋機構底部擋桿向下運動，罐簾整體向下伸縮關閉。若安全回路閉鎖，即罐籠未到位，遙控器無法操作罐簾門打開[6-7]。

圖7 罐簾門工作圖

2.3 自動罐簾門的優點

1）結構簡單、外形美觀、使用可靠。

2）自動化程度高，由把鉤工遙控操作，也可由手動操作，減少了把鉤工勞動強度。

3）罐籠未到位閉鎖控制，即罐籠不到位控制系統處于斷電狀態，無法打開罐簾門，不會因為誤操作導致提升機在運行過程中罐簾門開啟現象，安全性高。

4）雙向動力驅動，解決了靠重力下降出現損壞罐簾及關閉不到位等現象。

5）機械自鎖功能，除把鉤工操作外，其他人員打不開罐簾，更加安全可靠。

6）適用性強、安裝改造方便，無需對罐籠進行改動即可安裝。

7）動力由鋰電池供電，電池容量大、使用周期長，減少了電池的更換頻率。

8）罐門開口面積大，開啟動作平穩。

3 應用效果

罐簾門研制完成后，通過在忻州窯礦副立井提升機的應用，效果良好。該項設計立足于現場實際，設計合理，運行安全可靠，具有推廣價值。由于提升系統的安全可靠性關系到礦井運輸人員及物料的安全，關系到礦井的安全高效生產，故此設計具有突出的經濟效益和社會安全效益，為礦井副立井提升機罐簾門發展提供了研究方向。

4 結語

雙向動力自鎖式自動化折疊罐簾門在同煤集團忻州窯礦副立井提升機現場的應用表明，改造后的罐簾開口面積大，開啟動作平穩，安全可靠，且比裝修之前的外觀更加美觀，為礦井運輸人員及物料提供了安全保障。