液壓驅動大坡度多轉彎架空乘人裝置的應用

楊 磊

（大同煤礦集團挖金灣虎龍溝煤業有限公司，山西 大同 037003）

架空乘人裝置一般安裝的幾段巷道在同一直線，并且要求斜井和巷道坡度在18°以下。而對于幾段巷道不在同一直線，斜井和巷道基本坡度超過18°的傾斜井巷來講，架空乘人裝置的選型、安裝和管理有著特殊的要求。同煤集團挖金灣虎龍溝煤業公司因為井下運送人員的需要，決定在東斜井、3#聯絡巷、膠帶運輸轉載巷、-500 m 集中遠輸巷四段巷道安裝一部架空乘人裝置。針對該四段巷道表現出的大坡度、多轉彎的特點，經研究和論證，確定選用安裝一部RJK275-35/2000U 型液壓驅動架空乘人裝置，同時制定了有效的現場安全管理措施，確保了設備安全平穩的運轉。

1 工程概況

同煤集團挖金灣虎龍溝煤業有限公司位于懷仁縣云中鎮。礦井井田面積為12.207 9 km2，礦井保有儲量為16 608 萬t，設計可采儲量為9 345.4 萬t，服務年限為55 年。礦井開拓方式為斜井立井混合開拓，主要運輸方式為斜井強力皮帶，輔助運輸為膠輪車運輸，礦井生產布局為一井一面，綜采采用走向長壁后退式綜采放頂煤工作面，工作面頂板管理為全部垮落法。

虎龍溝煤業公司原有東、西斜井為混合提升井，礦井改造后，新增加皮帶斜井提煤，東斜井撤掉原有提升機，安裝架空乘人裝置專門用于升降人員，西斜井擔負除升降人員外的所有輔助提升任務，并能滿足整體升降液壓支架等大型設備的任務。為減輕工人的勞動強度，該礦決定在東斜井、3#聯絡巷、膠帶運輸轉載巷、-500 m 集中遠輸巷四段巷道安裝一部架空乘人裝置。四段巷道的長度依次為450 m、165 m、175 m、280 m，坡度依次為23°、13°、3°、25°。因此該設備整體的運行距離為1090 m，從上而下依次經過163°、125°、148°三個轉彎。架空乘人裝置巷道平面如圖1 所示。

圖1 架空乘人巷道平面示意圖

2 架空乘人裝置的選型及安裝

2.1 驅動方式的選擇

當前架空乘人裝置主要有蝸輪蝸桿傳動、變頻調速和液壓驅動系統三種驅動方式。

蝸輪蝸桿傳動的缺點：（1）傳動摩擦損失比較大，傳動效率低，傳動效率不超過50 kW；（2）傳動過程摩擦較大，熱量產生較多，容易造成零部件及油液溫度升高，而發生油液泄漏、蝸輪磨損、軸承損壞等故障。

變頻調速系統存在如下缺陷：（1）價格昂貴；（2）產生的諧波干擾直接影響其他電氣設備的工作；（3）工作性能不定，核心元件易損壞：（4）調速范圍受限，且防爆變頻器及其配套的變頻電機價格較高；（5）配置變頻器的驅動裝置電機啟動時也是帶負荷啟動，不能空載啟動。

液壓驅動系統的優點：（1）液壓驅動動能可以實現無級調速和正反轉；（2）可以實現電機空載啟動，提高設備及零部件的使用壽命；（3）可以任意設定啟動和停車的加、減速特性；（4）液壓驅動裝置結構緊湊，較適合井下復雜的環境；（5）液壓驅動系統的性價比高。

經過多方的論證選型，虎龍溝煤業選用RJKZ75-35/2000U（A）型煤礦大坡度可摘掛抱索器架空乘人裝置。該裝置采用液壓驅動系統，液壓油泵型號為HPV35-02RH1P，液壓馬達型號為A2FE107/61W-VZL100，液壓減速機型號為713C3B34A097 H65WHWU26。

2.2 架空乘人裝置在膠帶運輸轉載巷的安裝

架空乘人裝置在長度為175 m 的膠帶運輸轉載巷的安裝中采用“皮機合一”的安裝方式，安裝斷面示意圖如圖2 所示。從圖中可知，在膠帶運輸轉載巷中，既需要安裝架空乘人裝置，又需要安裝帶式輸送機。在這種情況下，必須將巷道的斷面進行擴大改造，同時將以往的工字鋼棚支護方式改造為錨噴支護方式，有效地提高支護效果。這樣就實現了“皮機合一”的安裝，同時將帶式輸送機與架空乘人裝置隔開。

圖2 裝置“皮機合一”的安裝斷面示意圖

2.3 轉彎裝置的安裝

在該架空乘人裝置的安裝過程中，要經過3 個轉彎，下面以設備在2 號轉彎處橫梁的安裝情況進行分析。在2號轉彎處設備的橫梁安裝圖如圖3所示。

圖3 2 號轉彎處轉彎裝置橫梁安裝示意圖

安裝過程：（1）檢查轉彎裝置橫梁的安裝是否符合設計要求；（2）在橫梁上做好安裝中心線標記；（3）安裝吊梁及轉彎輪固定板；（4）安裝轉彎輪及雙壓輪繩；（5）調整輪距，使外弧轉彎外側輪槽中心和內弧轉彎輪內側輪槽中心到安裝中心線的距離均為鋼絲繩間距的一半，調節方法為轉彎輪和轉向輪吊架配合調節。

3 架空乘人裝置的運行管理方案

3.1 行人安全管理方案

該架空乘人裝置安裝后，由于是雙向運行模式，設備運行距離長達1090 m，該設備乘坐的人員非常之多，因此對于乘坐該設備的行人安全管理是非常重要的。運輸設備上的各種保護裝置必須齊全，保護裝置的安全性和可靠性要高。在架空乘人裝置的機頭、機尾和各轉載點都要配備專職管理人員，要求其認真負責地做好自己的工作，要求行人間距必須大于10 m。

3.2 座椅管理方案

為保障乘人裝置運送人員的安全性，制定了座椅管理方案，工作人員在乘坐裝置時必須執行嚴格的座椅使用方法，確保安全。人面向鋼絲繩運行方向，將座椅立放在身前，用腳和雙腿固定座椅；打開座椅中間的閉鎖裝置，旋轉座椅，使抱索器與鋼絲繩平行后，閉合閉鎖；確認抱索器在吊椅桿前方，雙手托起座椅，吊掛，乘坐；下車時，人員平穩站立后雙手托舉座椅，使抱索器脫離鋼絲繩，摘下座椅放到指定地點。

4 效果分析

通過研究和論證，液壓驅動RJKZ75-35/2000U（A）型煤礦大坡度可摘掛抱索器架空乘人裝置在虎龍溝煤業成功安裝并投入運行。設備至今已運行有1 年時間，設備整體運行穩定，無安全事故發生，保障了井下224 人的乘坐需求。設備在實踐應用過程中，表現出了操作簡便、隨到隨行、耗能少、運輸效率高的優點。該設備實現了安全、持續運轉，為實現該礦安全高產開采奠定了基礎。