斜巷機械式防跑車裝置設計應用

韓方超

（山西蘭花科技創業股份有限公司伯方煤礦分公司，山西 高平 048400）

我國煤礦實際井巷布置中，采區上、下山等準備巷道以及傾斜長壁工作面的回采巷道，多采用斜巷軌道運輸來滿足生產運料需求，而斜巷軌道極易發生絞車斷繩、跑車等事故，嚴重威脅著井下運輸人員的安全[1-3]。對此，相關規程及標準明令要求，斜巷必須設置 “一坡三擋”，防跑車裝置即為其中之一。

1 現有防跑車裝置及弊端

伯方煤礦東、西翼采區軌道上山，承擔著整個東、西翼采區的生產物料運輸任務，該斜巷主要采用巷道內分段布設電控氣動液壓繩攔以及電控氣動保險梯來防止跑車事故的發生，一般兩者均處于常閉狀態，當礦車運輸通過時，操作人員通過電控裝置，提升繩攔及保險梯；礦車通過后，操作人員再通過電控裝置，降下繩攔及保險梯，在實際應用過程中，現有防跑車裝置具有以下弊端：

1.1 維修材料成本較高

由于現有的防跑車裝置，均采用電控啟動、氣動牽引，零配件損壞后，維修、更換成本較高，且零配件不易購置。

1.2 人工維護成本較高

除安排人員在礦車運輸前后，操作電控裝置之外，還要投入人員對電控、氣動裝置進行檢查維護。

1.3 存在一定的安全隱患

電控、氣動裝置均是人為操作，當礦車在運輸過程中，繩攔及保險梯已升起時，若出現斷繩跑車，將造成不可避免的事故[2]。

因此，如何設計一種既能有效防止跑車事故發生，又能節約維修材料及人工維護成本的礦車防跑車裝置，顯得極具現實意義。

2 防跑車裝置設計

機械式防跑車裝置主要由安裝在斜巷上部的觸發碰桿，斜巷下部的阻車立桿組成。

2.1 觸發碰桿

觸發碰桿的頂部為550 mm×550 mm×20 mm的廢舊鋼板，鋼板中心處、距鋼板兩邊各70 mm 處，分別預設3 個錨桿孔，用來將觸發碰桿的頂部鋼板錨固于巷道頂板，鋼板中心應位于運輸斜巷軌道中心線上；在鋼板中心兩側170 mm 處，各焊接一個特殊加工的側護板，該側護板大致呈直角梯形，上底寬200 mm（上底與固定于頂板的鋼板焊接），下底寬500 mm，高450 mm，斜邊長350 mm，斜邊與下底夾角為45°，斜邊共挖設3 個槽位，用來放置連接鋼絲繩的脫硝。此外，在兩個側護板上預設直徑為23 mm 的圓孔，用來懸吊碰桿；碰桿由輕質花桿扎制而成，規格為200 mm 寬×1 800 mm 長，碰桿上端預留圓孔，用穿銷將碰桿懸吊起來，碰桿下端900 mm 采用軟質防撞材料進行包裹，以防碰撞造成損壞，其長度可根據運輸斜巷的實際高度及坡度確定，一般以碰觸到礦車上沿以下300～500 mm 為準[4]。觸發碰桿正面、側面見圖1、圖2。

圖1 觸發碰桿正面

圖2 觸發碰桿側面

2.2 阻車立桿

阻車立桿的頂部為550 mm×550 mm×20 mm廢舊鋼板，鋼板中心處、距鋼板兩邊各50 mm 處，分別預設3 個錨桿孔，用來將阻車立桿頂部的鋼板錨固于巷道頂板，鋼板中心應位于運輸斜巷軌道中心線上；在鋼板中心兩側190 mm 處，各焊接一個300 mm×300 mm 的側護板，在兩個側護板上預設直徑為23 mm 的圓孔，用來懸吊阻車立桿，阻車立桿由原保險梯改制而成，規格為250 mm 寬×2 000 mm長，用穿銷將阻車立桿固定，其長度可根據運輸斜巷的實際高度及坡度確定，一般以接觸到道軌上面為準。阻車立桿正面、側面見圖3、圖4。

圖3 阻車立桿正面

圖4 阻車立桿側面

2.3 觸發碰桿與阻車立桿的連接

觸發碰桿固定于斜巷的上部，阻車立桿固定于斜巷的下部，兩者之間的距離為斜巷運輸最大串車長度的1.5 倍，在兩者中間的巷道頂部固定一個定滑輪，鋼絲繩通過定滑輪，一端與觸發碰桿槽位上的脫銷相連，另一端與阻車立桿相連。此外，觸發碰桿頂部固定鋼板往定滑輪方向1 400 mm（長度可由阻車立桿長度確定）處，將一卡具固定于巷道頂板鋼絲繩的繩道上，用來限位觸發碰桿上的脫銷，使阻車立桿起到阻車效果。

3 工作原理

圖5 機械式防跑車裝置效果

根據斜巷的坡度、滿載串車的重量、碰桿的重量以及正常牽引運輸的速度，確定觸發碰桿的安全擺幅[5]，當礦車以正常速度運行時，碰桿的擺幅不會超過安全擺幅，即碰桿接觸不到位于側護板槽位內的脫硝，斜巷下部的阻車立桿也不會隨之落下；當礦車斷繩跑車，礦車速度超過正常速度時，碰桿的擺幅大于安全擺幅，碰桿隨之接觸到脫硝，斜巷下部的阻車立桿隨之落下，對跑車起到阻擋限位的作用。其使用效果見圖5。

4 應用效果

4.1 應用效果分析

伯方煤礦以前使用的電控氣動液壓繩攔每套12 萬元，電控氣動保險梯每套約13 萬元，東、西翼采區軌道上山共計布設電控氣動液壓繩攔4 套、電控氣動保險梯2 套，共計74 萬元，改用機械式防跑車裝置后，每套僅需1.1 萬元，總計節約67.4 萬元。該防跑車裝置自2019年10月安裝應用以來，一直使用正常，防跑車裝置的安裝大大提高了巷道運輸安全性。

4.2 有待進一步完善的缺點

斜巷機械式防跑車裝置自投入應用以來，雖具有諸多優點，使用過程中仍發現了一些缺點，具體如下：

（1）由于斜巷運輸量較大，由輕質花桿扎制而成的碰桿，雖經軟質防撞材料包裹，但使用5 個月后，花桿發生了變形，有待尋找彈性更好的材料來制作碰桿。

（2）鋼絲繩處于巷道頂板，檢修較為不便。

5 結語

機械式防跑車裝置在斜巷中的設計應用，改變了伯方煤礦原有防跑車裝置維修材料成本、人工維護成本高的問題，增加斜巷運輸過程中防跑車的安全性，保證了運輸作業人員的人身安全，具有很好的推廣應用價值。