淺談煤礦副立井安全門閉鎖裝置的研制

姚洪平，崔冬雪

（1.唐山工業職業技術學院，河北 唐山 063299；2.河北能源職業技術學院，河北 唐山 063000）

總的來說，整個礦井提升設備運行性能會對礦井生產產生影響，同時與人員生命和財產安全息息相關。更為重要的是，在煤礦生產過程中，應保證設備能夠處于長期連續運轉狀態，盡可能降低相關事故問題的出現幾率，縮短檢修時間，保障工作人員的人身安全，為企業發展提供更多機會。現階段，我國礦井安全門最為常見的形式有2種，即左右平移開閉式和上下開閉式。如果按照動力源進行劃分，主要包括人工操作式、罐籠帶動垂直升降式以及動力驅動式。

1 工程概況

某煤礦中，兼并重組了很多中小型煤礦，在執行所述煤礦安全檢查操作任務時，很多礦井副立井罐籠和提升信號以及安全門均未執行閉鎖操作，從而為整個礦井安全帶來極大安全隱患。為了將該項問題解決，企業內部機電部門設立很多專項課題，以現有罐籠安全門為基礎，執行全面的優化改進設計，最終研究出一種新型安全門閉鎖裝置，為后續相關工作的開展創造有利條件。

2 閉鎖裝置的優勢

首先，安全門電磁鎖借助于提升機信號程序，可以實現自動打開和關閉控制，還能與提升機信號系統建立合作關系，不需要工作人員進行任何的手動操作，使系統操作繁瑣性得到合理簡化。其次，借助于鎖鉤鎖住安全門之后，無法憑借外力將其打開。再次，電磁鎖如果沒有鎖到位，便會發出報警信號，該種情況下，即使開車信號出現，實際電磁鎖依舊不會保證電路聯通，安全門無法打開，導致整個系統安全性受到影響。最后，在實際礦井安全門研究上，最為常見的控制類型有油缸和氣缸控制，再加上液壓系統實際特點，倘若油缸驅動安全門門體處于合適狀態，油缸閉鎖功能必然能夠被觸發。受上述情況影響，安全門將轉變成關閉狀態，此時的機械閉鎖也顯得十分可靠，外人很難將其打開，強化安全特性。但該液壓系統容易受到溫度和油質影響，導致維護成本明顯提升。站在氣缸驅動系統角度來說，同樣容易受到礦井條件影響，之所以會出現這種情況，是因為氣壓系統之中涉及到一些雜質，這些雜質能夠對氣缸產生破壞，增加整個系統的故障出現幾率。對于電磁閉鎖裝置應用，很難受到周圍環境影響，整體維護成本也較低。

另外，當氣缸控制系統以及油缸控制系統之中出現故障問題之后，工作人員應按照具體要求，將零部件拆卸下來，當所有故障問題處理好后，便可以將安全門打開，但該過程需要消耗很長時間。一旦電磁閉鎖裝置出現故障問題，應立即使用應急處理操作，該類操作十分簡單，而且繼電器自身帶有強制開關，可以讓電磁鎖處于通電狀態，此時，安全門可以順利開啟。如果電磁鎖存在一些故障問題，工作人員應做到及時將電磁鎖鎖頭復位，保證安全門順利開啟，放出罐內工作人員，避免罐內出現人員滯留問題。

3 煤礦副立井安全門閉鎖裝置的研制內容

3.1 機械閉鎖機構

本文研究的新型機械閉鎖裝置的組成主要涉及到兩方面內容：首先是彈簧銷，該機構中所應用的彈簧銷屬于是帶套銷軸，內部設置內置彈簧，平時處于常閉狀態，實際彈簧銷安裝上，主要集中在井口護欄周圍，為了保證系統運行的穩定性，工作人員應提前測量好彈簧銷銷軸直徑，安裝相應的閉鎖銷插孔。如果是在常閉狀態之下，安全門會受到彈簧銷閉鎖影響，無法正常打開。其次是常閉機械控制以及動力機構，該類結構主要安裝在罐籠附近側面護欄上。縱觀整個機構設計過程，最為常見的原理為杠桿原理，工作人員應提前將杠桿的一端固定在井架上，另一端安裝在井口一側。實際機構相互連接時，最為常見的連接物質為鋼絲繩。

當主罐籠與井口鎖盤處于平行狀態時，會與機械閉鎖插銷連桿機構發生接觸，此時，杠桿機構一端需要承受極大壓力，讓連接鋼絲不斷上升，而鋼絲繩的另一端與彈簧銷連接在一起，受鋼絲繩的拉動，能夠拉動彈簧銷回收，最終原理安全門閉鎖孔，保證安全門能夠順利開啟。站在另一個角度來說，如果罐籠可以提升到停止位置，安全門同樣可以被順利打開。如果主罐下至杠桿機構下端，整個鋼絲繩完全放松，彈簧銷也不會有拉力，安全門機械閉鎖插銷也會受到彈簧作用力，最終出現復位狀態，保證整個安全門機械閉鎖過程的合理性，強化機械閉鎖安全門的應用效果。

3.2 信號閉鎖機構

除了對機械閉鎖機構進行應用之外，信號閉鎖應用同樣重要。相關工作人員可以選擇在安全門閉鎖上端等位置安裝可靠性較高的信號傳感器，一組之中需要安裝兩個。此時，如果安全門處于關閉狀態，傳感器之間的距離也會越來越近，保證信號能夠在傳感器之間進行反饋，提升信號也能有效發出。倘若罐籠處于停止位置，當安全門處于打開狀態時，傳感器之間的距離也會增加，如果其中一個傳感器發出信號，另外的傳感器無法做出回應，最終不利于絞車信號的傳遞。當安全門中的兩個傳感器信號與絞車醫生回路信號相互串進之后，相應的提升信號以及安全門閉鎖過程不會受到任何影響。站在整體角度來說，安全門閉鎖和信號閉鎖的相互合作，當罐籠發出停車信號后，安全門能夠及時轉變為打開狀態。倘若安全門無法正常關閉，開車信號也不會正常發出，為實際工作的開展創造安全環境。

3.3 新型安全門閉鎖裝置的制作

一般來說，杠桿機構之中均勻的分布著很多小孔，為鋼絲繩提供鏈接位置，而且鋼絲繩也會穿在不同位置處。當杠桿機構被罐籠抬起之后，被拉起的鋼絲無法發揮作用，人們可以根據實際情況，選擇合適的鋼絲繩連接位置。其次，對于彈簧銷內彈簧規格的選擇，除了符合彈簧銷自動復位要求之外，如果沒有拉力作用，彈簧銷軸銷也能處于自動復位狀態。再次，主體操作應滿足連接彈簧銷和杠桿機構的鋼絲繩要求，具體內容如下：第一，保持較高的柔軟度。在通過導向輪時，應保證與導向輪形成緊密連接，還要保證能夠輕易轉變方向，剛性不能過大，在沒有拉力作用時，還需要與導向輪保持緊密貼合狀態，決不能脫離導向輪中的導向槽。第二，做好防銹操作。在井口處，潮濕度很高，環境也比較惡劣，倘若鋼絲繩沒有執行防銹處理，后續使用時往往會對其機械性能產生影響。因此，人們應盡可能應用膠套鋼絲繩，直徑大約為4mm。

在杠桿機構和罐籠接觸時，罐籠壁應具備較強的滑動能力，但如果長期處于該種狀態，整個罐籠也會受到損傷。因此，在杠桿機構前段，工作人員可以選擇加裝一個尼龍滾，使其發揮出滑動輪的效果，只有這樣，才能有效避免罐籠結構所引發的劃痕問題，強化抵御銹蝕的能力。在杠桿機構和井架結合設計時，應該以鉸接操作為主。相關研究表明，在銷軸直徑設計上，最為常見的數值為7mm以上，只有這樣，才能保證系統可以承受更大的徑向剪切力，上銷軸也不會出現永久性形變現象。所以說，工作人員需要在銷軸上涂上黃油，避免出現生銹現象，還能增強杠桿和銷軸間的潤滑作用，降低摩擦力。總的來說，該結構設計操作比較簡單，可靠性也能有所保障，能夠借助于信號傳感器串入絞車提升信號回路閉鎖效果，讓井口安全門閉鎖始終處于穩定狀態，保障立井提升的安全性。

4 實踐應用效果分析

當新型安全門閉鎖裝置設計好之后，該煤礦副立井提升系統也需要進行穩定的安裝和調試，現階段，整體運行依舊沒有出現任何嚴重問題。對于新型安全門閉鎖裝置應用，能夠避免由于操作失誤，引發嚴重的安全事故。在裝置應用時，該企業沒有出現一起由于安全門打開而引發的風險事件。相比之下，安全門閉鎖裝置在制作上并不復雜，投入資金量有限，呈現出較高的性價比。另外，在提升系統安全性和可靠性同時，還能控制好設備主體生產成本，取得更高的經濟效益。

5 結語

綜上所述，本文所研究的新型安全門閉鎖裝置應用了2套獨立機械控制系統，實際主副罐籠中的安全門閉鎖裝置可以做到單獨控制，并與回路中的各種傳感器建立合作關系，保證安全門以及罐籠處于機械閉鎖狀態，借助于罐籠的升降動力，還能保證不會相互影響，可以在實際工作中得到廣泛應用。