架空乘人装置斜巷运人的安全隐患及应对措施

何 苗 张丽霞

（山西省大同市同煤集团马脊梁矿，山西 大同 037000）

同煤集团马脊梁矿架空乘人装置的应用较为广泛，但是该装置在一些大坡度斜巷运用时常发生缆车伤人事故，导致重大人员伤亡。煤矿井下使用架空乘人装置的机械运人技术虽趋于成熟，但是在运行过程中具有复杂环节，存在着严重的安全隐患。本文针对马脊梁矿架空乘人装置的安全问题，进行了架空乘人装置斜巷运人的安全隐患及应对措施的研究。

1 工程概况

煤矿架空乘人装置是根据煤矿井下巷道特点研制、开发的辅助运输设备，主要用于井下平巷、斜井的人员运送。设备由驱动装置、托绳装置、乘人吊椅、尾轮装置、张紧装置、安全保护装置及电控装置等组成。具有安全保护齐全、运行安全可靠、操作简单、维护量小、人员上下方便、输送效率高等特点。该装置解决了矿山井下长距离、大垂度运送人员的问题，适用于倾角0～40°、距离100～4000m、可多点变坡的各类巷道。该装置通过电动机带动减速机上的摩擦轮作为驱动装置，采用架空的无极循环钢丝绳作为牵引承载。钢丝绳靠尾部张紧装置张紧，沿途依托绳轮支撑，以维持钢丝绳在托轮间的饶度和张力，抱索器将乘人吊椅与钢丝绳连接并随之做循环运行，从而实现运送人员的目的。

该矿的架空乘人装置采用K9型大坡度摘挂抱索器，能够满足倾角35°斜巷乘人吊椅可靠抱索运行。架空乘人装置的应用为矿工上下井提供了方便，减少了体能消耗，但该装置制动可靠性、上下车座椅摘挂点、人员乘坐集中期等环节存在许多隐患。

2 架空乘人装置运行环节存在的隐患分析

2.1 制动系统存在的安全隐患

马脊梁矿使用的架空乘人装置的制动系统，在原设置联轴器工作闸的基础上，增加了缠绕钢丝绳的驱动轮安全制动闸。若设置在联轴器上的工作闸失效，驱动轮安全闸也能实现可靠制动，能够避免在钢丝绳、吊椅和乘员自重的带动下飞车事故的发生。驱动轮安全闸大多采用施加于驱动轮轮边的盘型抱闸制动方式。盘型闸配液压站蓄压开闸，经电磁阀回油，碟簧制动抱闸，盘形闸动作迅速、开合自如，并装配闸位传感器与控制系统闭锁。盘形闸的制动完全由电磁阀回油控制，只有当电磁阀回油泄压，碟簧才能有效施压抱闸。电磁阀中这一决定是否可靠制动的唯一回油通道有时因液压油过滤不纯、乳化变质、油路狭小等原因造成回油不畅影响制动，是大坡度斜巷乘人安全的重大隐患之一。

2.2 吊椅乘坐存在的安全隐患

大坡度活动式吊椅配置K9型抱索器，该新型抱索器主要由钳口的固定部分、活动钳口及顶杆、弹性体、紧固螺栓、防松螺帽等部件组成（如图1所示）。区别于常规抱索器的上下瓦盖摩擦固定方式，与钢丝绳的连接方式更有利于大坡度斜巷的运行稳定性。吊椅抱索器结构形式决定了它的摘、挂，要求乘坐人员从上车前的检查到挂索、抱索的测试，到下车摘索拿椅都必须严格按程序操作。若细节操作不当，挂索后抱索不实、到位后摘索不利等原因，都可能导致斜巷滑索、吊椅翻转伤人事故的发生，是大坡度斜巷运人安全的又一隐患。

图1 新型固定式抱索器

2.3 人员行为

马脊梁矿井下的特殊工作条件，决定了人员上、下井和交接班时间的统一，对于乘坐架空乘人装置的矿工，上、下都会出现同一时间段内单侧人员的集中，装置会因此产生顺倾角坡度的下坠动势，一旦该动势累加大于装置驱动摩擦力，就可能导致飞车事故的发生。装置单侧集中乘坐、人员过于密集，同样是大坡度斜巷架空乘人的不安全因素。

3 马脊梁矿大坡度架空乘人装置针对隐患的对策

3.1 装置安全制动对策

通过对架空乘人装置安全闸液压制动系统原理分析，认为安全闸回油是装置制动可靠与否的关键所在，从而确定了回油通道中的电磁阀阀芯油孔是制约油路畅通的瓶颈。针对回油油路瓶颈问题经多方调研，借鉴国内提升机液压制动系统技术，与架空乘人装置厂家合作，完成了单泵双阀可靠回油制动系统的研制应用。该系统是在原液压站基础上，加装一组电磁换向阀，与原装电磁阀并联运行，开闸时双阀同时吸合开启增压至盘型闸，合闸时电磁阀释放换向接通回油油路同时回油。增加的这一阀芯通道，确保了系统回油油路畅通，即使出现任一电磁阀剩磁不释、控制回路或阀芯堵塞等故障，另一备用通道也能够满足装置安全制动需要。同时在电磁阀电气控制回路增设了联动互锁和自动化控制；在阀前增压油路加装了手动泄压球阀以备应急使用。单油泵双电磁阀液压制动系统，在装置不增加负荷的前提下，解决了大坡度斜巷乘人安全的一大隐患。

3.2 吊椅可靠抱索的应对对策

大坡度活动式吊椅抱索器的上车挂索困难、钳口卡绳不当、变坡滑脱、摘索拿椅不利，都是制定座椅如何与绳索可靠链接应对措施的研究细节。一是保证乘人在挂索失误、未蹬座正常或到位摘索不利时将座椅停滞；二是只有乘人蹬座正常、挂索可靠状态下方可顺利行走；三是对于首次乘坐或不熟练人员上车可直接在装置位置挂索零速度上车。以实现以上功能为目标，经多方调研，并借鉴常规抱索器上下车装置设计，研制成功了架空乘人装置启停站大坡度吊椅抱索器与绳索可靠链接校正装置，可实现零速度上下车。该装置是通过重力、曲轨找正、卡绳入槽程序控制吊椅通过，其任一条件不具备装置都将吊椅停滞在装置位置，只有人员蹬座完毕、钳口挂索正确、绳索卡口可靠后，座椅方可顺利通过装置，确保了乘坐人员安全。

3.3 特殊时间段人员密度控制对策

为避免交接班时间段因人员单侧集中乘坐逆动势造成的飞车事故，根据架空乘人装置设计的驱动摩擦力，严格控制人员密度。依据斜巷倾角、长度、驱动摩擦力计算乘坐人数总质量和人员乘坐间距，从而采取控制措施以排除隐患。该策略是基于架空乘人装置在PLC控制的基础上研制的，在斜巷井口、井底乘人上车区段内装配红外传感器，根据装置运行速度及计算得出的乘人间距，确定红外传感时间，利用红外传感信号闭锁装置，达到控制人员密度的目的。在控制间距内有人进入，红外探测有效，闭锁装置停运。自动间距控制的应用一次性投入低，便于维护，运送效率高，也是一种节能运行方式，实现了岗位无人值守，适应当前形势要求。

4 结论

本文通过对马脊梁矿架空乘人装置在大坡度斜巷实际应用中制动系统、吊椅抱索、集中乘坐等薄弱环节不安全因素的分析，确定了制约装置安全运行的问题所在，针对性地明确了问题的解决思路，给出了相关的消除安全隐患的应对措施。通过对策的实施，在提高装置安全防护能力的同时，确保了马脊梁矿架空乘人装置在大坡度矿井的安全高效运行。