斜巷軌道常閉阻車(chē)器設(shè)計(jì)及應(yīng)用效益分析
霍樹(shù)叢
摘要：針對(duì)斜巷運(yùn)輸事故多，特別是軌道跑車(chē)事故，危害程度大，在斜巷軌道中設(shè)計(jì)、加工、安裝了常閉阻車(chē)器。常閉阻車(chē)器安裝簡(jiǎn)單、使用方便、便于維修，經(jīng)實(shí)地使用安全效果良好，確保了斜巷軌道安全提升。
關(guān)鍵詞：斜巷運(yùn)輸；常閉阻車(chē)器；設(shè)計(jì)；應(yīng)用。
0 前言
斜巷軌道運(yùn)輸一直是煤礦事故易發(fā)地點(diǎn)，也是煤礦安全生產(chǎn)管理的重點(diǎn)、難點(diǎn)。斜巷軌道阻車(chē)器是井下斜巷軌道運(yùn)輸，尤其是斜巷運(yùn)輸過(guò)程中必不可少的安全阻擋滯停保護(hù)裝置，為礦井的斜巷運(yùn)輸安全提供了有效的保障。
目前井下使用的阻車(chē)器完全依靠人工扳動(dòng)，需要兩人相互配合，一人扳擋桿，一人控制絞車(chē)；不僅操作不便、單人作業(yè)困難，也很不安全，并且很難實(shí)現(xiàn)《煤礦安全規(guī)程》第三百七十條中傾斜井巷內(nèi)的阻車(chē)器必須經(jīng)常關(guān)閉的規(guī)定。為此，經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真研究，設(shè)計(jì)加工了常閉式阻車(chē)器，并在斜巷軌道進(jìn)行了安裝使用，安全效果良好。
1 設(shè)計(jì)方案
本著便于安裝維護(hù)、簡(jiǎn)單實(shí)用、節(jié)約人力、安全可靠的原則，進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)。
1.1 阻車(chē)器的常閉
首先考慮到阻車(chē)器能實(shí)現(xiàn)可靠的常閉，課題攻關(guān)小組人員經(jīng)認(rèn)真分析研究，選擇在阻車(chē)器的擋桿上聯(lián)結(jié)兩根拉伸彈簧，彈簧的一端固定在距擋桿(長(zhǎng)500mm)頂端150mm安裝的長(zhǎng)300mmφ10mm的直桿上，另一端固定在阻車(chē)器底架的中后部的槽鋼兩耳上，依靠拉伸彈簧的拉力實(shí)現(xiàn)了阻車(chē)器的常閉。
1.2 阻車(chē)器的打開(kāi)
考慮到阻車(chē)器要實(shí)現(xiàn)單人作業(yè)、遠(yuǎn)距離控制的特點(diǎn)，在阻車(chē)器的擋桿正面距擋桿頂端180mm的擋桿中部打一φ10mm的鉆孔，并在鉆孔處穿一根φ6mm的細(xì)鋼絲繩，穿出30mm后用繩卡子卡上；礦車(chē)通過(guò)阻車(chē)器后，松開(kāi)鋼絲繩，聯(lián)結(jié)在阻車(chē)器擋桿上的拉伸彈簧拉動(dòng)阻車(chē)器的擋桿，使其復(fù)位，從而實(shí)現(xiàn)阻車(chē)器的自動(dòng)關(guān)閉。絞車(chē)司機(jī)可在原地操作阻車(chē)器，不但安全有了保證，而且每處節(jié)省了一個(gè)人，提高了工效。
2 材料選型
對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的阻車(chē)器的結(jié)構(gòu)、材料進(jìn)行了認(rèn)真的測(cè)量、分析研究。加工常閉阻車(chē)器的材料除拉伸彈簧外，其它材料均易于加工、取材，而拉伸彈簧要考慮長(zhǎng)度、風(fēng)度、對(duì)井下環(huán)境的適用性等眾多因素，需要進(jìn)行認(rèn)真地計(jì)算選型。
根據(jù)阻車(chē)器的結(jié)構(gòu)尺寸，通過(guò)對(duì)阻車(chē)器的擋桿進(jìn)行受力分析，根據(jù)力矩平衡原理，計(jì)算出每根拉伸彈簧所需的最大拉力F2=105N，彈簧變形f2=240mm；最小拉力F1=10N，變形f1=20mm。
2.1 選材料
因彈簧受變負(fù)荷作用次數(shù)N＜103，屬Ⅱ類(lèi)彈簧，綜合考慮后，選用碳素鋼彈簧鋼絲C級(jí)制造，查表取彈簧的切變模量G=80×103Mpa。
2.2 確定彈簧鋼絲直徑d及中徑D2

 

2.5為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性
采用LⅢ（圓鉤環(huán)壓中心）型拉伸彈簧，彈簧長(zhǎng)度
H0=(n＇+1.5)d+2D1=211(mm)
結(jié)合井下特殊的作業(yè)環(huán)境，確定常閉阻車(chē)器需采用標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB4357碳素鋼彈簧鋼絲C級(jí)制造、鋼絲直徑2.0mm、彈簧中徑16mm、長(zhǎng)度211mm、有效圈數(shù)90圈(有效長(zhǎng)度180mm)的右旋冷卷LⅢ型（圓鉤環(huán)壓中心）拉伸圓鉤環(huán)（兩圈）彈簧。
3 結(jié)構(gòu)原理
井下斜巷阻車(chē)器的打開(kāi)和閉合，實(shí)際是阻車(chē)器擋桿的扳倒和扳起，通過(guò)在阻車(chē)器的擋桿上聯(lián)結(jié)兩根拉伸彈簧，當(dāng)?shù)V車(chē)通過(guò)阻車(chē)器后，松開(kāi)鋼絲繩，聯(lián)結(jié)在阻車(chē)器擋桿上的拉伸彈簧拉動(dòng)阻車(chē)器擋桿，使其復(fù)位，從而實(shí)現(xiàn)阻車(chē)器的自動(dòng)關(guān)閉。
4 特點(diǎn)
該常閉阻車(chē)器具有以下特點(diǎn)：
1）加工、安裝簡(jiǎn)單，既實(shí)用又安全可靠。比原來(lái)靠人工扳動(dòng)，每個(gè)安設(shè)點(diǎn)節(jié)省一個(gè)人，并且縮短了摘掛鉤地點(diǎn)礦車(chē)的滯停時(shí)間，提高了掘進(jìn)巷道的工效和斜巷運(yùn)輸?shù)男�率�?br /> 2）設(shè)計(jì)合理，整體生根于軌道下方，系統(tǒng)可承受30噸的沖擊力，可承受沖擊最大速度1.2m/s，適用于傾斜巷道變坡點(diǎn)、坡度不大于12°的位置，最多阻擋重車(chē)數(shù)可達(dá)3輛。
3）它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)《煤礦安全規(guī)程》常閉的要求，而且由絞車(chē)司機(jī)自己控制絞車(chē)及阻車(chē)器，既節(jié)省了人員，又增大了操作人員的安全系數(shù)，有效杜絕了放大滑事故的發(fā)生。
4）該常閉阻車(chē)器的阻車(chē)方式，是目前相同條件下斜巷軌道運(yùn)輸最安全的阻車(chē)方法。此常閉阻車(chē)器已成為一代更新?lián)Q代的新產(chǎn)品。
5）改善了現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，解決了多年來(lái)的難題，每年節(jié)約100多萬(wàn)元的人工工資，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
5 應(yīng)用效益分析
直接經(jīng)濟(jì)效益：該常閉阻車(chē)器，比原來(lái)單靠人工扳動(dòng)，每個(gè)安設(shè)點(diǎn)節(jié)省一個(gè)人，縮短了摘掛鉤地點(diǎn)礦車(chē)的滯停時(shí)間，提高了掘進(jìn)巷道的工效和斜巷運(yùn)輸?shù)男�率。其它回采運(yùn)輸斜巷按每天節(jié)約10人計(jì)算，全礦每天節(jié)約70人，按人均工資1500元/月計(jì)算，每年創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)效益126萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
社會(huì)效益：采用常閉阻車(chē)器后，改變了原有的阻車(chē)器需要人工扳動(dòng)、操作不便、單人作業(yè)困難的缺陷，由此消除了存在的不安全因素，并可有效防止放大滑事故，大大提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，使斜巷軌道運(yùn)輸又系上了一條可靠的“安全帶”。
該項(xiàng)技術(shù)，與其它同類(lèi)產(chǎn)品相比，具有裝置加工、安裝簡(jiǎn)單，安全可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，成功實(shí)現(xiàn)了《煤礦安全規(guī)程》第三百七十條中傾斜井巷內(nèi)的阻車(chē)器必須常閉的規(guī)定。該常閉阻車(chē)器與其它類(lèi)型的常閉阻車(chē)器相比，不僅成本低，而且系統(tǒng)的可靠性高，具有無(wú)比的優(yōu)越性，具有十分廣闊的推廣應(yīng)用前景。

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