高速架運(yùn)運(yùn)動裝置的運(yùn)營安全與安全管理

高速架運(yùn)運(yùn)動裝置的運(yùn)營安全與安全管理

1實(shí)現(xiàn)高速高架航空設(shè)備的現(xiàn)代化1.1架海運(yùn)人裝置（1）目前，國內(nèi)廣泛使用的航空設(shè)備主要采用固定的指揮箱，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的特點(diǎn)。然而，國內(nèi)航空航天設(shè)備的人員在懸掛裝置的運(yùn)行下上下移動，這限制了提高運(yùn)營速度的可能性。運(yùn)營速度低（1.2ms），難以有效運(yùn)送。為更好的地適應(yīng)當(dāng)代采礦技術(shù)的發(fā)展，客觀上要求提高架空運(yùn)人裝置的運(yùn)輸效率，有效地促進(jìn)了勞動生產(chǎn)率的提高。(2）國產(chǎn)的架空運(yùn)人裝置一般是直接起動，沒有軟起動、軟停車功能，安全保障措施不夠完善，存在直接起動造成的沖擊和其它不安全隱患，難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠性。(3）目前國產(chǎn)的架空運(yùn)人裝置普遍存在外型尺寸大、加工精度低、運(yùn)行噪音大的缺點(diǎn)，乘員乘坐舒適性較差的現(xiàn)狀。必須通過提高加工精度、優(yōu)化托壓繩輪結(jié)構(gòu)，改進(jìn)座椅的形式等措施，有效降低了運(yùn)行噪音，提高了乘坐的舒適性。2.2進(jìn)口架空運(yùn)動設(shè)備國外架空運(yùn)人裝置種類齊全，技術(shù)成熟，運(yùn)行速度高（1.5～2.5m/s），安全保護(hù)完善，能夠長距離高速運(yùn)送人員，已在兗礦集團(tuán)濟(jì)寧二號煤礦、東灘煤礦成功應(yīng)用。進(jìn)口架空運(yùn)人裝置多采用液壓傳動方式，功能復(fù)雜，對維護(hù)人員要求較高。進(jìn)口設(shè)備購置費(fèi)用高，配件依賴進(jìn)口并且價格昂貴，初期投資和維護(hù)費(fèi)用高，難以在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。鑒于以上事實(shí)，兗礦集團(tuán)有限公司東灘煤礦與石家莊貝克采礦運(yùn)輸設(shè)備有限公司共合作實(shí)施“高速架空運(yùn)人裝置國產(chǎn)化的研究與應(yīng)用”項目，研制“國產(chǎn)化”的高速架空運(yùn)人裝置，努力實(shí)現(xiàn)高速架空運(yùn)人裝置國產(chǎn)化。2本車站的安全防護(hù)通過“高速架空運(yùn)人裝置國產(chǎn)化的研究與應(yīng)用”項目的實(shí)施，要達(dá)到以下目標(biāo)：(1）實(shí)現(xiàn)高速、高效、高可靠性運(yùn)送人員，系統(tǒng)要能夠在2.5～3m/s速度上運(yùn)行，并且能夠無級調(diào)速。(2）設(shè)計上、下車站，乘員靜止上、下車，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。(3）安全防護(hù)措施要齊全并且靈敏可靠。(4）驅(qū)動輪輪襯能提供較大的牽引力，耐磨性好。(5）優(yōu)化托、壓繩輪結(jié)構(gòu)，選用合理的耐磨輪襯以有效降低運(yùn)行噪聲，保持系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，減輕了對鋼絲繩的磨損，延長了鋼絲繩的使用壽命。(6）系統(tǒng)要具備信息化管理功能。3該系統(tǒng)的技術(shù)計劃和措施3.1安全保護(hù)裝置SR-30J高速架空運(yùn)人裝置主要由驅(qū)動部、收繩裝置、上下站、中間站、托壓繩輪組、回繩站及張緊裝置、吊椅、牽引鋼絲繩、電控系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置等組成。見SR-30J架空運(yùn)人系統(tǒng)布置示意圖系統(tǒng)采用的主要技術(shù)：系統(tǒng)具有變頻調(diào)速裝置，兩級制動機(jī)械傳動驅(qū)動裝置，乘員靜止上下車裝置，可調(diào)節(jié)的乘員間距限位控制裝置，電控裝置備用旁路機(jī)構(gòu)，乘員流量統(tǒng)計及顯示裝置，全程沿途急停裝置，鉗型閘與主電機(jī)的閉鎖保護(hù)，具有液壓泵站低油位報警及顯示，張緊重錘限位報警及顯示，電控系統(tǒng)故障顯示等功能。3.2技術(shù)措施3.2.1鉗型安全閘系統(tǒng)驅(qū)動部采用機(jī)械傳動形式。機(jī)械傳動驅(qū)動部主要包括防爆電機(jī)、防爆液力推桿制動器、減速機(jī)、驅(qū)動輪、鉗型閘和泵站等；電動機(jī)的動力通過聯(lián)軸器傳遞給減速機(jī)，從而帶動連接在減速機(jī)輸出軸上的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動。高速架空運(yùn)人裝置是高速運(yùn)行的運(yùn)送人員的設(shè)備，其制動性能是安全運(yùn)行主要指標(biāo)，所以驅(qū)動部的制動設(shè)計為兩級，除作為工作制動的高速端防爆液力推桿制動器外，另設(shè)計配備制動驅(qū)動輪的末級鉗型安全制動閘，兩級制動均為失效安全型；正常停機(jī)時，當(dāng)電機(jī)頻率緩慢降低到5赫茲時推桿制動器施閘制動，設(shè)備完全停止后3～5s鉗型安全閘施閘；緊急制動時，拉動急停開關(guān)或按動急停按鈕，工作制動和同時制動，0.7s內(nèi)系統(tǒng)斷電停機(jī)，提高了系統(tǒng)制動的可靠性。在鉗型安全閘閘板位置安裝一套閘板限位行程開關(guān)，通過PLC控制將限位行程開關(guān)的控制電路與主電機(jī)的控制部分設(shè)計為相互制約的一個系統(tǒng)，開機(jī)時，當(dāng)鉗型安全閘打開到位后，推動行程開關(guān)，使行程開關(guān)觸點(diǎn)閉合并給出開機(jī)信號，PLC接到開機(jī)信號后自動通知主電機(jī)送電開機(jī)，鉗型安全閘松閘打開前行程開關(guān)不能給出開機(jī)信號，主電機(jī)無法通電起動，實(shí)現(xiàn)了鉗型安全閘與主電機(jī)之間的閉鎖功能?？刂沏Q型安全閘的液壓泵站為獨(dú)立雙回路設(shè)計，當(dāng)某一回路出現(xiàn)故障時可迅速切換到另一回路，保證設(shè)備正常運(yùn)行；控制鉗型安全閘油缸的液壓系統(tǒng)設(shè)有快速回油閥，緊急制動時快速回油，減少制動時間，提高制動速度。(3）減速選擇(4）驅(qū)動輪襯材料選擇3.2.2民間帶結(jié)構(gòu)原理架空運(yùn)人裝置的牽引鋼絲繩運(yùn)行速度大于1.5m/s時，乘員直接上下很困難，且容易出現(xiàn)磕碰、摔傷等安全隱患；高速架空運(yùn)人裝置正常運(yùn)行速度為2.5～3.0m/s，不設(shè)置專用的上下人裝置乘員根本無法安全乘坐。為解決該問題，設(shè)計出了滑道式上下站和中間站：乘員將活動式吊椅掛在傾斜的滑道上，靠吊椅在滑道上的自由滑動達(dá)到一定速度后與運(yùn)行的牽引鋼絲繩接觸，鋼絲繩帶動吊椅一起運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)乘員靜止上下。通過在每一個上下站設(shè)置限位控制裝置（拉線開關(guān)）來完成上車操作。該裝置主要由防爆電磁閥、氣缸、控制拉線開關(guān)和氣壓表等組成，是保證乘員靜止上車、控制乘員乘坐間距的電、氣控制單元。通過設(shè)定相臨兩次相同動作之間的最短時間間隔來保持乘員的間距，防止出現(xiàn)乘員乘坐間距過小的問題；具備延時停機(jī)功能，當(dāng)設(shè)定時間長度內(nèi)限位控制裝置無信號輸出，說明無人員乘坐，則系統(tǒng)自動停機(jī)，實(shí)現(xiàn)了有人開機(jī)，無人停機(jī)，減低設(shè)備無效損耗，節(jié)約電能。3.2.3軟座吊席的安裝由于鋼絲繩運(yùn)行速度高，乘員無法直接在鋼絲繩上摘桂吊椅，專門研制出了適用于高速猴車的軟座吊椅。該吊椅抱索器上設(shè)計安裝四套免維護(hù)軸承，以便于吊椅在滑道上自由滑動，平穩(wěn)地接觸或脫離鋼絲繩；椅座采用螺旋彈簧和發(fā)泡海綿體雙級減震，徹底解決了高速運(yùn)行狀態(tài)下吊椅通過托、壓繩輪時的震動，乘坐更加安全、舒適。3.2.4兩側(cè)繩高調(diào)整(1）根據(jù)不同地點(diǎn)、不同用途設(shè)計了不同的托壓繩輪：巷道的上下變坡點(diǎn)分別設(shè)計了雙輪托繩輪和雙輪壓繩輪，以保證鋼絲繩平滑渡過變坡點(diǎn)，使各繩輪受力均勻；上下站和中間站兩側(cè)為一側(cè)上人，另一側(cè)下人，兩側(cè)繩高不同，為此設(shè)計了半軸托繩輪和半軸壓繩輪，分別調(diào)整兩側(cè)繩高，使吊椅出入站更加順暢；其它地點(diǎn)繩輪布置方式均采用一托一壓，有效地規(guī)范鋼絲繩，防止鋼絲繩脫槽。(2）所有繩輪均鑲有整體的非金屬輪襯，鋼絲繩運(yùn)行中不接觸任何金屬件，不但最大限度的減少了鋼絲繩的磨損，而且有效降低了鋼絲繩的運(yùn)行噪聲。托、壓繩輪輪體為雙軸承結(jié)構(gòu)，保證了輪體運(yùn)行平穩(wěn)無噪聲，軸承潤滑油杯設(shè)置在軸端，可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)加注潤滑油。(3）托、壓繩輪組通過聯(lián)結(jié)器固定在支撐筒上，支撐筒安裝在巷道橫梁上，聯(lián)結(jié)器可在支撐筒上上下移動或旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)托壓繩輪的萬向可調(diào)。3.2.5控制系統(tǒng)主要功能(1）采用先進(jìn)的變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無級調(diào)速。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高速運(yùn)行、獲得穩(wěn)定、可靠的起動、停車、制動性能，采用變頻調(diào)速技術(shù)來進(jìn)行無級調(diào)速。變頻器由主回路和控制回路兩大部分組成的，主回路由整流器（整流模塊）、濾波器（濾波電路）和逆變器（大功率晶體模塊）三個主要部分組成?？刂苹芈穭t由單片機(jī)、驅(qū)動電路和光電隔離電路組成。主要技術(shù)參數(shù)：變頻功率11kw，電壓660V±10%，工作、起動頻率0.5～60Hz，調(diào)速范圍0～3m/s。主要技術(shù)特點(diǎn)：(1)采用V/F無傳感器矢量控制技術(shù),連續(xù)調(diào)速調(diào)速精度高（0.5%），設(shè)定的加速曲線為S型，實(shí)現(xiàn)軟起動、軟停車，使系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，減少對機(jī)械部分的沖擊。(2)具有轉(zhuǎn)矩自動補(bǔ)償功能和自動調(diào)諧功能，能夠自動測定電機(jī)特性及相關(guān)參數(shù)，重載起動轉(zhuǎn)矩不低于額定轉(zhuǎn)矩的150%。解決了傳統(tǒng)調(diào)速方式中在負(fù)載變化時的低速特性差和低力矩的問題。(3)具有能量回饋功能，對系統(tǒng)運(yùn)行中的載荷不平衡實(shí)現(xiàn)反饋制動和能量回饋，并有回饋制動顯示。(4)內(nèi)置了PID控制?？梢钥刂屏髁?、溫度、壓力等，通過閉環(huán)的給定值與反饋值之間的比較，運(yùn)用比例、積分、微分功能實(shí)現(xiàn)變量的控制，控制準(zhǔn)確、可靠。(2）控制系統(tǒng)設(shè)置旁路機(jī)構(gòu)，當(dāng)主控系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過旁路機(jī)構(gòu)保證設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。(3）為保證系統(tǒng)制動的安全性和可靠性，驅(qū)動部增加一級鉗型安全閘。鉗型閘上設(shè)有與主電機(jī)閉鎖的行程開關(guān)，只有當(dāng)鉗型閘打開，觸發(fā)行程開關(guān)后，主電機(jī)才能起動，防止出現(xiàn)鉗型閘處于制動狀態(tài)時主電機(jī)起動，有效保護(hù)主電機(jī)、減速機(jī)等主要傳動件。(4）張緊裝置配備監(jiān)控功能，當(dāng)由于鋼絲繩的伸縮造成張緊重錘不能提供合理的張緊力時實(shí)現(xiàn)報警顯示，避免設(shè)備的不正常運(yùn)行。(5）速度保護(hù)，通過速度傳感器獲取鋼絲繩即時參數(shù)并傳輸?shù)絇LC及參數(shù)顯示屏，由PLC動態(tài)比較鋼絲繩實(shí)際運(yùn)行速度與設(shè)定運(yùn)行速度，設(shè)定運(yùn)行速度與調(diào)速旋鈕動態(tài)匹配，當(dāng)PLC對比發(fā)現(xiàn)實(shí)際運(yùn)行速度超出設(shè)定速度的±15%時，認(rèn)為系統(tǒng)運(yùn)行處于不正常狀態(tài)，系統(tǒng)自動斷電停機(jī)。(6）沿途急停保護(hù)，沿途急停裝置做為設(shè)備的安全保護(hù)措施之一，安裝在中間輪系得連接立柱上，每48米設(shè)置一組可編碼的防爆急停拉線開關(guān)，開關(guān)之間由鋼絲拉線連接，拉線開關(guān)直接控制電控系統(tǒng)的電控箱，當(dāng)發(fā)生緊急情況時，乘員可在全程的任意地點(diǎn)迅速方便拉動拉線開關(guān)，停止設(shè)備運(yùn)行，并在顯示屏顯示作用開關(guān)的比較編號和位置。(7）重錘限位保護(hù)，為保證系統(tǒng)恒定的張緊力，避免張緊力過大或過小造成系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，回繩裝置允許張緊重錘在設(shè)定的范圍內(nèi)自由移動，并由重錘限位行程開關(guān)限制重錘自由移動范圍，當(dāng)重錘移動超出限定范圍時，電控系統(tǒng)發(fā)出聲光警報，提示有關(guān)人員及時調(diào)整重錘位置。(8）統(tǒng)計乘員的流量和流向，并在顯示屏同步顯示?？刂葡到y(tǒng)預(yù)留以太網(wǎng)接口，PLC預(yù)留30%容量及接口，以便實(shí)現(xiàn)信息化管理。(9）電控系統(tǒng)具有故障診斷和顯示，當(dāng)電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，顯示屏顯示發(fā)生故障的項目和故障原因，以便及時發(fā)現(xiàn)、排除故障。3.2.6輪鑲嵌克氏原螯蝦回繩站主要包括回繩裝置、小車、滑道、導(dǎo)繩輪和張緊裝置；回繩輪鑲嵌有硬橡膠輪襯；小車在滑道內(nèi)可自由移動，保證系統(tǒng)恒定的張緊力?；乩K裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計時，利用動滑輪的“省力”原理，將回繩裝置設(shè)計為動滑輪，減少張緊重錘數(shù)量，降低張緊鋼絲繩的張力。4系統(tǒng)正常運(yùn)行2005年6月6日，東灘煤礦與石家莊貝克公司對系統(tǒng)進(jìn)行初步驗(yàn)收。系統(tǒng)開始試運(yùn)行，運(yùn)行速度為2.5m/s（最大3m/s）。試運(yùn)行周期：2005年6月7日至2005年9月6日。4.1主要運(yùn)營測試項目(1）系統(tǒng)的驅(qū)動性能和調(diào)速功能(3）導(dǎo)繩輪系的運(yùn)轉(zhuǎn)情況4.2高速vm/s控制器(1）驅(qū)動部運(yùn)行平穩(wěn)：實(shí)現(xiàn)了軟起動、軟停車和變頻無級調(diào)速，工作制動和緊急制動靈敏可靠。(2）電控功能完善：系統(tǒng)的超速保護(hù)、失速保護(hù)、緊急停車、重錘限位保護(hù)、液箱低油位報警等功能靈敏有效，操作臺能夠正確顯示運(yùn)行速度、拉線作用位置、電流和電壓。(3）輪系導(dǎo)繩效果好，繩襯磨損輕微，鋼絲繩運(yùn)行噪音輕微，座椅能夠順暢地通過輪系，無顛簸現(xiàn)象。(4）在高速（3m/s）運(yùn)行時，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，無沖擊負(fù)荷，行人乘坐安全、舒適。(5）在上下站上、下車時，吊椅在滑道與鋼絲繩之間過渡順暢，上下車時加速、減速平穩(wěn)，無沖擊。4.3解決了運(yùn)行問題(1）驅(qū)動部電機(jī)聯(lián)軸節(jié)噪音較大，對其進(jìn)行調(diào)整后明顯好轉(zhuǎn)。(2）試驗(yàn)初期，變頻器的電壓整定值不能適應(yīng)現(xiàn)場需要，在電壓波動時系統(tǒng)保護(hù)誤動作，造成停車。經(jīng)調(diào)整電壓整定值后，該問題得到解決。(3）在上、下站配備獨(dú)立的127v/24v電源箱，為限位裝置拉線開關(guān)提供電源。系統(tǒng)于2005年9月份開始正式運(yùn)行，系統(tǒng)投入使用后，具有以下效益：(1)系統(tǒng)投入使用后，改變了職工步行上、下斜巷的狀態(tài)，減少了職工的體力消耗，為職工創(chuàng)造了一項福利，受到職工的歡迎。(2)人員乘坐安全、舒適。系統(tǒng)起動平穩(wěn)，勻速運(yùn)行，無沖擊負(fù)荷，運(yùn)行噪音??；乘坐人員上、下車操作簡便，乘坐安全、舒適。(3)系統(tǒng)操作簡便、維護(hù)量小。系統(tǒng)自動化程度高，操作簡便；維護(hù)人員只需對系統(tǒng)進(jìn)行日常檢查，系統(tǒng)的維護(hù)量小，并且易于管理。5運(yùn)行效率分析(1）設(shè)備購置費(fèi)用低：系統(tǒng)設(shè)備購置費(fèi)用為128萬元，同類型的進(jìn)口高速架空運(yùn)人系統(tǒng)購置費(fèi)用在450萬元左右，本系統(tǒng)的購置費(fèi)用為同類型進(jìn)口設(shè)備的28%，可節(jié)約72%的投資。(2）系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低：系統(tǒng)運(yùn)行每班僅需要2個崗位工（機(jī)頭、機(jī)尾各1人），如果采用斜巷人車運(yùn)送人員，每班需要4個崗位工（絞車司機(jī)、上下車場信把工、跟車工各1人）。采用該系統(tǒng)后，每天減少崗位工6人。按人均年工資2萬元計算，每年可減少開支12萬元。(3）實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)送人員，提高勞動生產(chǎn)率：該系統(tǒng)運(yùn)行速度設(shè)定在2.5m/s，運(yùn)行全程920m僅需要6.1分鐘,往返需要12.2分鐘。如果采用常規(guī)架空乘人裝置運(yùn)行系統(tǒng)，速度按1.15m/s計算，運(yùn)行全程920m僅需要13.3分鐘,往返需要26.6分鐘。兩者相比，往返乘坐一趟可節(jié)省14.4分鐘。職工節(jié)省了54%的在途時間，增加了職工的有效勞動工時。按每天運(yùn)送300人計算，每天可增加勞動工時72小時，有效地促進(jìn)了勞動生產(chǎn)率的提高?！案咚偌芸者\(yùn)人裝置國產(chǎn)化的研究與應(yīng)用”項目的完成及SR-30J高速架空運(yùn)人系統(tǒng)的成功使用，開創(chuàng)了國產(chǎn)高速架空運(yùn)人系統(tǒng)的新模式，對于在國內(nèi)推廣應(yīng)用高速架空運(yùn)人系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。該系統(tǒng)從技術(shù)上為實(shí)現(xiàn)架空運(yùn)人裝置高速運(yùn)行提供了保障，能夠?qū)崿F(xiàn)高效運(yùn)輸人員，推廣應(yīng)用后，能夠有效提高國內(nèi)架空運(yùn)人裝置的技術(shù)水平和綜合形象。(1）傳輸形式(2）驅(qū)動輪輪襯材質(zhì)的選擇減速機(jī)選用SEW公司的帶強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)的螺旋錐齒輪-斜齒