不稳定软岩巷道可摘挂抱索器架空乘人装置的设计与安装

王洪涛 贾国宪

（辽宁省调兵山市铁法煤业集团机械制造有限责任公司，辽宁 调兵山 112700）

1 工程概述

铁煤集团大强矿0901综放工作面采用倾斜长壁放顶煤回采工艺，走向长1300m，垂深大约300m，需安装一台架空乘人装置。在对该矿架空乘人装置安装现场考察时发现，因工作面温度高，矿方临时决定在巷道一侧安装Ф1000mm的冷却风筒，原计划可以拆除的90kW运输绞车也因现场运输需要保留下来。由于现场地质条件限制，安装时常规的气割及焊接方式不允许采用，通过打锚杆固定吊杆及横梁的方式也被矿方否决，最后只能采用机械连接的方式对吊杆、横梁、机头、机尾等设备及零部件进行固定安装，给现场安装人员提出了很多复杂的技术难题。

2 大强矿0901工作面回顺地质概况

大强矿0901综放面断层构造多，属于深井软岩巷道，具有大变形、大地压、难支护的特点，工作面顶板压力大，顶、帮维护困难，底鼓严重。由于上述特殊的地质特点，尽管采用“锚网十36U钢圆棚壁后充填混凝土+锚索”联合支护，巷道变形仍很严重，巷道明显变坡共17处，巷道中线多处偏差较大，局部仍需采用工字钢梁进行辅助支撑，给架空乘人装置的安装及维护带来很多无法预料的困难。如图1，巷道断面4800mm。

3 架空乘人装置主要技术特征

煤矿可摘挂抱索器架空乘人装置，主要是运送人员上下斜井或平巷之用，主要由机头驱动部、机尾、乘人座椅、活动抱索器、托压轮组、牵引钢丝绳、电控系统、综合保护系统等组成。架空乘人装置总图如图2所示，架空乘人装置安装地质条件及主要技术参数见表1。

图2 架空乘人装置总图

表1 架空乘人装置安装地质条件及主要技术参数

4 架空乘人装置安装

按大强矿计划，随着回采工作面推进，架空乘人装置的机尾还要向机头进行两次拆移，因此架空乘人装置的机尾安装不仅要稳固，同时还应拆卸方便，便于拆移，对机尾的安装结构及连接形式都提出了更高的要求。

4.1 安装流程

（1）定位和连接架空乘人装置中线、腰线及巷道中线；

（2）以腰线为准，定位吊杆及横梁位置高度；

（3）安装机头驱动装置和机尾；

（4）安装托、压绳轮并校准托、压绳轮位置；

（5）放钢丝绳和插接钢丝绳，同步安装电控部件及沿途保护装置；

（6）试运行；

（7）微调托压、绳轮；

（8）在钢丝绳破除绳紧后，安装抱索器乘人器。

4.2 安装前准备

安装架空乘人装置之前必须放好巷道的中心线和井巷的腰线，并在横梁上标出记号。架空乘人装置的安装首先是确定巷道的中心线。以往采用的是巷道中心或轨道中心，由于巷道变坡较多，坡度不一致，仪器不能通视，所以这种方法产生的误差比较大，对已安装好后轨道架空乘人装置的调整非常困难。

巷道中心线确定：采用两点定位多点偏移法，就是在巷道的变坡点处和变平点处定下巷道的实际中心，然后在巷道中布下多个点，用经纬仪测出各个点的假定方位，将各点的假定坐标输入数据库中成图，再把变坡点和变平点连成一条线，然后计算出各点和这条线的垂直偏差，在实际巷道上进行左右偏移，这样给出的中心线误差很小，能满足架空乘人装置的施工要求。

安装腰线确定：安装前给出安装腰线，应根据腰线向上距离给定吊杆横梁安装高度，曲线段安装腰线的定位，必须保证弧线上的托轮受力均匀，这就要求布置的固定点间距要均匀，各托压绳轮过渡要平滑。

4.3 机头驱动装置安装

机头驱动装置安装在上部长约15m平巷内，采用整体安装形式，悬吊架空式安装。驱动装置的安装主要是解决现场机头架的固定问题，因为现场不能采用气割及火焊，同时还不能打锚杆固定，只能采用机械连接方式。为此我们制作4个连接壁座，与36矿用U型钢圆棚固定，每个壁座通过4根M24 U型螺栓、连接板与U型钢圆棚连接，壁座上固定36U型钢横梁，作为机头驱动装置主要承重部件，机头驱动部底座安装在该横梁上，如下图3示，横梁上通过32圆环链吊环与顶部U形棚连接作为辅助牵引。

图3 机头驱动装置安装图

4.4 架空乘人装置机尾安装

由于架空乘人装置机尾按计划要向机头拆移2次，因此机尾机构安装除了要保证常规的安装技术条件、要求外，还要稳固，便于拆装。为此我们设计了简单、实用、易于实现的承载机构。利用36U圆棚之间拉条的M24连接螺栓，固定导轨两端用36U钢作为主要支撑的横梁，中间多处用M24花篮螺栓拉紧，M24花篮螺栓下部通过活动螺杆与机尾移动导轨连接，花篮螺栓上部与圆棚拉条M24螺栓连接。经过实践检验，这种结构简单、实用，便于拆安，较好地满足了大强矿井下架空乘人装置机尾多次迁移的需要。如图4。

图4 架空乘人装置机尾安装图

4.5 吊杆及横梁安装

由于该巷道属于深井软岩巷道，两帮及顶板压力大，因此横梁不能固定在两帮，只能利用顶部36U圆棚拉条M24螺栓固定吊杆的方式固定横梁，因矿方不允许采用气割、焊接及打锚杆等方式固定横梁，因此沿线吊杆及横梁安装是否满足要求成为架空乘人装置能否安装成功的关键。

如下图5，首先将吊杆与顶部36 U型钢拉条的M24螺栓固定，吊杆中心线应与铅坠线重合，从而保证吊杆安装前后、左右中心偏差在要求范围内，进而保证横梁安装的水平度和前后平行度。为保证横梁的稳定，在横梁两端分别用硬连接M24花篮螺栓及M24特制螺母固定，在横梁的前后也用硬连接及软连接M24特制螺栓及Φ12mm钢丝绳固定，这样既方便调整，又增加了吊杆及横梁的稳定性。压轮用硬连接固定，托轮用软连接悬吊，从而约束人车运行时横梁沿运行方向的运动趋势。

4.6 变坡点压轮、托轮组安装

准确定位变坡范围内的安装中心线，是猴车最终能够实现安全运行的关健，直线段，通过激光或经纬仪直接给定，再通过平移确定其他安装中线，而在变坡点，中心线通过仪器进行准确定位很困难。在调试过程中，探索到一种解决方法，无论是凸点还是凹点，如果压、托轮安装方向与钢丝绳一致，在这种情况下再出现整个变坡点大面积落绳，那么，该变坡点安装中心线一定超过了允许偏差范围，而且出现的落绳频率越高，误差就越大。调整方法：在变坡落绳点，通过在钢丝绳上安装座椅，乘人后使钢丝绳悬垂并保持静止状态，再逐个变坡点的托压绳点进行铅垂找中，将偏离中心线的托压轮装置逐个进行调整，使变坡范围内的托（压）轮中心线与两端直线段的中心线一致，托轮固定点经过重新调整后，轻松解决变坡点落绳问题，从而使多变坡巷道安装的猴车能够实现安全可靠运行。

4.7 架空乘人装置掉绳处理及原因分析

造成架空乘人装置掉绳的因素很多，主要因素还是变坡点和偏离巷道中心引起的。某处掉绳，要同时检查掉绳前后的轮系，是否在同一直线上，丝绳和各绳轮轮槽中心不在一条直线上，压绳轮压得太紧，张紧力改变以及人为因素的影响都会引起掉绳。同时要注意调整钢丝绳出入绳偏角不大于5°，必要时增加变坡点的托压轮数量。

5 总结

大强矿0901回顺架空乘人装置由于其安装的特殊地质条件以及安装手段的限制，使得这一成熟的技术在应用时极具挑战性，安装现场技术人员与安装工人创造性的工作，充分利用现场的各种设施，设计的连接机构，因地制宜的安装方法，在架空乘人装置安装作业过程中均为首创，具有广泛的推广价值。