刘洋 刘祥
摘 要：司控阻车器是杉木树煤矿在自动复位阻车器基础上设计改造而得，用于煤矿井下斜坡运输的新式阻车装置。开始投入使用的时间较短，还存在一些局限性，如不可自动复位，这是司控阻车器不够成熟的一面。而这些不成熟性导致了司控阻车器存在操作上的不便并暗藏运输安全隐患。解决司控阻车器自动复位问题还是一个探索阶段。
关键词：司控阻车器 自动复位 改造
中图分类号：TQ176 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）12（c）-0112-02
1 司控阻车器产生的背景
煤矿井下斜坡跑车是机运系统中较为频繁发生的机运事故。现我矿井下小斜坡绞车提升使用中，小斜坡上车场坡口处只安装了一个自动复位阻车器。由于施工连队员工有限，大多数地方绞车司机和磨盘工的工作是由同一个工人来操作完成。他们在下放矿车时，通常是先把挂好钢绳的矿车阻止住，再从绞车滚筒内放出一定长度的钢绳后把绞车制动刹死，然后打开阻车器将矿车推到斜坡上再回到绞车处启动绞车开始下放矿车。因为将矿车推向斜坡的时候，斜坡上没有阻挡矿车的安全装置，使得这一过程发生严重绷绳对钢绳造成损伤，甚至可能发生钢绳断裂跑车的重大安全事故。在煤矿井下斜坡提升中是个极为严重的安全隐患问题。针对这一重大安全问题，我矿自行设计了司控阻车器这一新式斜坡阻车装置。
2 司控阻车器在实际使用中存在的不可自动复位问题
司控阻车器由阻车架、阻车爪、动力执行部件——气缸、气管、控制开关（气阀）等部件构成。
该气动阻车器以空压机风源作为动力来源，采用气缸作为动力执行部件，由气阀操控手把来远程操控气缸的伸缩，进而实现阻车爪的打开和关闭。而该司控阻车器在绞车上行和下行的运行过程中，阻车器的打开和关闭都必须经过绞车司机手动操作气阀开关才能实现。以下是司控阻车器在绞车上行和下行时的操作步骤。
（1）下放矿车时：
①绞车司机在绞车和自动复位阻车器之间把矿车挂好主副绳，并确认主副绳无安全隐患问题。
②将司控阻车器控制到阻车状态。
③将挂好钢绳的矿车制动住，再从绞车滚筒内放出一定长度的钢绳（保证矿车能推至司控阻车器处）。
④绞车司机手动打开自动复位阻车器，将矿车缓缓推到司控阻车器由司控阻车器阻挡住，同时恢复自动复位阻车器到阻车状态。
⑤发出绞车信号铃，启动绞车将矿车上提大于0.5m左右的距离，然后扳动气动控制把手使司控阻车器处于非阻车状态。
⑥操作绞车工作闸后下放矿车。
⑦矿车放下超过阻车器2m后必须立即扳动控制把手让司控阻车器处于阻车状态。
（2）提升矿车时：
①接收到下车场发出的提升信号后，查看自动复位阻车器确认其处于阻车状态且无异物影响其灵活打开。
②查看司控阻车器确认其处于非阻车状态。
③给下车场发出回馈信号并启动绞车开始提升。
④待矿车拉过自动复位阻车器且自动复位到阻车状态时停止绞车，随后扳动司控阻车器控制手把，将其控制到阻车状态。
⑤每次提升中必须待矿车拉过自动复位阻车器且复位到阻车状态后方可取下矿车上的钢绳。
从以上司控阻车器的操作步骤中，不难看出司控阻车器不能自动复位的问题在绞车运行中也存在一定的安全隐患。比如在绞车上行时，要求绞车司机提前将司控阻车器控制到非阻车状态，这就要求绞车司机在使用绞车时必须十分清醒并尽责查看绞车的状态，才能避免绞车在上行过程中因一时大意而撞上未打开的阻车器造成安全事故。也有可能因巷道灯光暗淡，查看阻车器的状态出现错误，而导致矿车撞击阻车器造成绷绳断绳的安全事故。虽然在司控阻车器的使用办法中有明确的操作程序，但在长久的使用过程中，不可保证不会发生失误。
此外，由于司控阻车器的不可自动复位缺陷，需要安装一副自动复位阻车器与之配合使用来弥补司控阻车器不可自动复位，同时也达到斜坡提升的安全可靠性。但从绞车下行的操作程序看，这无疑是多了一道程序则多了一个麻烦，也增延长了绞车司机操作时间。从工作效率上讲，也受到了一定的影响。若能解决司控阻车器的自动复位问题，则自动复位阻车器可取消不必安装，在轨道平段给矿车挂绳和摘绳的时候可使用简单的逆止装置即可。
3 司控阻车器自动复位的改造设想
在司控阻车器自动复位的问题上，最先考虑过的方法，一是在阻车爪的下端增加配重，二是在动力执行部件气缸拉杆连接处设置弹簧。这两种方法在执行中可能趋于简单，单从改造上讲不会太麻烦，易于实现，但从阻车器的运行上，效果会不是很好。若采用阻车爪加配重，第一，气缸拉杆连接件存在较大摩擦力，还有相关转动部位也有一定摩擦力；第二，现使用气阀开关不能配合其实现自动复位。若采用在气缸拉杆处设置弹簧，与以上两点一样，此外由于杠杆原理，其效果也很难达到，弹簧在恶劣潮湿的环境中，很容易锈蚀失效。
鉴于以上两种方法均不能达到预定的效果，现提出第三种解决司控阻车器自动复位的设想。
在原有控制的基础上，增加一个电磁（气）阀，电磁阀与现有的气阀开关采用并联连接到控制管路上，现有气阀作备用。电磁阀的控制电源在线路上设计两行程触点开关，分别设置在司控阻车器的前方（X1表示）和后方（X2表示），X1 和X2的位置有一定要求，两行程触点开关采用并联接入电磁阀的控制回路。行程触点开关设置在轨道的内侧。在无矿车运行的时候，触点开关处于常开状态。当矿车下行经过X1触点开关时，经触碰，开关闭合，接通电磁阀的控制电源，电磁阀动作，动力执行部件拉（推）动阻车爪，将其控制到非阻车状态，则矿车顺利通过。当矿车通过后，触点开关复位到常开状态，同时电磁阀复位，动力执行部件动作将司控阻车器复位到阻车状态。当矿车上行经过X2触点开关时，其工作原理同上。
在运输过程中，若因行程触点开关遇到故障不能及时处理时，则采用手动操控并联的气阀开关来对司控阻车器进行打开和关闭的控制，待故障处理后再启用电磁阀的控制线路。图1为各器件控制流程图。
此方案的设想，难点应在于两个触点开关的设计。由于矿车的两轮子有一定的纵向间距，一个矿车有2000mm长，车轮中心距车碰头为700mm，两轮心纵距为600mm。而触点开关是点接触，要使矿车能在司控阻车器未自动复位前顺利通过，则需动力执行有一个延时动作的关键环节。一方面，从电控线路考虑，延时可采取在电磁阀的控制线路上设置延时继电器实现，但延时继电器作为一个单独的电器元件使用，由于井下瓦斯环境的限制，要求其防爆性有一定难度；另一方面，从机械物理方面考虑，可将触点开关的点接触扩展到面的接触且要有一定的延续性来实现延时动作的效果，但其工艺上要求较高，不易把握控制。因此，实现此设想，在触点开关的设计上会有一定难度。图2为采用延时继电器控制的控制示意图。
图3为触点开关設置位置示意图。图3所示中，A点处标注的500mm为司控阻车器阻车爪在非阻车状态时倒下的长度，B点为阻车架的边缘点。若在控制中使用延时继电器，则触点开关X1应安置在A点箭头方向距A点1000mm左右的位置；触点开关X2应安置在B点箭头方向2000mm，延时则根据矿车过完阻车器所需时间设定。在矿车上行快到阻车器的时候，要求绞车司机放慢速度，以防在阻车器未动作的时候能及时手动控制打开司控阻车器。若只用到触点开关而不用延时继电器时，触点开关则从A、B点起向箭头方向设置，根据矿车长度，车轮间距等参数来确定。
4 结语
司控阻车器自动复位问题的设想方案只是一个大体的框架，具体实施在细节方面仍会存在一些问题。而司控阻车器主要还是用在井下小斜坡，使用时间都不是特别长，对其改良上能简尽简，减小经济的投入也是必须的。
参考文献
[1]谢锡纯，李晓豁.矿山机械与设备[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000.
[2]朱新村，周秋沙.液压与气动技术[M].重庆：重庆大学出版社，2003.
