CN115056817B - 一种大倾角井巷气动门式挡车装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大倾角井巷气动门式挡车装置及其使用方法，所述门式挡车装置包括门扇、两个挡车支架和门轴，门扇通过门轴转动连接于第一挡车支架，在第一挡车支架处设置有矿用工字钢立柱用于固定风煤钻和蜗轮蜗杆减速机，风煤钻、蜗轮蜗杆减速机、滚轮、制动曲柄、连杆和渐开线型支撑臂依次连接，渐开线型支撑臂的另一端固定在门扇背向挡车支架的面上。该门式挡车装置以井下现有的压缩空气为动力源，具有结构简单、操作方便、控制灵活、安全可靠、制造成本低等优点，既可保障大倾角井巷轨道运输作业安全，又可显著降低井下作业人员劳动强度。

Description

一种大倾角井巷气动门式挡车装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及矿山开采技术领域，尤其涉及一种大倾角井巷气动门式挡车装置及其使用方法。

背景技术

对于采用井工开采的地下矿山，斜巷(如副斜井、暗斜井、轨道上下山等)轨道运输是矿井生产系统(尤其是运料、排矸系统)的重要组成部分，可满足井下材料运输、设备搬运、矸石升井、人员升降等需求，因此，斜巷运输安全直接影响矿井安全高效开采。斜巷轨道运输是矿井运输事故的多发区，当因绞车断绳、脱钩或矿车未挂连等原因而发生掉道、翻车、跑车等事故时，严重威胁井下作业人员人身安全以及斜巷底部设备正常使用。为保障矿井斜巷运输安全，我国《煤矿安全过程》中明确规定斜巷运输必须设置“一坡三挡”，即在上部平车场接近变坡点处安设的阻车器，在变坡点下方略大于一列车长度的地点设置的挡车栏，在倾斜井巷内安设的跑车防护装置。

实际生产中，斜巷内需要安设挡车栏的数量需根据斜巷长度、甩车场数量等因素综合确定。目前，在我国一些经济水平有限的中小型矿井内，采用矿用工字钢焊制的传统挡车栏仍应用广泛，此类挡车栏存在一些明显缺点，如需人工手动打开或关闭，作业人员劳动强度较高；当斜巷倾角较大时操作不变；每次矿车提升或下放前，必须提前将所有挡车装置全部打开，无法起到防跑车作用等。现阶段，国内外众多的专家学者已发明一系列气动式、液压式、电控式、光电感应式斜巷挡车装置，虽各具优缺点，但显著提升了矿井辅助运输系统自动化程度，保障了井下作业人员的人身安全。

发明内容

为提升大倾角井巷轨道运输的安全性，采用矿井废旧设备与常见材料发明了一种常闭型气动门式挡车装置，该装置主要由挡车支架、门扇、风煤钻、蜗轮蜗杆减速机、滚轮、制动曲柄、连杆、渐开线型支撑臂等部分构成，以井下现有的压缩空气为动力源，具有结构简单、操作方便、控制灵活、安全可靠、制造成本低等显著优点，既可保障大倾角井巷轨道运输作业安全，又可显著降低井下作业人员劳动强度。因此，提出的大倾角井巷气动门式挡车装置对于保证矿井安全高效开采具有积极意义。

本发明的一种大倾角井巷用气动门式挡车装置，包括门扇、两个挡车支架和门轴，门扇通过门轴转动连接于第一挡车支架，在第一挡车支架处设置有矿用工字钢立柱用于固定风煤钻和蜗轮蜗杆减速机，风煤钻、蜗轮蜗杆减速机、滚轮、制动曲柄、连杆和渐开线型支撑臂依次连接，渐开线型支撑臂的另一端固定在门扇背向挡车支架的面上。

其中，第二挡车支架用于限位门扇的自由端的活动范围。

进一步的，蜗轮蜗杆减速机的输入轴与输出轴分别与风煤钻、滚轮以啮合方式连接；制动曲柄与滚轮、连杆的一端固定连接，连杆另一端以销轴铰接渐开线型支撑臂一端；其中，蜗轮蜗杆减速机的速度比为1:40。

优选的，矿用工字钢立柱与第一挡车支架之间采用钢筋焊接连接。

优选的，还包括压风管路，压封管路上设置有三通阀门，三通阀门另一端通过设置有球形截止阀的橡胶软管与风煤钻连接。

一种大倾角井巷防跑车控制方法，采用上述气动门式挡车装置，包括如下步骤：

A、选择靠近躲避硐室的位置安装气动门式挡车装置；

B、将两个挡车支架分别固定于钢轨两侧，并使得矿用工字钢立柱及第一挡车支架靠近躲避硐室侧；连接压风管路，将球形截止阀放置在躲避硐室内，保持门式挡车装置处于常闭状态；

C、矿车下放时，在矿车运行至门式挡车装置附近位置时，操作人员在躲避硐室内开启球形截止阀，拉动门扇绕门轴旋转形成开门动作，等待门扇完全打开后关闭球形截止阀；

D、矿车通过后，再次开启球形截止阀，门扇绕门轴回转形成关门动作，完全关闭后关闭球形截止阀；

E、矿车反向提升时，在矿车运行至门式挡车装置附近位置时，开启球形截止阀打开门扇，完全打开后关闭球形截止阀；

F、矿车通过后，再次开启球形截止阀关闭门扇，然后关闭球形截止阀。

有益效果：本发明提出了一种大倾角井巷气动门式挡车装置，具有结构简单、操作方便、控制灵活、安全可靠、制造成本低等显著优点，可有效保障大倾角井巷轨道运输作业安全，亦可显著降低井下作业人员劳动强度，对于一些中小型矿井实现安全高效开采具有积极意义。

附图说明

图1是气动门式挡车装置在大倾角井巷内的安设示意图；

图2是气动门式挡车装置处于常闭状态俯视图；

图3是气动门式挡车装置处于常闭状态侧视图；

图4是矿车通过时气动门式挡车装置打开状态俯视图；

图5是矿车通过时气动门式挡车装置打开状态侧视图；

图6是矿车通过后气动门式挡车装置恢复常闭状态俯视图；

图7是矿车通过后气动门式挡车装置恢复常闭状态侧视图。

图中：1、球形截止阀；2、压风管路；3、橡胶软管；4、风煤钻；5、蜗轮蜗杆减速机；6、滚轮；7、制动曲柄；8、连杆；9、渐开线型支撑臂；10、门扇；11、门轴；12、三通阀门；13、挡车支架；14、轨枕；15、钢轨；16、钢筋；17、地滚轮；18、钢丝绳；19、矿车；20、矿用工字钢立柱；21、躲避硐室；22、大倾角轨道运输巷。

具体实施方式

如图1-7所示，本发明的一种大倾角井巷用气动门式挡车装置，包括挡车结构与气压驱动结构，所述挡车结构包括采用矿用工字钢和钢板焊制的门扇10、两个挡车支架13和门轴11，两个挡车支架13分别位于钢轨15两侧，门扇10通过门轴11转动连接于其中的一个挡车支架，另一个挡车支架用于限位门扇的自由端的活动范围；所述气压驱动机构包括废旧风煤钻4、蜗轮蜗杆减速机5、滚轮6、制动曲柄7、连杆8和渐开线型支撑臂9；蜗轮蜗杆减速机5的输入轴与输出轴分别与废旧风煤钻4、滚轮6以啮合方式连接，蜗轮蜗杆减速机5的作用在于将风煤钻4的回转数减速到所需的滚轮6回转数，同时加大扭矩，蜗轮蜗杆减速机5的速度比优选采用1:40，制动曲柄7通过螺丝固定于滚轮6上，制动曲柄7末端与连杆8的一端以螺栓固定的方式连接，连杆8另一端以销轴铰接渐开线型支撑臂9的一端，渐开线型支撑臂9的另一端固定在门扇10上；采用焊接的方式将废旧风煤钻4、蜗轮蜗杆减速机5、滚轮6组合体固定于钢板上，而后采用钢筋16焊接的方式将钢板固定于预先埋设的矿用工字钢立柱20上，矿用工字钢立柱20与设置门轴11的挡车支架13之间采用钢筋16焊接的方式进行连接以进一步固定。还包括供气系统，所述供气系统包括压风管路2，压封管路上设置有三通阀门12，三通阀门另一端通过橡胶软管3与风煤钻连接，橡胶软管3还设置有作为开关使用的球形截止阀1。

上述气动门式挡车装置的使用方法如下：A、确定安装位置，根据大倾角轨道运输巷22的长度、甩车场的数量与位置综合确定需要安设气动门式挡车装置的数量，然后尽量选择在靠近躲避硐室21的位置安装气动门式挡车装置；

B、安装气动门式挡车装置，将挡车支架13分别固定于钢轨15两侧，钢轨下设置有轨枕14，固定矿用工字钢立柱20，并使得矿用工字钢立柱20及设置门轴的挡车支架13靠近躲避硐室21侧，安装气动门式挡车装置其他部件，并与设置在大倾角轨道运输巷22内的压风管路2连接，将球形截止阀1放置在躲避硐室21内；大倾角轨道运输巷22内无矿车19下放时，气动门式挡车装置的门扇处于常闭状态；

C、大倾角轨道运输巷22内有矿车19下放时，当矿车19运行至门式挡车装置的上方附近位置，操作人员在躲避硐室21内开启球形截止阀1，压缩空气经由压风管路2、三通阀门12、橡胶软管3进入废旧风煤钻4，废旧风煤钻4将气压转变为扭力输出形成驱动动力，带动蜗轮蜗杆减速机5运动，蜗轮蜗杆减速机5输出扭矩带动滚轮6、制动曲柄7旋转，进而通过连杆8、渐开线型支撑臂9拉动门扇10绕门轴11旋转，形成开门动作，等待门扇10完全打开后，立即关闭球形截止阀1；其中，所述矿车19采用钢丝绳18牵引移动，在钢轨15上还设置有地滚轮17用于支撑钢丝绳18；

D、矿车19通过后，开启球形截止阀1，滚轮6、制动曲柄7在蜗轮蜗杆减速机5的驱动作用下继续旋转，门扇10在连杆8推动与自身重力的共同作用下绕门轴11回转，形成关门动作，等待门式挡车装置完全关闭后，立即关闭球形截止阀，确保门式挡车装置处于常闭状态；

E、矿车反向提升时，当矿车运行至门式挡车装置的下方附近位置，开启球形截止阀1，气压驱动结构控制完全打开门扇10后，立即关闭球形截止阀，确保矿车安全通过；

F、矿车通过后，再次开启球形截止阀，气压驱动结构控制关闭门扇后，立即关闭球形截止阀1，确保门式挡车装置始终处于常闭状态。

Claims (2)

1.一种大倾角井巷防跑车控制方法，采用大倾角井巷用气动门式挡车装置，所述大倾角井巷用气动门式挡车装置包括门扇、两个挡车支架和门轴，门扇通过门轴转动连接于第一挡车支架，在第一挡车支架处设置有矿用工字钢立柱用于固定风煤钻和蜗轮蜗杆减速机，风煤钻、蜗轮蜗杆减速机、滚轮、制动曲柄、连杆和渐开线型支撑臂依次连接，渐开线型支撑臂的另一端固定在门扇背向挡车支架的面上；第二挡车支架用于限位门扇的自由端的活动范围；蜗轮蜗杆减速机的输入轴与输出轴分别与风煤钻、滚轮以啮合方式连接；制动曲柄与滚轮、连杆的一端固定连接，连杆另一端以销轴铰接渐开线型支撑臂一端；还包括压风管路，压封管路上设置有三通阀门，三通阀门另一端通过设置有球形截止阀的橡胶软管与风煤钻连接；

其特征在于，所述防跑车控制方法包括如下步骤：

A、选择靠近躲避硐室的位置安装气动门式挡车装置；

B、将两个挡车支架分别固定于钢轨两侧，并使得矿用工字钢立柱及第一挡车支架靠近躲避硐室侧；连接压风管路，将球形截止阀放置在躲避硐室内，保持门式挡车装置处于常闭状态；

C、矿车下放时，在矿车运行至门式挡车装置附近位置时，操作人员在躲避硐室内开启球形截止阀，拉动门扇绕门轴旋转形成开门动作，等待门扇完全打开后关闭球形截止阀；

D、矿车通过后，再次开启球形截止阀，门扇绕门轴回转形成关门动作，完全关闭后关闭球形截止阀；

E、矿车反向提升时，在矿车运行至门式挡车装置附近位置时，开启球形截止阀打开门扇，完全打开后关闭球形截止阀；

F、矿车通过后，再次开启球形截止阀关闭门扇，然后关闭球形截止阀。

2.根据权利要求1所述的防跑车控制方法，其特征在于，矿用工字钢立柱与第一挡车支架之间采用钢筋焊接连接。