配套设备控制系统全方位防护设施设计及应用

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【摘要】本文针对平硐式开采的塔山煤矿，综采工作面采用放顶煤开采，且配套设备以进口为主。因现有配套设备所有的控制按钮都没有安全防护装置，为保障人员更加安全的使用、检修设备，防止人员误操作，造成人员意外伤害，因此在原有的设备基础上，分类设计加工了各类控制按钮安全保护锁箱。

【关键词】综放工作面；进口设备；双基建设；防护设施；设计应用

一、引言

塔山矿是一座年产2000万吨的现代化大型矿井，为进一步强化综采工作面“双基”建设标准，在保证工作面能够正常生产的同时，要最大力度的从设备上给工人提供良好的、安全可靠地装置，来确保工人们的人身安全。目前，塔山矿综采配套设备在出厂时，存在较多人员操作上的安全漏洞，在实际生产中给员工带来了安全隐患，为防止人员发生意外伤害，需在原有设备及控制系统上加装各类安全防护设施，以保障人员安全。目前工作面设备控制系统存在如下缺陷：

（1）工作面前、后刮板输送机头、尾电机、CST运行数据均由吊挂于前刮板输送机上的数据监测装置上传至控制台处的总机上，再由控制台操作人员时刻监测数据是否正常。由于工作面环境差、顶板疏松，经常从顶板上洒落煤块砸到前溜头、尾的数据监测系统上，造成设备不完好，甚至设备上不同程度的受损。（2）工作面转载机、破碎机、前、后刮板机语音喇叭集中控制按钮，全部放于移动列车处，人员可以在远方随时能控制各设备的启、停，这样会给设备正在检修人员造成危害。（3）在前刮板输送机机头CST上原有3个控制按钮，原都随意摆放在CST上，即不方便检修人员操作使用，也不利于设备的维护。当人员爬入转载机或破碎机内检修设备时，若旁若无人的情况下开启设备时，会给正在检修人员造成伤害。（4）在控制台处所控制的8台泵站，若工作面支架检修人员正在检修管路或泵站检修人员正在检修泵时，若它人在不知情况时开启泵站后，会给正在检修人员造成伤害。由于设备所存在的以上问题，和员工实际操作所反映的安全隐患，我综采队人员积极推进工作，分别在各设备的控制按钮上设计了风格不同的安全保护锁箱，在检修人员检修时，可以将其上锁，由检修人员将钥随身携带，以防他人误动作设备按钮，造成人员意外伤害。通过全员努力，最终确立了适合于综放顶煤工作面进口设备为主的各系统的安全防护保护锁箱的构想。

二、研究内容及实施方法

经过多方研讨，初步制定了设计方案，设计了多种既不影响工作流程又能实现成本小、安全系数高、便于操作的防护装置， 主要从四类设备上着手设计加工安全防护罩，具体实施方法为：

1、刮板输送机监测系统推拉可视化防护装置的设计 利用5mm钢板焊接外壳护罩，且在罩体内留有可以推拉的沟壕，采用8mm厚的有机玻璃板作为推拉门，在沟壕内可以自由推拉，下方的电源盒等可用透明胶版将其遮护，并固定在护罩上。设计如下图：

在井下安装后，主要在前刮板输送机头、尾的2套数据监测系统上加装。

2、贝克集中控制系统安全保护锁箱

安装意义：所控制的工作面转载机、破碎机、前、后刮板机按钮，原人员可以在远方随时能控制各设备的启、停，这样会给工作面正在检修人员造成危害。用于工作面电气检修人员检修时，可以将盖板上锁，由检修人员将钥随身携带，以防他人误动作设备按钮，造成人员伤害。加工方法：利用厚3mm铁板和扁铁按照控制台处的集中控制箱的尺寸，在有显示屏的位置上割口，并用扁铁上焊接的螺丝杆将控制器抱紧，安装上锁眼即可。

3、控制三机组合按钮安全保护锁箱

安装意义：在前刮板输送机机头处CST上原有3个控制按钮（分别是：前、后溜单联按钮；贝克系统喇叭），原都随意摆放在CST上，即不方便检修人员操作使用，也不利于设备的维护。当人员爬入转载机或破碎机内检修设备时，若旁若无人的情况下开启设备时，会给正在检修人员造成伤害。此装置用于检修工进入转载机、破碎机内查看设备状况时，可以随身携带按钮箱钥匙，防止他人误动作按钮，造成重大人员伤害，也提高了检修人员进入转载机的安全性。

加工方法：利用厚3mm铁板、合页等焊接多功能锁箱（实物如下），将控制前、后刮板机、转载机的及工作面贝克语音喇叭控制器共同安装到一个箱体内。

4、泵站检修专用安全保护锁箱

安装意义：若工作面支架检修人员正在检修管路或泵站检修人员正在检修泵时，若它人在不知情况时开启泵站后，会给正在检修人员造成伤害。此装置用于泵站检修人员检修时，可以将控制按钮盖板上锁，由检修人员将钥匙随身携带，以防他人误动作按钮，造成人员伤害。

加工方法：利用厚3mm铁板和扁铁按照泵站控制器按钮的实际尺寸，用焊接扁铁上的螺丝杆将其抱紧，并安装好锁眼即可。

三、创新点

1、复杂地质环境条件下能够安全、可靠运行，确保检修人员操作安全，可广泛应用于各生产矿井的数据监测和控制设备上。2、设计新颖，外部美观得体，提高了装置使用的美观、实用、安全性。3、提高了工作面设备的安全可靠运行，也提高了“双基建设”标准要求。4、加强了检修人员的安全性，可以随身携带锁箱钥匙进行检修。5、投入较少的成本，换取较大的安全及生产效益。

四、结语

它成功地解决了塔山矿千万吨综放工作面配套设备控制系统按钮的安全防护问题，使用效果明显，强化了员工对于安全的责任意识，更重要的是提高了员工对于设备检修设备的安全系数，对千万吨综放工作面的安全高效生产有重要意义。

在经济效益方面，此项技术改造费用成本仅为10000元，但所取得的经济效益特别显著。刮板输送机监测系统推拉可视化防护装置投入使用以来从未损坏过，防尘性也较好，起到了设备防砸、防尘的作用，其它安全防护装置也提高了设备使用的安全性、易操作性。可广泛推广应用于以进口设备为主的大型矿井。

参考文献

[1]吴相宪.王正为.黄玉堂.实用机械设计手册[M].中国矿业大学出版社，1993.

[2]王洪欣.李木.刘秉忠.机械设计工程学[M].中国矿业大学出版社，2001.

作者简介

李高峰（1979-12），男，山西大同，本科，工程师，综采队副队长。