煤矿用架空乘人装置检测

煤矿用架空乘人装置检测技术研究与应用

煤矿用架空乘人装置（俗称“猴车”）是矿井中运送人员的关键设备，其安全性直接关系到矿工的生命安全。因此，建立一套系统、科学、严格的检测体系至关重要。本文旨在系统阐述架空乘人装置的检测项目、范围、标准及仪器，为保障其安全可靠提供技术参考。

1. 检测项目：详细说明各种检测方法及其原理

架空乘人装置的检测项目涵盖设计符合性、机械性能、电气安全、状态及环境适应性等多个方面。

1.1 设计与安装质量检测

• 巷道适应性检测：核查装置安装巷道的高度、宽度、坡度及转弯半径是否符合设计文件要求，确保空间无干涉。

• 基础与钢结构检测：检查驱动部、回绳部、横梁等基础混凝土强度（采用回弹法或取芯法）和钢结构件的焊接质量（采用无损探伤，如磁粉或超声波检测）、防腐及安装尺寸偏差。

• 主要部件安装精度检测：使用全站仪、激光准直仪等测量驱动轮、回绳轮、托（压）绳轮组的垂直度、同轴度及中心线对齐度，确保钢丝绳轨迹平稳。

1.2 机械性能与安全保护检测

• 钢丝绳检测：

  • 无损探伤：采用电磁检测原理的钢丝绳探伤仪，检测钢丝绳内外部断丝、磨损、锈蚀、直径变细等缺陷，评估其剩余强度和安全系数。

  • 尺寸与状态检查：使用游标卡尺测量钢丝绳直径，检查插接长度、锈蚀情况，并检测张紧装置的张紧力及剩余行程。

• 吊椅（吊厢）检测：静态载荷试验（通常为1.5倍额定载荷）和动态疲劳试验，检查吊杆、抱索器、锁紧装置的强度、变形及防滑力。防滑力检测通过拉力计施加反向力，测试抱索器在钢丝绳上的最小静态防滑力。

• 驱动系统检测：

  • 制动性能测试：在额定载荷下，测试工作制动和紧急制动器的制动力矩、制动减速度及响应时间。原理为通过扭矩传感器或加速度计测量制动过程参数。

  • 驱动轮衬垫摩擦系数检测：间接通过测量衬垫磨损余厚，或采用专用摩擦系数测试仪进行验证，确保足够的牵引力。

• 安全保护装置功能试验：

  • 越位保护：模拟乘员越位，检测装置能否自动停车。

  • 欠速、打滑保护：通过模拟速度下降或驱动轮与钢丝绳速度差，测试保护动作的灵敏性。

  • 急停保护：触发沿线急停开关，验证停车可靠性。

  • 重锤限位保护：检查张紧重锤上下极限位置保护的有效性。

  • 液压系统保护：测试系统过压、超温、油位过低等保护功能。

1.3 电气系统检测

• 电气设备防爆性能检查：对驱动装置、电控箱等隔爆外壳进行结构参数检查（隔爆间隙、表面粗糙度）、强度试验（水压试验或参考报告）和引入装置检查，确保符合防爆要求。

• 绝缘性能测试：使用绝缘电阻测试仪（摇表或数字式）测量主回路、控制回路对地绝缘电阻。

• 接地电阻测试：使用接地电阻测试仪测量保护接地系统的电阻值。

• 控制系统功能测试：验证启动、停车、软启/软停、故障显示、闭锁等逻辑的正确性。

1.4 性能测试

• 速度测试：采用非接触式激光测速仪或光电编码器，测量空载和满载条件下的速度，验证是否符合设计且平稳。

• 乘人间距检测：测量连续吊椅在钢丝绳上的安装间距，计算理论运输能力。

• 噪声与振动测试：在驱动部、回绳部及乘降点，使用声级计和振动分析仪测量噪声和关键轴承座的振动烈度。

2. 检测范围：列举不同应用领域的检测需求

检测工作贯穿于设备全生命周期，不同阶段和场景的检测重点各异：

• 出厂验收检测：重点在于设计符合性、原材料质量、关键部件（如驱动装置、抱索器）的型式试验、电气设备防爆合格证及工厂组装测试。

• 安装调试后验收检测：全面检测安装质量、所有安全保护装置功能、整机性能及电气系统，是投入前的最终把关。

• 定期检验（在用检测）：根据法规要求（通常为每年一次），重点检测钢丝绳安全状态、制动系统性能、安全保护装置有效性、结构件有无裂纹或严重锈蚀、参数变化等。

• 大修后检测：等同于安装验收检测，重点关注更换或维修部件的性能及整机调试结果。

• 专项或故障后检测：针对特定问题，如钢丝绳异常抖动、制动失灵等，进行深入诊断性检测。

3. 检测标准：引用国内外相关标准规范

检测活动需严格依据以下标准规范执行，其中国标和行标是基本依据：

• 国家标准：

  • GB 21008-2020 《地下矿用架空索道 安全要求》

  • GB/T 12738-2006 《索道 术语》

  • GB/T 12141-2008 《货运架空索道安全规范》（部分条款参考）

  • GB 3836系列 《爆炸性环境用电气设备》

• 行业标准：

  • AQ 1038-2007 《煤矿用架空乘人装置 安全检验规范》（核心检测依据）

  • MT/T 1167-2019 《煤矿用架空乘人装置》

  • MT/T 1117-2011 《煤矿用架空乘人装置 减速器》

• 安全规程：

  • 《煤矿安全规程》（国家煤矿安全监察局）中关于架空乘人装置的强制性条款。

• 国际/国外标准参考：

  • EN 1909:2004 《索道运输安全要求 回收》（Safety requirements for cableway installations designed to carry persons - Recovery）

  • ANSI B77.1 《客运索道安全标准》（部分设计理念可供参考）

4. 检测仪器：介绍主要检测设备及其功能

一套完整的检测仪器库是实施精准检测的基础。

• 几何量测量仪器：

  • 激光测距仪/全站仪：用于测量巷道尺寸、安装中心距、标高等大型空间尺寸。

  • 数字游标卡尺、千分尺、钢直尺、卷尺：用于测量钢丝绳直径、轮衬余厚、结构件尺寸等。

  • 水平仪、激光准直仪：用于测量驱动轮、尾轮的水平和同轴度。

• 力学性能测试仪器：

  • 钢丝绳无损探伤仪：基于电磁感应原理，定量检测钢丝绳的金属截面积损失（LMA）和局部缺陷（LF）。

  • 数显扭矩扳手、拉力计：用于检查螺栓预紧力、抱索器防滑力等。

  • 制动性能测试仪：集成加速度传感器和数据分析单元，用于测试制动减速度、时间。

  • 静态载荷试验台：用于吊椅、抱索器的加载试验。

• 电气与安全检测仪器：

  • 防爆电气检查仪：包括隔爆间隙塞尺、螺纹规等，用于检查防爆面参数。

  • 数字绝缘电阻测试仪：输出测试电压（如500V，1000V），测量线路绝缘电阻。

  • 接地电阻测试仪：测量接地装置的接地电阻值。

  • 多功能电气安规测试仪：可进行耐压、泄漏电流等测试（需在安全条件下）。

• 状态监测仪器：

  • 非接触式激光测速仪：测量钢丝绳或吊椅的速度。

  • 数字声级计：测量噪声。

  • 振动分析仪：配备加速度传感器，监测驱动、回转等关键轴承座的振动速度或加速度，用于状态诊断。

  • 红外热像仪：检测电气接头、制动闸、电机轴承等部位的温度异常。

结语

煤矿用架空乘人装置的检测是一项多学科交叉、技术要求高的系统性工作。必须依据国家及行业标准，采用科学的方法和精密的仪器，对从设计安装到维护的全过程进行严格把控。随着技术进步，在线监测与智能化诊断系统正逐渐成为定期检测的有力补充，但其不能替代法定的人工定期检验。只有坚持“检防结合，预防为主”的原则，方能从根本上保障架空乘人装置的长周期安全稳定，为矿井人员运输筑牢安全防线。