廖振國(guó)

(開(kāi)灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司，河北 唐山 063000)

煤礦斜巷軌道運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生斷鏈、脫鉤跑車是煤礦斜巷軌道運(yùn)輸事故中危害最大的事故[1]，占斜巷提升運(yùn)輸事故的16.7%。根據(jù)開(kāi)灤煤業(yè)公司成立以來(lái)(2002年10月)的斜巷跑車事故統(tǒng)計(jì)分析，斜巷軌道運(yùn)輸發(fā)生跑車事故幾乎30%都與保險(xiǎn)繩使用情況有關(guān)，而保險(xiǎn)繩設(shè)置的性能優(yōu)劣是員工使用保險(xiǎn)繩的關(guān)鍵，正確設(shè)置、規(guī)范使用保險(xiǎn)繩[2]是防止斜巷軌道運(yùn)輸跑車事故最有效的措施之一?！睹旱V安全規(guī)程》[3]第四百一十六條第(六)款規(guī)定：“傾斜井巷運(yùn)輸時(shí)，礦車之間的連接、礦車與鋼絲繩之間的連接，必須使用不能自行脫落的連接裝置，并加裝保險(xiǎn)繩”。原國(guó)家安全監(jiān)管總局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局《關(guān)于加強(qiáng)煤礦機(jī)電運(yùn)輸安全管理工作的通知》(安監(jiān)總煤行[2008]175號(hào))[4]文件中也提出“斜井提升連接裝置要可靠，必須裝設(shè)保險(xiǎn)繩”。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求斜巷軌道運(yùn)輸必須加設(shè)保險(xiǎn)繩，但對(duì)保險(xiǎn)繩的具體設(shè)置卻沒(méi)有更多的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。開(kāi)灤集團(tuán)公司《小絞車司機(jī)安全技術(shù)操作規(guī)程》也僅僅提出了“保險(xiǎn)繩繩徑不得小于主繩繩徑”這一點(diǎn)要求，各煤礦沒(méi)有更多的標(biāo)準(zhǔn)要求可以借鑒，于是出現(xiàn)了多種多樣、形式各異的保險(xiǎn)繩，也曾多次出現(xiàn)設(shè)置不合理現(xiàn)象、現(xiàn)場(chǎng)操作不使用保險(xiǎn)繩等問(wèn)題。為規(guī)范管理斜巷提升運(yùn)輸保險(xiǎn)繩的設(shè)置、使用，開(kāi)灤集團(tuán)煤業(yè)分公司開(kāi)展了輔助運(yùn)輸專治理活動(dòng)，對(duì)斜巷提升運(yùn)輸保險(xiǎn)繩進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)范要求。

1 概 述

在斜巷軌道運(yùn)輸過(guò)程中，當(dāng)車輛因脫鉤、兩車或車與鋼絲繩頭之間竄銷、連接裝置斷裂時(shí)，保險(xiǎn)繩將失去連接的車輛兜住，防止發(fā)生跑車事故。1991年4月21日四點(diǎn)班林南倉(cāng)礦西一軌道上山斜巷從一中石門往下坡頭提運(yùn)5t蓄電池機(jī)車時(shí)，因連接蓄電池機(jī)車沒(méi)有使用防脫銷子，在斜巷軌道山一中石門口以下50m發(fā)生竄銷子跑車，絞車司機(jī)發(fā)現(xiàn)電流突然變化異常后減速停車，并通知信號(hào)把鉤工到現(xiàn)場(chǎng)查看，發(fā)現(xiàn)蓄電池機(jī)車與繩頭車的連接銷子竄出，蓄電池機(jī)車發(fā)生了跑車，但被保險(xiǎn)繩兜住了，蓄電池機(jī)車、繩頭車均發(fā)生落轍，跑車事故現(xiàn)場(chǎng)如圖1所示。

圖1 跑車事故現(xiàn)場(chǎng)示意圖

2 保險(xiǎn)繩的設(shè)置

2.1 保險(xiǎn)繩的型式

1)保險(xiǎn)繩一般有單繩式和環(huán)繩式兩種型式。單繩式保險(xiǎn)繩的一端卡接在主鋼絲繩上，另一端做成繩扣，用插銷與礦車尾部相連接。該保險(xiǎn)繩必須搭在或固定在礦車上部車體上，確保保險(xiǎn)繩固定牢固可靠[5]，防止在運(yùn)輸途中滑落到側(cè)面，如圖2(a)所示。環(huán)繩式保險(xiǎn)繩就是將保險(xiǎn)繩圍成環(huán)狀繩圈套在礦車兩側(cè)面，兜在礦車端面，并穿過(guò)礦車尾部連接裝置內(nèi)，插好銷子捌住，如圖2(b)所示。

圖2 保險(xiǎn)繩拴掛示意圖

2)單繩式保險(xiǎn)繩優(yōu)點(diǎn)是便于現(xiàn)場(chǎng)工作人員操作；缺點(diǎn)是容易滑落。環(huán)繩式保險(xiǎn)繩優(yōu)點(diǎn)是雙繩，承受沖擊力加倍；缺點(diǎn)是不便于工人操作，繩在車外側(cè)超寬，容易被巷道中的物體刮蹭，而需要設(shè)置固定鋼絲繩的裝置。

2.2 保險(xiǎn)繩適用范圍

單繩式保險(xiǎn)繩設(shè)置簡(jiǎn)單，操作方便，適用范圍較廣；環(huán)繩式保險(xiǎn)繩使用地點(diǎn)要求斜巷車輛兩側(cè)巷道寬敞，車輛與兩側(cè)管線間距較大地點(diǎn)。環(huán)繩式保險(xiǎn)繩也可以使用在主提升鋼絲繩繩徑較粗，保險(xiǎn)繩繩徑相對(duì)較細(xì)的場(chǎng)所。

2.3 保險(xiǎn)繩與主繩的連接方式

單繩式保險(xiǎn)繩一端通過(guò)繩卡固定在主鉤頭后端不小于600mm處，保險(xiǎn)繩繩頭制作與主提鋼絲繩制作標(biāo)準(zhǔn)一樣?？ń影凑铡朵摻z繩夾》(GB 5976—2006)[6]標(biāo)準(zhǔn)，繩夾間距為鋼絲繩直徑的6～7倍，保險(xiǎn)繩與鋼絲繩連接使用標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩夾的數(shù)量至少3個(gè)，具體數(shù)量根據(jù)繩的直徑確定，見(jiàn)表1。

表1 鋼絲繩夾數(shù)量要求

插接按照《鋼絲繩吊索、插編索扣》(GB/T16271—2009)[7]標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于折回式插編，每一股應(yīng)至少穿插五次，并且五次中至少有3次為整股穿插；對(duì)于對(duì)插式插編，不應(yīng)小于3次插編。為此，規(guī)定插接長(zhǎng)度一般為鋼絲繩直徑的20倍(或插接長(zhǎng)度應(yīng)不小于300mm)。單繩式保險(xiǎn)繩卡接與插接樣式如圖3所示。

圖3 單繩式保險(xiǎn)繩卡接與插接樣式(mm)

環(huán)繩式保險(xiǎn)繩與主鋼絲繩的連接是分開(kāi)式的，通過(guò)專用卸扣與主鋼絲繩連接。具體設(shè)置如圖4所示。在主鋼絲繩鉤頭后端不小于600mm處卡接一個(gè)連接保險(xiǎn)繩的繩扣，該繩扣直徑不小于主繩繩徑。保險(xiǎn)繩兜住所要提升的車輛，兩端折回利用專用卸扣與卡接在主繩上的保險(xiǎn)繩扣連接。

圖4 環(huán)繩式保險(xiǎn)繩連接方式(mm)

2.4 保險(xiǎn)繩繩徑的選擇

根據(jù)保險(xiǎn)繩在預(yù)防斷鏈、脫鉤跑車事故中的作用，結(jié)合《煤礦安全規(guī)程》解讀(2016版)[8]，關(guān)于斜巷軌道運(yùn)輸保險(xiǎn)繩安全系數(shù)的推薦值和目前公司各礦井保險(xiǎn)繩實(shí)際設(shè)置情況，公司規(guī)定斜巷保險(xiǎn)繩的安全系數(shù)不得小于4。煤礦斜巷提升運(yùn)輸保險(xiǎn)繩一般情況下選擇主繩規(guī)格相同的鋼絲繩(一般選用6×19+FC型號(hào))[9]，鋼絲繩繩徑在?18.5mm以下時(shí)，選擇與主繩繩徑一樣；鋼絲繩繩徑在?18.5～24.5mm之間時(shí)，選擇繩徑?18.5mm；鋼絲繩繩徑在?28mm及以上時(shí)，選擇繩徑?21.5mm，保險(xiǎn)繩繩徑設(shè)置要求見(jiàn)表2。如果保險(xiǎn)繩安全系數(shù)達(dá)不到要求，應(yīng)選擇環(huán)繩式保險(xiǎn)繩，環(huán)繩式相當(dāng)于保險(xiǎn)繩雙用，安全系數(shù)增加。

表2 保險(xiǎn)繩繩徑設(shè)置要求

2.5 保險(xiǎn)繩的長(zhǎng)度

保險(xiǎn)繩長(zhǎng)度應(yīng)為略大于一次提升串車的長(zhǎng)度，如圖5所示，保險(xiǎn)繩長(zhǎng)度應(yīng)按式(1)簡(jiǎn)單計(jì)算求得。

式中，l為保險(xiǎn)繩長(zhǎng)度，m；l1為串車長(zhǎng)度，m；l2為保險(xiǎn)繩在主繩上的起點(diǎn)至連接裝置的距離，m；l3為保險(xiǎn)繩尾與串車尾部之間的長(zhǎng)度，約等于h1，m；h1為保險(xiǎn)繩與車輛連接點(diǎn)水平線至礦車上沿的距離，m。

圖5 保險(xiǎn)繩長(zhǎng)度計(jì)算示意圖

因l3=h1，式(1)簡(jiǎn)化為：

因保險(xiǎn)繩剛性強(qiáng)、柔性差、易打卷，現(xiàn)場(chǎng)操作不容易拉直，實(shí)際保險(xiǎn)繩設(shè)置長(zhǎng)度應(yīng)在計(jì)算得出的長(zhǎng)度l的基礎(chǔ)上增加300mm。

3 保險(xiǎn)繩設(shè)置應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

3.1 保險(xiǎn)繩繩徑選擇過(guò)粗的問(wèn)題

保險(xiǎn)繩繩徑在選擇的時(shí)候常常沒(méi)有考慮到斜巷軌道運(yùn)輸日常提升載重量的實(shí)際情況，常想當(dāng)然地在操作規(guī)程、作業(yè)規(guī)程中規(guī)定“保險(xiǎn)繩的繩徑不得小于主繩繩徑”，由此，造成保險(xiǎn)繩繩徑設(shè)置過(guò)粗，鋼絲繩的柔韌性差，員工的操作難度加大，出現(xiàn)了員工在日常工作中不使用保險(xiǎn)繩的現(xiàn)象。在實(shí)際操作過(guò)程中，如果主提升鋼絲繩繩徑達(dá)到24.5mm時(shí)，鋼絲繩[10]柔性很差，非常不容易回彎，員工掛鉤操作非常不方加便，一個(gè)人根本操作不了，兩個(gè)人操作也非常麻煩費(fèi)事，于是就會(huì)發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程不落實(shí)的現(xiàn)象。林南倉(cāng)礦-500暗斜井最大傾角21°，最大提升車數(shù)2輛，軌道運(yùn)輸作業(yè)使用?24.5mm的6×19鋼絲繩，保險(xiǎn)繩也使用該繩。2000年4月23日夜班就發(fā)生了一起因未掛保險(xiǎn)繩而造成的跑車事故。事故原因是未使用保險(xiǎn)繩，礦車銷子防脫擋失效，軌道質(zhì)量差，車輛通過(guò)軌道節(jié)顛簸而竄銷子跑車。經(jīng)過(guò)調(diào)查走訪和事故原因分析，員工普遍反映保險(xiǎn)繩太硬日常操作非常不方便。后經(jīng)技術(shù)人員測(cè)算，該繩是為提升最大載重量綜采大件而設(shè)計(jì)的鋼絲繩[11]，日常提升量遠(yuǎn)達(dá)不到大件重量。于是就對(duì)該保險(xiǎn)繩進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，日常提升物料、煤矸時(shí)采用單繩式保險(xiǎn)繩，保險(xiǎn)繩徑為?18.5mm的6×19鋼絲繩；如果需要提升綜采大件時(shí)，單位則更換使用繩徑為?18.5mm的6×19環(huán)繩式鋼絲繩，繩徑雖然不變，但由于方式改變(其實(shí)相當(dāng)于保險(xiǎn)繩雙著使用)安全系數(shù)增加。因此，認(rèn)為 “保險(xiǎn)繩繩徑必須和主提升鋼絲繩規(guī)格相同”、“保險(xiǎn)繩的繩徑不得小于牽引鋼絲繩的繩徑繩”的說(shuō)法是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，上述說(shuō)法在繩徑?21.5mm以下時(shí)是可行的，當(dāng)鋼絲繩徑超過(guò)?21.5mm以上時(shí)，應(yīng)使用軟絲鋼絲繩(6×37)[12]或更改保險(xiǎn)繩設(shè)置方式，可以選擇繩徑較小的環(huán)繩式鋼絲繩，只要安全系數(shù)符合要求即可。

3.2 保險(xiǎn)繩設(shè)置過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題

斜巷斷鏈、脫鉤跑車前，保險(xiǎn)繩與車輛一起以速度V1勻速運(yùn)動(dòng)，保險(xiǎn)繩不受力。發(fā)生斷鏈、脫鉤跑車時(shí)，所跑車輛進(jìn)行自由減速運(yùn)動(dòng)，速度降為V2，經(jīng)過(guò)一段距離(保險(xiǎn)繩與所保護(hù)車輛長(zhǎng)度差值)后，保險(xiǎn)繩能夠兜住所跑車輛。在保險(xiǎn)繩兜住車輛的瞬間，保險(xiǎn)繩受到車輛沖擊力。根據(jù)任中全[13]提升系統(tǒng)斷繩沖擊力的分析，保險(xiǎn)繩的沖擊力[14]與保險(xiǎn)繩與所保護(hù)車輛的長(zhǎng)度差有關(guān)，如果保險(xiǎn)繩設(shè)置過(guò)長(zhǎng)，長(zhǎng)度差△L值越大，保險(xiǎn)繩所受沖擊力越大。為使保險(xiǎn)繩破斷力能夠抵抗跑車對(duì)其的沖擊力，而不發(fā)生折斷，在《煤礦安全規(guī)程》解讀(2016版)安全系數(shù)推薦值2的基礎(chǔ)上，要求保險(xiǎn)繩安全系數(shù)不小于4，確保安全系數(shù)滿足要求。

3.3 保險(xiǎn)繩與主繩沒(méi)有直接連接問(wèn)題

保險(xiǎn)繩與主鋼絲繩直接連接才能有效起到將竄銷、脫鉤的車輛兜住的目的。有的單位將保險(xiǎn)繩頭與主繩頭一起拴掛在礦車連接裝置內(nèi)，用同一個(gè)銷子固定是不合理的。一旦發(fā)生竄銷脫鉤現(xiàn)象，保險(xiǎn)繩將會(huì)和主繩頭一起與礦車脫離，起不到將所跑礦車兜住的作用[15]。

4 結(jié) 語(yǔ)

開(kāi)灤集團(tuán)煤業(yè)分公司在斜巷軌道運(yùn)輸治理專項(xiàng)整頓中對(duì)斜巷軌道運(yùn)輸保險(xiǎn)繩的設(shè)置進(jìn)行了有益研究探索，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)要求，采用單繩式保險(xiǎn)繩，保險(xiǎn)繩在主提鋼絲繩連接繩頭以上位置采用繩夾連接，保險(xiǎn)繩安全系數(shù)至少不小于4，保險(xiǎn)繩長(zhǎng)度在計(jì)算值l的基礎(chǔ)上富余量不超過(guò)300mm。保險(xiǎn)繩的規(guī)范設(shè)置及使用，充分發(fā)揮了保險(xiǎn)繩在斜巷軌道運(yùn)輸中的作用，有效避免了斜巷軌道運(yùn)輸跑車事故。