架空乘人装置是安装在矿山井下斜巷或平巷顶部、以架空无极循环钢丝绳牵引乘人吊椅来运送人员的辅助运输设备,俗称「猴车」,其原理与地面旅游索道相近。它主要用于斜井集中运送矿工上下井,可缩短工人上下井的路途时间、减轻体能消耗。随着抱轨式斜井人车被列入淘汰目录并限期停用,架空乘人装置成为矿山斜井运人的主要替代装备,其安全运行直接关系到矿工生命安全。
定义
架空乘人装置是矿山井下用于斜巷或平巷人员运输的辅助运输设备,正式名称也作矿山架空乘人索道、矿用索道,在煤矿现场通常简称「猴车」。因乘人吊椅悬挂在钢丝绳上,人员坐下后双手握杆、双脚踩踏杆,姿态近似蹲坐的猴子,故得此俗称。[1]
它属于机械运人的一种形式。按规定,长度超过1.5km的主要运输平巷,或者高差超过50m的人员上下主要倾斜井巷,应当采用机械方式运送人员。[2]与轨道串车提升的斜井人车相比,架空乘人装置在运载方式上由轨道行进改为架空穿行,在地面与井下的运行区间内连续运送人员。[3]
原理
架空乘人装置由驱动装置、托绳装置、牵引钢丝绳、乘人器、迂回轮装置、张紧装置、安全保护装置及电控装置等部分组成。[4]驱动装置由电动机带动减速机上的摩擦轮(驱动轮)输出动力,钢丝绳依次绕过驱动轮、托绳轮、压绳轮与迂回轮,再由尾部的张紧装置拉紧,形成无极循环运行。抱索器把乘人吊椅连接到钢丝绳上,吊椅随之沿巷道上行或下行,从而实现运送人员的目的。
钢丝绳在沿途依靠绳轮组支撑,以维持其在托轮之间的挠度和张力。[5]根据抱索器型式的不同,装置分为固定抱索器、可摘挂抱索器和活动抱索器等类别;固定抱索器的吊椅在运行中不脱离钢丝绳,可摘挂式与活动式的吊椅则可在乘人站挂上或摘下,便于实现人员运输与轨道运输共巷。[4]
20世纪90年代以后,驱动方式由机械驱动发展为液压驱动。液压驱动的装置在正常停车或故障停车时,液压系统自带刹车功能,可锁住驱动轮,避免因轮边制动器制动力不足而出现打滑或飞车;同时可实现无级调速与软启动、软停车。[4]此外还出现了绳牵引轨道式装置,吊椅的载荷由承重轨道承担,钢丝绳只负责牵引,滚轮在轨道上运行并与夹紧钢丝绳的抱索器联接,由此减少掉绳现象,并适应大坡度与多个同向弯或「S」型弯的巷道。[6]
发展历程
斜井人车在中国煤矿的使用历史超过40年,长期是斜井运送人员的主要装备之一,但存在跑车、掉道、侧翻等隐患,车体重、制动可靠性较低。[7]2014年12月,山西省煤炭工业厅下发通知,要求国有重点煤炭集团煤矿于2015年6月30日前、地方煤矿于2015年9月30日前全部淘汰斜井(巷)人车,并明确选用新的斜井运人系统时宜优先选用架空乘人装置或异型轨卡轨斜井运人系统。[8]
2016年12月,原国家安全监管总局印发淘汰落后安全技术工艺、设备目录,要求普通轨抱轨式人车在5年后禁止使用,矿井由此普遍把人员运输系统改造为架空乘人装置。[9]2019年10月26日,宽沟煤矿副斜井架空乘人装置投入运行,取代原有三节斜井人车,并保留轨道运输物料系统,两套系统实现闭锁、独立运行。[7]
2021年11月上旬,河南省嵩县前河矿业有限责任公司石家岭金矿435斜井完成架空乘人索道安装,经一个月调试后正常运行,为该省首次将此类装置用于非煤矿山井下作业。[3]在标准方面,全国矿山机械标准化技术委员会归口的国家标准项目《地下矿用架空索道 安全要求》于2021年立项修订,拟增加最大运行坡度和运行速度、制动与安全保护紧急停车装置安装间距、横梁埋入巷道深度、抱索器强度与抗滑力等要求。[10]近年来,通过引入可编程控制器与传感器技术,部分装置实现了远程监控与无人值守运行。[11]
应用
架空乘人装置安装于矿井斜巷或平巷,用于集中运送人员上下井,具有随到随行、不需等待、一次性投入较低、动力消耗小、操作维护简便、用工较少等特点。[12]在保留轨道运输物料系统的副斜井中,它可以与轨道提升系统并存,也可实现人、物提升分离。[13]
实际工程中,装置的运输距离、巷道坡度、上下人车站数量需按矿井条件确定。例如中国中煤某矿的架空乘人装置运输距离960m,巷道最大坡度19.8°、平均坡度13°,设4处上下人车站,运行速度1.04m/s。金源煤矿23下18进风巷安装的单向活动抱索器装置型号为RJDKY45-30/3000(A)。[14]
改进方向包括一机两巷运输、弯曲巷道适应、长距离转弯布置以及自动化无人值守等。新郑煤电公司14采区通风行人联巷及西翼运输大巷实施架空乘人装置一机两巷运输后,减少一部设备投入,节约费用32万元,另每年节约人工及维护费用约122万元。[15]自动化方面,无人值守系统通过自动化升级改造实现远程监控,并利用红外线传感器达到无人自动化运行。[11]
局限
架空乘人装置对巷道坡度和断面有明确限制。《煤矿安全规程》规定,新建装置的固定抱索器最大运行坡度不得超过28°,可摘挂抱索器最大运行坡度不得超过25°;运行速度超过1.2m/s时不得采用固定抱索器,超过1.4m/s时应当设置调速装置并实现静止状态上下人员,严禁人员在非乘人站上下。[16]对于在用的装置,若运行坡度超出规定,运行速度不得大于0.7m/s,乘坐间距不得小于13m,并须有保证人员安全上下车的措施。[16]
在空间与布置条件上,装置的安装受巷道断面制约。宽沟煤矿副斜井需在净断面12.51㎡、净高3.7m的巷道内同时布置架空乘人装置与轨道提升两套系统并满足大件提升需要,原设计的机尾张紧方式因空间限制改为机头张紧,抱索器通行条件也需专门处理。[7]石家岭金矿435斜井在安装时,因原井筒断面小且管道、线路、监控设施无法拆除,需采用静爆剂进行无声爆破完成扩帮。[3]
安全方面,钢丝绳承重与牵引的传统方式存在飞车或掉绳的风险,需要依靠抱索器与绳轮组的可靠配合加以控制。[17]按规程要求,装置必须装设超速、打滑、全程急停、防脱绳、变坡点防掉绳、张紧力下降、张紧行程限位、防反转、越位等保护,并设置失效安全型工作制动装置和安全制动装置,安全制动装置必须设在驱动轮上,制动力为额定牵引力的1.5至3倍;还需每日至少检查1次、每年至少进行1次安全检测检验。[18]
参见
参考资料
- 湘潭恒欣：匠心造“猴车” 市场称“猴王” [引用日期2026-10-14]
- 架空乘人装置(猴车) [引用日期2026-10-14]
- 全省首例架空乘人索道（猴车）在非煤矿山成功投运 [引用日期2026-10-14]
- 中文|EN [引用日期2026-10-14]
- 煤矿用架空乘人装置在非专用巷道中的应用-山东煤炭科技2010年06期-手机知网 [引用日期2026-10-14]
- 第三代“猴车” [引用日期2026-10-14]
- 改造升级系统 筑牢安全防线——宽沟煤矿副斜井架空乘人装置正式投入运行 [引用日期2026-10-14]
- 省煤炭工业厅确定煤矿斜井（巷）人车淘汰时间表 [引用日期2026-10-14]
- 新疆神华天电矿业有限公司副斜井运输系统改造方案设计 [引用日期2026-10-14]
- 国家标准项目 [引用日期2026-10-14]
- 煤矿大坡度斜井用架空乘人装置无人值守运输技术的研究与应用-煤矿机械2023年07期-知网阅读 [引用日期2026-10-14]
- 架空乘人装置在王楼煤矿弯曲巷道中的应用 [引用日期2026-10-14]
- 王石凹煤矿井下架空乘人装置投入运行-铜川矿务局 [引用日期2026-10-14]
- 金源煤矿首部架空乘人装置安装工程正式启动 [引用日期2026-10-14]
- 架空乘人装置一机两巷运输设计和实践-江西煤炭科技2022年04期-手机知网 [引用日期2026-10-14]
- 煤矿安全规程（73） [引用日期2026-10-14]
- 轨道式绳牵引架空乘人装置 - Google Patents [引用日期2026-10-14]
- baike.com 上的网页 [引用日期2026-10-14]