李志伟
（辽宁省水资源管理集团，辽宁沈阳110003）
［摘要］对于坡度大、距离长，人员采用步行的方式进出洞造成体力消耗严重、施工效率低，且蹬矿车钩头现象频繁出现，存在巨大的安全生产隐患，同时危险性系数增大，为了改善施工作业环境，保证作业人员职业健康安全，本着“以人为本、安全第一”的原则，完善人员进出洞方式。本文通过对大坡度、长距离斜井人员进出洞3种方式（斜井人车、斜井猴车及斜井行人助行器）综合比选，最终确定采用斜井行人助行器，并在实际运行中取得了很好的效果，开创了辽宁省内在水工隧洞斜井施工中采用斜井行人助行器解决人员进出洞问题的先例，为以后类似工程施工提供技术支撑和推广借鉴。 ［关键词］安全；助行器；斜井
［中图分类号］TV67；TV53+9［文献标识码］A
［文章编号］1002—0624（2019）01—0023—03
1工程概况
工程位于辽宁省北票市境内，为有压引水隧洞，全长12256.514m，共布设5条支洞，其中C2号斜井位于孟家窝铺村，施工长度708.983m。支洞口明挖段20m，支洞尾部平坡段长25.983m，进口底高程317.500m，交叉点洞底高程73.020m，综合坡度为36.875％，有轨运输，开挖断面形式为圆拱直墙型，成洞断面尺寸为5.0m×5.5m（宽×高），支洞开挖、支护任务全部完成。
2进出洞方式比选
根据《煤矿安全规程》规定，在斜井垂深超过50m时必须配备运人装置，通过调查国内外斜井施工方法，目前大坡度长距离斜井人员进出洞的方式主要有以下3种。
2.1斜井人车
斜井人车是以往矿山斜井中运送人员普遍采用的设备，在断绳或意外发生时能自行制动或人工操作制动，保证不出现溜车、翻车事故。适用于倾角10°～30°斜井。根据制动形式可分为插爪式（XRC）和抱轨式（XRB）2种。
2.2斜井猴车
斜井猴车为矿山架空乘人索道的简称，主要用于地下斜井工程辅助运输人员。将钢丝绳安装在驱动轮、托绳轮、压绳轮、迂回轮上并经张紧装置拉紧后，由驱动装置带动驱动轮和钢丝绳运行，来输送人员。可缩短人员上下斜井的路途时间，减轻人员上下斜井的体能消耗。 2.3斜井行人助行器
斜井行人助行器是将助行手把卡到由绞车带动无极循环运行的钢丝绳上，在人员往怀内拉助行手把时，借助钢丝绳带动助行手把上行助力上坡。人员随到随行，不受施工作业影响，设备安全性能高，安装无特殊要求，且占有空间不大，构造原理简单，一次性投资不高，方便安装，易于维护和操作。主要用于坡度大（8°～40°）、距离长（一般不大于1000m）、行人体力消耗较大的隧洞。2.43种方式对比
斜井人员进出洞方式优缺点对比见表1。
综上所述，通过对3种人员进出洞方式在安
2019年第1期东北水利水电工程施工
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全、经济、效果等方面的论证比选，结合现场实地考察，最终确定采用斜井行人助行器作为C2号斜井人员进出洞的辅助设备。
3斜井行人助行器设备性能
3.1使用环境条件及技术参数
斜井行人助行器要求在巷道尽可能直，避免多折曲，垂直变坡尽量少，因其安全无污染，不影响周围环境，不影响洞内其他布置安排，在不同隧道环境中可以通过配置不同的轮系达到安全助行，也可在含瓦斯的隧洞中使用。
斜井助行器主要技术参数：绞车型号JWB-1.2/0.75，主电机YBK2-180L-6，牵引力8~12kN，通过能力100～280人/h，牵引速度0.45~0.7m/s，适用巷道坡度8°～40°，牵引绳直径ϕ12.5mm，运输距离100～1400m。
3.2主要组成部分
斜井行人助行器主要由以下几部分组成：
1）绞车。由电机、制动器、减速机、驱动滚轮等组成，隔爆型电机型号为YBK2-180L-6、11kW、73
0r/min；减速器型号为DCY180；制动器型号为BYWZ5-200/30；驱动滚轮上可安装方便更换的易磨损轮衬，保证钢丝绳不挤压不缠绕，减少破损机率，提高使用效率及寿命。
2）钢丝绳。型号为（GB-1102-74）6X19-ϕ12.5-1670-特光右交。
3）张紧装置。一端与运行钢丝绳连接，另一端装有导向轮，通过尾部由钢丝绳连接的配重铁拉紧钢丝绳，可导向和拉紧运行铜丝绳。
4）轮系装置。组成部分有托绳轮组、回绳轮组、导向轮组等。轮系装置由锚杆通过与扁钢连接固定到隧洞侧壁上，托绳轮组在上，回绳轮组在下。托绳轮可承托和导向上行钢丝绳，保证钢丝绳运行高度，控制其与隧道侧壁的距离；回绳轮固定在拖绳轮之下一定距离，保证下行钢丝绳不拖地，也起到控制钢丝绳与隧道侧壁的距离，设置个数与拖绳轮一致；导向轮组是在有弯的隧洞内设置的，控制钢丝绳起导向作用。
5）助行手把。其作用是将助行手把一头卡在运行中的钢丝绳上，另一头握在手中为行人提供向上的拉力。
4设备安装施工
4.1安装步骤
1）制作绞车基础；2）安装绞车并固定；3）安装张紧装置；4）打孔以及安装锚杆；5）安装坡头导向轮；6）安装托绳轮，回绳轮；7）放钢丝绳；8）拉紧并插接钢丝绳；9）放置配重铁并张紧；10）调节托绳轮、回绳轮安装位置及间距；11）连接绞车电路及开关；12）通电试车。
4.2安装施工
1）斜井步行台阶
由于支洞坡度较大，人员进洞时身体作用力向下，且自身重力重心也向下，下肢承受着人体自重几倍的力，极易造成膝关节因压力过大而损伤，且洞内照明及其空气可见度不是很良好，脚下已踩空，不容易掌握平衡，易使前冲力过大，很容易发生危险，在速度稍快的情况下，易出现腿脚发酸、发抖，站立不稳。为保证人员上下洞安全，在支洞开挖支护期间，已在支洞进洞方向左侧施做梯段宽0.8m、踏步高0.15m、宽0.35m台阶。
2）绞车基础
绞车布置在斜井步行台阶侧，在洞口处开挖50cm深槽，尺寸为1.5m×0.8m，槽底四边往外斜向各打入地层内1根ϕ22锚筋，竖直向打入6根ϕ22螺纹锚杆，基础浇筑后竖直向锚杆外漏基础面约10cm，利用螺母把绞车固定在基础上。
3）涨紧装置
涨紧装置是采用槽钢和工字钢加工而成的框架结构，布置在井底接近平坡段处，与5片扁钢连接，每片扁钢采用2根ϕ22×900mm锚杆锁定到
表1斜井人员进出洞方式优缺点对比表
进出洞方式斜井人车
斜井猴车斜井行人助行器
优点
人员进出洞无需消耗体力，投入少，一
台人车投入6万元
人员进出洞无需消耗体力，安全可靠
能显著减轻行走人员的体力消耗，易于
操作和维护，占用隧洞空间小，可安装
在隧洞的一侧，一套设备12万左右。
缺点
安全风险大，如果出现断绳等原因造溜
车、翻车等极易造成人员伤亡，出现死
伤，目前已不被推广采用
投入费用大，一套设备投入26～30万，且
占用洞室空间大
人员出洞的辅助设备，没有完全依靠设
备替代行走，本质上未改变进出洞方式
工程施工东北水利水电2019年第1期·
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边墙上，采用铁块作为压重设备，通过张紧轮涨紧钢丝绳，张紧行程约5m。
4）轮系的安装
托绳轮组的扁钢采用2根ϕ22×0.9m锚杆固定到支洞边墙上，安装间距为12~16m，托绳轮采用螺栓固定到扁钢上。上托绳轮轮槽距离斜井底板1.1m、边墙0.2m，要求同一坡度隧洞内的托绳轮中心上下左右位于同一直线上。若钢丝绳过主要交叉巷道时，钢丝绳布置成龙门形式（即钢丝绳从交叉巷道顶部通过），以保证行人和车辆安全通过，此支洞中间不与其他巷道交叉。
5）钢丝绳
牵引钢丝绳是行人助行器的动力传动装置，长度应根据实际斜井长度截取，并适当留有富裕长度，钢丝绳先在绞车滚轮上进行缠绕，以三圈半为宜，保证上行钢丝绳在上、回绳在下，然后顺着轮组的方向穿好，并通过位于涨紧装置前端的张紧轮将上下绳进行插接成一个封闭的无极绳，保证钢丝绳有足够的伸长空间。钢丝绳的插接质量至关重要，要由厂家人员或熟练工人完成，插接长度要符合《煤矿安全规程》中不得小于钢丝绳直径1000倍的规定。缠绕完毕经全面检查合格后，通过张紧装置的涨紧轮将钢丝绳张紧。
6）设置应急避险洞
安装助行器侧每隔100m开挖2.5m×2.5m圆拱直墙洞室，深2m，用于作业人员临时休息和应急避险洞。
5行人助行器运行情况
行人助行器于2017年4月份安装并投入使用，经过一年多的运行，主要有以下问题。
1）钢丝绳接头插接处经长期摩擦，易出现破损开裂。
2）在运行过程中钢丝绳易架空并上下跳动，在人员经过轮系装置时易脱离托绳轮，造成卡阻或偏离现象，钢丝绳摩擦严重，人员上行时舒适度较差。
3）洞内局部照明不足，行走到此处时已踩空。
4）绞车和张紧装置处无助行手把专用储存箱。
5）由于回绳轮的下绳距离地面较低，人员很难通过钢丝绳进入避车洞，现场已设置的避险洞未起到临时休息的作用。
6）开关在洞口，洞内末设置可以启动助行器的开关按钮，每次出洞还要采用对讲机通知洞外值班人员。
7）当人员上行想在中间休息时，若操作不熟练，助行手把很难从钢丝绳上摘掉，应设置更为方便简单的助行手把。
6结语
经过运行证明，行人助行器在一定程度上可以减少工人出洞体力消耗，且能保证人车分离，相互不影响，保证了行人的安全，一年多来未出现安全事故。但助行器并未改变进出洞方式，仍旧靠步行，并且助行器运行速度固定，人员体质差别较大，行走速度不一致，部分作业人员有时嫌慢，且洞口值班人员有时不能及时启动，造成部分人员仍存在蹬矿车钩头现象，助行器未起到应有的作用。
助行手柄应由矿车运输到洞内，无须进洞人员将助行手把带下去，上下处必须设置助行手把箱，以防助行手把到处乱扔或丢失。现场最好悬挂行人助行器操作示意图，以便不常进洞人员可快速了解如何操作，还应改造托绳轮组，减少架空、上下跳动和脱轮现象，也需要经常检查插绳接头处，避免开裂造成人员受惊或受伤等。
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［收稿日期]2018-06-12
2019年第1期东北水利水电工程施工
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