淺議單繩索道人車托輪梁設(shè)計(jì)

王麗平

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山西陽泉 045000）

目前本礦井下單繩索道人車的托輪梁安裝是利用現(xiàn)有巷道兩幫鑿眼蹬梁的方式來固定，對(duì)現(xiàn)有巷道兩幫要求較高，此蹬梁工藝只適用于小斷面的砌碹巷道及專用于行人的巖石巷道[1]。

1 巷道概況

豎井?dāng)U四區(qū)地質(zhì)儲(chǔ)量為2 033.4萬噸，采區(qū)共有7個(gè)工作面，分兩翼布置。北翼有4個(gè)工作面，南翼有3個(gè)工作面，采區(qū)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬噸/年，服務(wù)年限為6年。采區(qū)主運(yùn)巷有兩條：分別為采區(qū)軌道巷和采區(qū)機(jī)猴合一巷。采區(qū)軌道巷承擔(dān)著本采區(qū)進(jìn)風(fēng)、行人、下料、排矸、供水、排水、供電等任務(wù)，機(jī)猴合一巷承擔(dān)本采區(qū)出煤、進(jìn)風(fēng)、行人、供水、供電等任務(wù)。機(jī)猴合一巷沿15#煤層頂板掘進(jìn)，全長800 m，最大坡度21.42°。斷面設(shè)計(jì)為矩形斷面，凈寬5 100 mm，凈高2 850 mm，巷道支護(hù)采用錨桿、錨索、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，巷道主要用于采區(qū)各個(gè)工作面的出煤及人員運(yùn)輸，必須安裝一部1.2米主強(qiáng)力皮帶出煤和一部單繩索道人車運(yùn)送人員，才能滿足生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

2 托輪梁傳統(tǒng)的蹬梁方式

擴(kuò)四區(qū)機(jī)猴合一巷斷面凈寬達(dá)到5 100 mm，采用傳統(tǒng)的蹬梁方式，蹬梁高度為2 050 mm，蹬梁長度為5 100 mm，一側(cè)搭接700 mm，托輪梁總長度為6 500 mm，由于托輪梁跨度太大，所以蹬梁工字鋼規(guī)格必須為12號(hào)礦用工字鋼，才能滿足安裝使用要求。巷道兩幫為煤幫，蹬梁梁窩有一邊深度達(dá)到1 400 mm才能將12號(hào)工字鋼調(diào)正。給施工隊(duì)組鑿眼蹬梁帶來了很大困難，即便如此，索道人車在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中托輪梁在受不穩(wěn)定的重力時(shí)，托輪梁容易出現(xiàn)上下晃動(dòng)，使鋼絲繩跳出托繩輪。發(fā)生安全事故。所以，急需一種新方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蹬梁方式。如圖1所示。

3 設(shè)計(jì)改進(jìn)后托輪梁的蹬梁方式

圖1 托輪梁傳統(tǒng)的蹬梁方式

由于擴(kuò)四區(qū)機(jī)猴合一巷是沿著15號(hào)煤層上層頂板掘進(jìn)的，直接頂為泥巖，平均厚度為3 960 mm，而且頂板成型較好，單繩索道人車托輪梁可以利用錨桿將托輪梁通過組合件連接錨固于巷道頂板上面，如圖2所示，此組合件利用5根錨桿將此部件底座錨固于巷道頂板上，托輪梁利用兩根直腿聯(lián)接于底座上。其中錨桿規(guī)格為直徑20 mm的左旋無縱肋螺紋鋼錨桿，長度為2 m。

安裝前預(yù)先由地質(zhì)測量部門給定單繩索道人車安裝中心線，施工隊(duì)組按照給定的中線先錨固底座中心用于定位的錨桿，然后固定好底座后再施工剩余的四根承重錨桿。經(jīng)技術(shù)人員校隊(duì)無誤后安裝直腿及托輪梁。托輪梁間距為8 m一組，如遇邊坡時(shí)按照?qǐng)D紙要求加密托輪梁，1 m一組，安裝3組。

圖2 底座

4 單繩索道人車固定托輪梁部件設(shè)計(jì)原理

由于機(jī)猴合一巷左側(cè)要安裝1.2 m強(qiáng)力皮帶，安裝單繩索道人車時(shí)巷道可利用寬度為2 700 mm。此部件分為三部分：底座、直腿、托輪梁。底座由一塊300（寬）×960（長）×20 mm（厚）鋼板和4塊175（長）×100（寬）×20（厚）鋼板焊接加工而成，并在上加工5個(gè)直徑32 mm的通孔，如（圖3）所示：直腿由900 mm的11號(hào)礦用工字鋼和90（寬）*170（長）*40（厚）焊接加工。如圖3所示：托輪梁為1 500 mm的11號(hào)礦用工字鋼。底座與直腿采用銷軸聯(lián)接，其中直徑為30 mm的銷用于承載重量，M20的螺栓和底座上寬度為22 mm的圓弧型的開口通過緊固，固定直腿的角度及左右位置。如遇巷道頂板局部角度與底板不符，安裝時(shí)可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)直腿角度，用螺栓緊固，固定直腿位置，使直腿始終垂直于巷道底板。底座上圓弧型開口為28°，直腿調(diào)節(jié)角度范圍就為0°到10°，橫梁左右調(diào)節(jié)范圍為0到160 mm，由于直腿長度為900 mm，橫梁高度在直腿上可調(diào)節(jié)范圍為0～300 mm。

5 效果對(duì)比分析

（1）單繩索道人車托輪梁采用傳統(tǒng)的蹬梁方式，單根工字鋼長度為6.5 m，每組托輪梁間距為8 m算，安裝完后共需礦用12#工字鋼110根，共計(jì)715 m。改進(jìn)后由于單繩索道人車托輪梁固定方式的改變，蹬梁規(guī)格采用了礦用11#工字鋼，每組托輪梁需要工字鋼長度為3.5 m，安裝共須工字鋼組合件數(shù)量為110組，共計(jì)385 m，節(jié)約工字鋼330 m。而且蹬梁的強(qiáng)度增大，實(shí)用性強(qiáng)，可以減少單繩索道人車運(yùn)行過程中工字鋼的維護(hù)量。

圖3 底座

圖4 直腿

（2）采用此部件固定托輪梁，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，所有部件現(xiàn)場安裝固定，結(jié)構(gòu)緊湊，有效的縮短了蹬梁安裝時(shí)間，通過改進(jìn)，由于托輪梁跨度降低，托輪梁長度由6 500 mm縮短為1 500 mm，托輪梁由12號(hào)礦用工字鋼降低到11號(hào)礦用工字鋼，就可以滿足安裝使用要求。

(3）利用此部件固定托輪梁，使托輪梁實(shí)現(xiàn)了高度和左右在一定范圍內(nèi)的可調(diào)節(jié)性，通過這樣，即使固定底座時(shí)誤差較大，也能夠通過現(xiàn)場調(diào)節(jié)托輪梁位置，滿足單繩索道人車托輪梁安裝精度，大大加強(qiáng)了此部件的實(shí)用性。

6 結(jié)束語

單繩索道人車在擴(kuò)四區(qū)機(jī)猴合一巷的安裝運(yùn)行中，采用改進(jìn)后托輪梁強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，易于調(diào)整，完全能夠滿足使用要求。

隨后在豎井?dāng)U三區(qū)機(jī)猴合一巷單繩索道人車安裝過程中，巷道局部頂板遇陷落柱，頂板破碎嚴(yán)重，造成托輪梁無法利用巷道頂板順利安裝。此時(shí)，需要先對(duì)頂板進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)完畢后，即可安裝托輪梁。

實(shí)踐證明：單繩索道人車托輪梁經(jīng)過改造后，其強(qiáng)度提高，調(diào)整更加方便，能夠降低單繩索道人車的故障率，從而提高了運(yùn)輸工作的安全性。

［1］李卯金.單繩索道人車在煤礦中的應(yīng)用［J］.陽煤科技，2001（03）：14-16.