一種礦山井下單軌運(yùn)輸調(diào)車場自動扳道裝置的研究與應(yīng)用

鐘 炯

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

一種礦山井下單軌運(yùn)輸調(diào)車場自動扳道裝置的研究與應(yīng)用

鐘 炯

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

為了克服人工手動扳道和智能扳道器扳道的缺點(diǎn)，文章設(shè)計(jì)了一種礦山井下單軌運(yùn)輸調(diào)車場自動扳道裝置，可以自動實(shí)現(xiàn)空、重車分軌調(diào)車。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，提高了礦山井下單軌運(yùn)輸?shù)男屎桶踩?，取得了良好的?jīng)濟(jì)效益。該裝置簡單、可靠、耐用，適合于礦山井下調(diào)車場使用。

單軌運(yùn)輸；調(diào)車；自動扳道；安全

礦山井下一般采用有軌運(yùn)輸，且中小型礦山主運(yùn)輸巷一般采用單軌運(yùn)輸，為避免發(fā)生空、重車同道相撞事故，各中段井底車場和主運(yùn)輸巷會設(shè)置調(diào)車場。調(diào)車場是地下礦山生產(chǎn)調(diào)度的關(guān)鍵部位之一，扳道則是調(diào)車過程中一項(xiàng)頻繁而重要的環(huán)節(jié)。如果扳道不及時(shí)或不規(guī)范就極易發(fā)生撞車、跑車等事故，不僅影響整個(gè)礦山的運(yùn)輸能力，甚至可能造成作業(yè)人員傷亡。目前，大多數(shù)礦山采用人工手動扳道的方式進(jìn)行扳道，這種方式存在很多缺點(diǎn)，例如：因井下作業(yè)空間狹窄、照度有限，頻繁的扳道可能引發(fā)扳道人員扳道錯(cuò)誤、不到位，存在跑車、撞車等安全隱患；推車工（或機(jī)車司機(jī)）兼任扳道工，耗時(shí)費(fèi)力，降低了礦山的運(yùn)輸效率；通過分岔口時(shí)電機(jī)車頻繁開停，降低了其使用壽命［1］。極少數(shù)礦山采用智能扳道器進(jìn)行扳道，但使用效果不太理想，例如：智能扳道器使用條件苛刻，而礦山井下的潮濕環(huán)境、腐蝕性氣（液）體等極易導(dǎo)致電子器件損壞，影響使用壽命；另外，智能扳道器價(jià)格普遍昂貴，增加了礦山的生產(chǎn)成本［2，3］。本文旨在設(shè)計(jì)一種簡單實(shí)用的自動扳道裝置，克服人工手動扳道和智能扳道器存在的缺陷，提高礦山井下單軌運(yùn)輸調(diào)車作業(yè)的效率和安全性，同時(shí)降低礦山的生產(chǎn)成本。

1 結(jié)構(gòu)與原理

1.1 結(jié) 構(gòu)

設(shè)計(jì)的礦山井下單軌運(yùn)輸調(diào)車場自動扳道裝置可安裝在井底車場或中段主運(yùn)輸巷的分岔口，其主要構(gòu)件為連接桿和復(fù)位彈簧。安裝自動扳道裝置后的車場結(jié)構(gòu)如圖1所示。連接桿穿過A股、尖軌及B股軌道，與A、B軌道通過軌道孔口活動鏈接，與尖軌兩端通過螺栓或焊接固定連接。復(fù)位彈簧預(yù)設(shè)拉力，配合連接桿將尖軌始終并接在A股或B股軌道上。

圖1 安裝自動扳道裝置的車場結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 原 理

礦車經(jīng)過分岔口尖軌與A（或B）軌并軌處時(shí)，礦車輪緣在礦車推力Fp的推行下產(chǎn)生切向力Fq“擠壓”尖軌，迫使尖軌克服復(fù)位彈簧預(yù)拉力Ff和地面摩擦力f平移至軌道另一側(cè)，實(shí)現(xiàn)自動扳道功能，礦車順利通過分岔口后，尖軌在復(fù)位彈簧的拉力作用下恢復(fù)原位。自動扳道裝置運(yùn)行如圖2所示。

圖2 自動扳道裝置運(yùn)行示意圖

經(jīng)過試驗(yàn)，為保證尖軌既能緊貼A（或B）軌，又能在礦車通過后迅速恢復(fù)原位，同時(shí)保證礦車通過時(shí)需克服的阻力適中，復(fù)位彈簧最適宜的預(yù)拉力Ff和地面摩擦力f應(yīng)滿足以下條件：

Ff＝1.1～1.3 f

同時(shí)，為減小地面摩擦力，可在尖軌底部澆筑混凝土軌枕或鋪設(shè)鋼板。在復(fù)位彈簧端部增減墊片，可以調(diào)整預(yù)拉力的大小。

2 實(shí)施案例

湖南某地下礦山井下采用單軌運(yùn)輸，調(diào)車場最初采用智能扳道器扳道，后因其頻繁損壞、價(jià)格昂貴，轉(zhuǎn)而采用人工手動扳道的方式進(jìn)行扳道，由推車工兼任扳道工。因扳道工扳道錯(cuò)誤、不到位，曾多次發(fā)生跑車、撞車事故。2014年，礦山進(jìn)行了單軌運(yùn)輸調(diào)車場的改造，安裝了自動扳道裝置。

該礦井下單軌運(yùn)輸調(diào)車場示意圖與圖1相同，重車沿主運(yùn)輸巷朝井底車場方向前進(jìn)，空車的運(yùn)行方向與重車相反?？?、重車會車時(shí)，在復(fù)位彈簧預(yù)拉力的作用下，固定在連接桿上的左側(cè)分岔口尖軌與A股軌道并軌，重車可順利通過左側(cè)分岔口；同理，固定在連接桿上的右側(cè)分岔口尖軌與B股軌道并軌，空車可順利通過右側(cè)分岔口進(jìn)入錯(cuò)車道；重車前進(jìn)至右側(cè)分岔口時(shí)，礦車輪緣在礦車推力的作用下產(chǎn)生切向力“擠壓”尖軌，迫使尖軌克服復(fù)位彈簧預(yù)拉力和地面摩擦力與A股軌道并軌，礦車順利通過右側(cè)分岔口后，尖軌在復(fù)位彈簧的拉力作用下恢復(fù)原位，實(shí)現(xiàn)自動扳道功能；同理，空車前進(jìn)至左側(cè)分岔口時(shí)，礦車輪緣在礦車推力的作用下產(chǎn)生切向力“擠壓”尖軌，迫使尖軌克服復(fù)位彈簧預(yù)拉力和地面摩擦力與B股軌道并軌，礦車順利通過左側(cè)分岔口后，尖軌在復(fù)位彈簧的拉力作用下恢復(fù)原位，實(shí)現(xiàn)自動扳道功能。

設(shè)計(jì)的自動扳道裝置在該地下礦山應(yīng)用一年多以來，至今未發(fā)生跑車、撞車事故，有力地保障了運(yùn)輸安全；與此同時(shí)，礦山減少扳道崗位工6人，按該崗位人均工資2萬元／a計(jì)算，每年可節(jié)省12萬元，而該套自動扳道裝置造價(jià)僅約2 000元，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；安裝自動扳道裝置后，礦車可連續(xù)通過分岔口，提高了運(yùn)輸效率。

3 結(jié) 論

1.設(shè)計(jì)的礦山井下單軌運(yùn)輸調(diào)車場自動扳道裝置利用鉸鏈、彈簧和連接桿等基本構(gòu)件組成簡單的機(jī)械聯(lián)動裝置，相對于傳統(tǒng)的人工手動扳道和智能扳道器，具有構(gòu)造簡單、安裝便捷、運(yùn)行可靠、小巧耐用、外型美觀、造價(jià)低廉、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

2.該自動扳道裝置不僅適用于地下礦山各中段井底車場和主運(yùn)輸巷調(diào)車場，也適用于礦山井口車場。

3.安裝該自動扳道裝置，一方面可以精簡扳道崗位工，為礦山企業(yè)節(jié)約成本；另一方面可以提高礦車通過分岔口的速度，提高運(yùn)輸效率。

［1］ 于洋.礦司控道岔的應(yīng)用研究［J］.科技資訊，2012，（36）：103.

［2］ 王秀峰，桑志勇，張昭慧.斜井雙鉤提升運(yùn)輸?shù)难a(bǔ)充設(shè)計(jì)［J］.山東煤炭科技，2014，（8）：93-94.

［3］ 蘇淦萬.一種安全實(shí)用的自動搬道裝置［J］.安全與健康（上半月版），2004，（11）：32-33.

Research and Application on a K ind of Autom atically M oving Turnout Device for Shunting Yards of Underground Mine M onorail Transportation

ZHONG Jiong

（Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China）

To overcome the disadvantage ofmanually ormechanicallymoving turnout，a kind of automaticallymoving turnout device was designed for underground mine monorail to shunt the empty tramcar and loaded tramcar automatically.Through practical application，this device improved the efficiency and safety of the underground mine monorail transportation，achieved good economic benefits for the underground mine.This device is simple，reliable and durable，which is suitable for shunting yards of undergroundmine.

monorail transportation；shunting；automaticallymoving turnout；safe

TD524

A

1003-5540（2016）03-0005-02

2016-04-15

鐘 炯（1983-），男，工程師，主要從事安全技術(shù)研究和安全評價(jià)工作。