繩牽引異型軌卡軌車的研制與應用

尹水生

摘 要：采掘機械大型化發(fā)展，迫切要求輔助運輸行業(yè)滿足實際生產的需要，繩牽引卡軌車的研制大大提升了礦井輔助運輸能力，并應用到工作面順槽，實現(xiàn)直達運輸，解決運人問題，杜絕掉道、翻車，具有精確超速制動功能，跟車司機可以緊急制動和遠程停機；變頻調速，速度切換平穩(wěn)，無需停機，異型軌抱軌制動安全可靠。

關鍵詞：卡軌；異型軌；自動制動；限速；運人

一、項目背景

隨著采掘綜合機械化的迅速發(fā)展和大中型機械的大量使用，傳統(tǒng)的小絞車、蓄電池機車已難適應煤礦井下輔助運輸?shù)男枰蔀橛绊懨旱V生產的主要因素之一。而無極繩絞車無法滿足工作面順槽運人要求，因此，研制開發(fā)安全高效的井下輔助運輸設備勢在必行。

二、系統(tǒng)組成

卡軌車運輸系統(tǒng)配置有絞車、張緊裝置、制動梭車、全路況卡軌人車、安全制動車、軌道及輔助系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，見圖1。

1）絞車：由電動機、行星減速系統(tǒng)、等部分組成。減速箱采用行星結構減速系統(tǒng)，配合變頻控制器可實現(xiàn)無極調速。制動系統(tǒng)采用閘帶式結構（液壓松閘、蝶形彈簧抱閘），制動效果安全、可靠，符合煤礦安全操作規(guī)程要求。2）張緊裝置：采用液壓自動張緊，能滿足起伏巷道對張緊力的不同要求，實現(xiàn)自動張緊。3）制動梭車：通過鋼絲繩牽引承載車輛進行運輸，且?guī)в蟹琅苘囍苿友b置，當出現(xiàn)斷繩等危急情況時制動裝置能自動抱軌進行制動，跟車司機也可手動制動。牽引車上裝有儲繩輪進行儲繩，滿足掘進工作面延伸鋪繩或回采工作面回縮儲繩。制動梭車配備有駕駛室，跟車司機可以隨時觀察運行過程中周邊環(huán)境和設備變化，意外情況可以通過手持機隨時停車，并且沒有跟車司機遠程指令，絞車司機無法開機運行，保證人員和設備安全。4）安全制動車：為保證人員運輸安全，安全制動車帶有防跑車制動裝置，當出現(xiàn)超速、斷繩等危急情況時制動裝置能自動抱軌進行制動。5）全路況卡軌人車：根據(jù)煤礦安全操作規(guī)程要求，應配備專用人車以實現(xiàn)長距離起伏巷道工作面運人、運物。人車上設置有旋轉卡軌輪系，在異型軌道系統(tǒng)運行時，確保不會掉道、翻車。同時，也可快捷地將卡軌輪系翻起，以便在普通軌道上臨時運行。6）控制系統(tǒng)：包括電控系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，電控系統(tǒng)包括PLC、變頻器等；通訊系統(tǒng)用于隨車人員與絞車操作進行通訊聯(lián)絡。設置有操作臺并有卡軌車運行時的電流、電壓、速度、運行里程、電器故障顯示等參數(shù)的顯示，可實現(xiàn)操作人員監(jiān)控，同時還有車輛實時運行位置模擬顯示，誤差不大于1米，操作人員在車輛運行過程中，視車輛的區(qū)段位置可選擇不同的運行速度。同時在緊急狀況時，隨車人員可以通過手持機遙控絞車主機使其停止運轉，防止出現(xiàn)生拉硬拽現(xiàn)象發(fā)生。7）軌道系統(tǒng)：異型軌系統(tǒng)是整體裝備核心技術之一，異型軌相比槽鋼軌、普通軌卡軌更可靠，配備旋轉道岔及輪組，可實現(xiàn)起伏、彎曲巷道的人員、貨物直達運輸。

三、主要創(chuàng)新點

1）將鋼絲繩牽引異型卡軌車成功應用于坡度25°以下、運輸距離達2500米以上、頻繁起伏且拐彎的工作面順槽，解決工作面順槽運人問題；2）吸收行星輪系結構無極繩系統(tǒng)傳動效率高、結構緊湊及異型卡軌運輸系統(tǒng)制動安全可靠的優(yōu)點應用于工作面順槽運輸卡軌車，消除工作面順槽運人、運物掉道危險；3）具有精確限速裝置，實現(xiàn)超速自動制動，防止出現(xiàn)飛車現(xiàn)象。同時也可實現(xiàn)手動制動；4）防掉道裝置采用液壓松軌、蝶形彈簧制動抱軌型式。制動速度快、抱軌可靠。

四、主要技術特點

1）牽引力大，能滿足運送大型設備如放頂煤液壓支架的要求；

2）變頻調速，頻率變化范圍3-100HZ，可實現(xiàn)無極調速；

3）張緊裝置采用后置式液壓張緊，操作視野廣、適應性強，能滿足起伏巷道對張緊力的不同要求；

4）具有精確限速功能，超速制動，防止出現(xiàn)飛車現(xiàn)象；

5）防掉道、防翻車，可實現(xiàn)安全運人、運物；；

6）采用德標K140異形軌技術等。

五、卡軌車在礦井運輸中的具體應用

（一）姚橋煤礦8519工作面概況

1）走向長度：2300米

2）傾向長度： 177米

3）垂 深 ： 200米

4）最大傾角： 0～16° 多起伏5、左拐彎一處

（二）8519材料道繩牽引異型軌卡軌車的優(yōu)勢

1）防止斷繩跑車事故。

2）實現(xiàn)順槽機械運送人員。

3）實現(xiàn)順槽運料工跟車運料。

4）提高工作效率，減少運料用人（3人即可）

（三）使用方法

1）前期采掘過程中，卡軌車隨著8519工作面的掘進逐步延伸運輸使用；

2）后期隨8519工作面回采，卡軌車進行工作面順槽運輸；

自安裝使用兩年以來，卡軌車運行狀況良好，從未發(fā)生過翻車、掉道、飛車等現(xiàn)象，運輸環(huán)節(jié)少，運輸效率高，完全滿足工作面順槽運人、運物安全操作規(guī)程要求，從而實現(xiàn)煤礦安全生產。

六、卡軌車應用效果分析

8519繩牽引卡軌車自安裝使用以來，有效避免了順槽運輸過程中發(fā)生的掉道、翻車等事故，解決了順槽機械運人問題，同時，減少了把鉤工數(shù)量，正常采用無極繩絞車運輸時，須至少配置人員5人（司機1人 ，上、下口各2名把鉤工）。使用卡軌車運輸時，由于把鉤工可以跟車運行，只需配備2名把鉤工和1名司機即可，實現(xiàn)減人提效。從而使得運輸環(huán)節(jié)及運輸系統(tǒng)較之以往有了極大程度地簡化，卡軌車牽引重量大、具有超強的爬坡能力，運輸效率比普通絞車高出數(shù)倍以上，同時還能夠節(jié)省人員，進而降低礦工的勞動強度，工作安全系數(shù)也相應有所提高。

七、結論

卡軌車適應于長距離、起伏巷道工作面（含掘進工作面）的運人、運物要求，減輕工人現(xiàn)場作業(yè)的勞動強度，消除工作面工人爬車等違章現(xiàn)象的發(fā)生；適用于工作面從掘進至采煤結束全過程的運輸要求；整條巷道運輸為直達運輸，環(huán)節(jié)少且簡單、安全、可靠。卡軌車的設計并實際應用到順槽工作面，解決了運人問題，并且實現(xiàn)減人提效，工作安全系數(shù)大大提高。