絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統的創新與應用

王俊平

摘要： 本文介紹了在綜采工作面生產過程中，遇到特殊工作面需要合茬，并且頻繁回撤大型設備時，采用絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統，用普通絞車（40kW、55kW、75kW均可以，可根據巷道坡度和提升重量選擇合適的車輛作為動力源）作為動力源，可實現絞車的互換，減少了絞車設備投入，簡化了運輸系統，減少了運輸環節；節省了人工成本費；大大提高了工作效率，并且為安全、快速回撤設備提供了有力保障。

Abstract： This paper introduces the production process of fully mechanized coal face. When encountering the special working face which need to cut the crop and withdraw the large equipment frequently， the winch type monorail hoist wire rope traction can be used， and the ordinary winch （40kW， 55kW， 75kW， the appropriate vehicles can be taken as the power source by the tunnel slope and lifting weight） can be taken as a power source， which can realize the exchange of the winch， reduce the investment of the winch equipment， simplify the transportation system， reduce the transportation links， and save the labor cost， greatly improve the work efficiency， and provide a strong guarantee for the safety and rapid retracement of the equipment.

關鍵詞： 綜采工作面；合茬；設備回撤；絞車式鋼絲繩牽引單軌吊

Key words： fully mechanized mining face；rackingbond；equipment withdrawal；winch type monorail hoist wire rope traction

中圖分類號：TD528 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）06-0148-02

0 引言

柴里煤礦推采的23上606工作面是刀把式工作面，需要進行大小切眼合茬。隨著工作面的推采，補運輸巷每天都要回撤溜子槽，并且運輸量比較大，而受巷道空間限制，原有巷道無法鋪設軌道，絞車運輸無法實現溜子槽、減速箱、電機等大型設備的整體運輸；回撤的溜子槽外轉困難，增加了職工的勞動強度，直接制約了工作面的正常推采。為了提高工作效率，確保安全性，必須開拓思路，內部挖潛，從根本上解決工作面合茬前后，綜機設備撤除流程中存在的問題。為此，我們重點實施了絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統新工藝。

在目前柴里煤礦工作面接續緊張的情況下，如何安全、快速、高效撤除合茬前后綜機設備，已成為我礦當前工作面生產的重要問題。在礦領導的關注下，經過探索和實踐我礦成功實施了綜（采）放工作面絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統新工藝，實現了高效化、連續化回撤作業，并取得了良好的經濟效益，為安全快速回撤提供了技術保障，具有很好的推廣意義。

1 成果的內涵和做法

絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統，用普通絞車（40kW、55kW、75kW均可以，可根據巷道坡度和提升重量選擇合適的車輛作為動力源）作為動力源，可實現絞車的相互對換，減少了絞車設備投入。絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統，是采用普通絞車與單軌吊機車相結合的而創造性開發研制的一種實用新型輔助運輸裝備；是對井下輔助運輸系統的進一步完善和提高。綜合起來有如下性能特點：

①根據不同條件，選用不同方案，采用不同輪組配置方式，可適應起伏變化巷道的不同運輸需求；采用靈活的結構形式，拆裝便利；回繩輪固定簡單，適應運輸距離的變化，可快捷地移動。

②采用機械式張緊裝置張緊鋼絲繩，鋼絲繩張力隨牽引工況而變化；采用導向輪分繩，避免鋼絲繩咬繩，減少鋼絲繩磨損；牽引車采用儲繩結構，可減少由于運距變化導致鋼絲繩浪費；部件采用可靠的機械結構，故障率低，維護工作量小。

③安裝區段內直達運輸，減少人力倒車次數，減輕了作業人員的勞動強度；大大地降低了管理難度，減少了運轉環節，減少了運轉事故保證了運轉安全。

④單軌吊列車組內設有自動保護制動剎車機構，從而起到安全制動防護作用。

23上606工作面現場運輸系統示意圖如圖1所示。

2 工作原理及過程

絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統由動力系統、張緊裝置、懸吊軌道、起吊梁、運人車、壓繩輪組和回繩輪組成，牽引車和起吊梁、運人車懸掛在懸吊軌道上，且與懸吊軌道滑移連接，起吊梁與牽引車和運人車裝連，壓繩輪組與懸吊軌道固定連接，回繩輪裝連在懸吊軌道的尾端，鋼絲繩穿過動力系統和張緊裝置，并穿過壓繩輪組和回繩輪，將鋼絲繩的頭部和尾部均與對應的牽引車固定連接。由動力系統帶動鋼絲繩來牽引和控制單軌吊車實現往返運行。

2.1 編組形式

在牽引車牽引座上用連桿串列2-10節起吊梁吊掛貨箱，運輸錨桿、支護材料和配件等輔助材料。采用三環鏈或連桿連接，運輸時可在牽引車的牽引座上用連桿串聯2-10節起吊梁（載重梁）。

2.2 主要構成與特征

設備主要有主機部分和輔助配套電控裝置構成。主機部分有絞車、張緊裝置、壓繩輪組、托繩輪組、牽引板、牽引車、儲繩筒、懸吊軌道、起吊梁、連接裝置、行走小車制動裝置、運人車、貨箱、回繩輪和鋼絲繩等組成；輔助配套電控裝置有：漏泄通信信號系統、礦用隔爆兼本安型控制臺和啟動裝置等構成。

2.3 懸吊軌道

懸吊軌道可直接安裝在巷道的拱形鋼架上，也可打錨桿固定頂板吊掛件，再用鏈環、弓形卸扣、高強度螺栓等吊掛軌道，在拐彎處設有斜拉鏈等加以固定。常用的單軌吊軌道安裝方式及有關規定如下：

2.3.1 單軌吊軌道選用：Ⅰ140E型工字鋼（Ⅰ155）

①單軌吊軌道分為：直軌每節長度分別為1.5m、2m、2.4m、3m；垂直彎軌-曲率半徑不小于10m、水平彎軌-曲率半徑不小于6m。直巷一般采用2.4m或2m直軌，斜巷常采用2m 或1.5m 直軌，水平和垂直拐彎處所采用彎軌一般每節長度為1～1.5m，并且在彎軌兩端分別連接1m左右的過渡直軌。

②軌道拐彎處、變坡處和斜巷坡度地段，應在主掛點增加側拉鏈，斜巷內每隔5個點加設一處前后固定拉鏈。水平彎軌連接處應用法蘭連接。

2.3.2 吊掛緊固件使用特定高強度M20×115螺栓和M20×95螺栓，吊掛鏈環選用特定的￠18×64規格的高強度圓環鏈。

①吊掛U 型環、鋼軌、U型鋼卡具為生產廠家設計制造專用配件，不可用其他產品替代。

②吊掛板必須與頂板用Φ22錨桿錨固，不得有間隙。

③吊掛板通過M20*95高強度螺栓與高強度圓環鏈（18*64）連接，軌道上側通過U型環與圓環鏈連接，底部用M16*180 螺栓進行緊固連接。

2.4 連接裝置

連接裝置主要由連接魚口、連桿、連接插銷等組成，通過連接裝置將列車的各個部件連接起來，組成列車系統。其中，各連桿兩端的連接孔內都裝配有關節軸承，這樣可以適應巷道起伏變化，改進連接性能，同時也大大減少了銷軸、銷孔間的磨損。

2.5 行走小車制動裝置

該制動裝置是由車體，制動液壓缸、液壓油箱、手動液壓泵（或小型液壓站）、制動彈簧控制閥、離心釋放器、制動閘塊等組成，制動原理是制動桿端部裝有制動閘塊，車組運行時，制動缸內充有壓力油，使閘塊離開軌道腹板而處于松閘狀態，當斷繩超速，離心釋放器起作用，控制閥動作，使制動液壓缸內前腔液壓油釋放，在彈簧力作用下，閘塊壓緊軌道腹板實現停車制動。

2.6 回繩輪、軌道座及軌道座軌道

回繩輪固定在運距的終端，軌道座軌道上，支承整個系統的反力，并可隨工作面的推進方便地移動，以實現運輸距離的變化。在運輸時回繩輪用鋼絲繩與軌道座固定在一起。

絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統是采用一種普通絞車與單軌吊機車相結合的新穎煤礦用絞車驅動單軌吊運輸系統；該運輸系統采用新型牽引車（梭車）機構、超速自動保護液壓剎車機構（行走小車制動裝置）、起吊梁、壓繩輪組件固定裝置、拐彎道固定連接裝置等技術。

3 成果實施后所產生的效果

通過在23上606工作面使用，絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統的具有以下優點：

①適應有起伏變化的順槽巷道，運輸距離長，可代替多部小絞車、回柱絞車接力對拉，節約了設備投入，簡化了運輸系統，減少了運輸環節，每年可節約設備投入32.8萬元；

②只需固定司機1人和2名信號把勾工便可操作運行，比使用小絞車節省人員8人左右，每年可累計節省直接費用117元/天×8×276=25.8336萬元；

③工作面順槽使用方便。鋼絲繩儲存在梭車內，可隨著工作面的推進方便快捷地移動尾輪，增加或縮短運輸距離，杜絕了使用臨時小絞車存在的穩車困難的問題；（每年可減少1寸鋼絲繩投入500m左右，累計節省費用500m×26元/m=1.3萬元）

④安全性高。與普通軌道運輸相比，減少了運輸環節，實現了運輸過程的全過程控制，大大減少了輔助運輸安全事故發生的概率；

⑤減少運輸空間的影響。充分利用巷道的中上部空間，避免了巷道下部空間狹小的影響；

⑥由于實現了連續化運輸，大大提高運輸工效，尤其在綜采工作面大件物料運輸中，由于減少了中間轉載等環節，一般每次運輸時間可節約1/2左右。

4 結束語

絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統，為牽裝流程式作業，實現了裝車、運輸流程式、連續化作業。通過在我礦23上606工作面成功實施應用，能夠全面降低作業人員勞動強度、提高作業安全可靠性，實現了工作面設備的快速撤除，撤除速度平均由每班一節溜子槽提高到每班3節，每天可以多回撤2節，工作面推采65天提高工作效率節省費用2節/天×65天×124元/節=1.612萬元；節約了成本（每天可減少人工投入8人左右，每年可累計節省直接費用25.8336萬元；每年可減少1寸鋼絲繩投入500m左右，累計節省費用1.3萬元）；可代替多部小絞車、回柱絞車接力對拉，節約了設備投入，簡化了運輸系統，減少了運輸環節，每年可節約設備投入32.8萬元；另外，提升了工作速度，縮短了撤除時間，為工作面的原煤生產節省了時間，為全年生產任務的圓滿完成提供了有力保障。采用絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統新工藝，每年可累計節省直接費用61.5456萬元。2015年12月，棗莊礦業（集團）有限責任公司在柴里煤礦召開了絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運輸系統新工藝推廣現場會，充分肯定了此工藝的優越性。

參考文獻：

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