礦井平巷單軌雙向調(diào)車裝置研究與應(yīng)用

劉煥石　幸奠軍

【摘 要】楊村煤礦六采區(qū)軌道集中巷是為整個六采區(qū)服務(wù)的主要水平運輸巷道，擔(dān)負著采區(qū)物料、矸石、采煤工作面支架等設(shè)備設(shè)施的運輸任務(wù)，是采區(qū)提升運輸?shù)难屎砗完P(guān)鍵環(huán)節(jié)。為解決原六采區(qū)軌道集中巷2部小絞車對拉運輸占用人員多、效率低的問題，通過研究論證，結(jié)合現(xiàn)場實際在六采區(qū)軌道集中巷設(shè)計安裝單軌雙向調(diào)車裝置，實現(xiàn)平巷單軌雙向氣動調(diào)車運輸，既減少運輸人員，又提高采區(qū)運輸效率和安全可靠性，達到減人提效之目的。

【關(guān)鍵詞】調(diào)車機；單軌；雙向運輸；氣動控制

0 前言

六采區(qū)軌道集中巷位于楊村煤礦南翼，是薄煤層綜合機械化開采采區(qū)的主要軌道運輸巷道。六采區(qū)軌道運輸系統(tǒng)由六采區(qū)輔助軌道上山、六采區(qū)軌道集中巷、六采區(qū)軌道上山組成，采區(qū)輔助軌道上山和軌道上山均采用大絞車提升運輸，六采區(qū)軌道集中巷總長200米，集中巷內(nèi)兩端布置有臨時倒車、換鉤的車場，巷道兩端各安設(shè)1臺11.4KW小絞車，采用2臺小絞車對拉運輸。對拉絞車運輸存在摘掛鉤環(huán)節(jié)多，占用崗位人員多，倒車、連車占用時間長，運輸效率低的問題。為此，通過對現(xiàn)場的分析和研究，決定對運輸方式重新進行改造，設(shè)計安裝單軌雙向調(diào)車裝置，解決現(xiàn)場存在的實際問題。

1 研發(fā)背景

1.1 六采區(qū)軌道集中巷運輸工藝現(xiàn)狀、調(diào)車裝置應(yīng)用比較

①六采區(qū)軌道集中巷運輸方式采用傳統(tǒng)的小絞車對拉運輸。在連接運輸車輛鉤頭時人力推車至摘掛鉤地點，利用2臺小絞車對拉，完成運輸作業(yè)。

工藝弊端：推車人員與車輛直接接觸，出現(xiàn)危險無法躲避；人力推車安全隱患多，需要輔助作業(yè)人員多，勞動強度大；工藝復(fù)雜，需要人工摘掛小絞車鉤頭；容易出現(xiàn)2臺小絞車司機操作配合不好問題，造成車輛掉道事故，存在不安全隱患。

②單軌雙向調(diào)車運輸工藝，使用井下壓風(fēng)為動力，風(fēng)動馬達驅(qū)動調(diào)車裝置實現(xiàn)運輸車輛，具有結(jié)構(gòu)簡單、遠距離操作控制、安全可靠，維護和檢修方便、占用人員少、運輸效率高等優(yōu)點。

2 方案設(shè)計

2.1 單軌雙向調(diào)車裝置的結(jié)構(gòu)組成

本調(diào)車裝置是一種無極繩形式的調(diào)車裝置，主要部分有迂回輪裝置1、推車到位裝置2、推頭小車3、推頭倒下裝置4、托輪裝置5、推車跑道6、安裝底架（含壓板）7、牽引鋼絲繩8、改向輪裝置9、轉(zhuǎn)彎輪裝置10、糾偏輪11、驅(qū)動機構(gòu)（含驅(qū)動摩擦輪12、驅(qū)動輪軸13、減速機14、驅(qū)動機構(gòu)座15、聯(lián)軸器16、驅(qū)動器17）、張緊小車18、張緊跑道19、張緊氣缸20、反沖洗過濾器21、氣源處理器22、控制操作臺23、張緊控制箱24、鋼絲繩托輥25、限位立輪26等部分組成。見圖1：單軌雙向調(diào)車裝置結(jié)構(gòu)組成。

2.2 工作原理

①以井下壓風(fēng)為動力，采用無機繩牽引方式，系統(tǒng)簡單可靠，具有牽引平穩(wěn)、沖擊力小、過載自動保護等特點，推車速度可根據(jù)現(xiàn)場需要調(diào)節(jié)。驅(qū)動摩擦輪12上的牽引鋼絲繩8通過糾偏輪11、轉(zhuǎn)彎輪裝置10、改向輪裝置9導(dǎo)向進入推車跑道6外側(cè)。在弧型軌道上開豁口，鋼絲繩8通過限位立輪26改向過道岔。在推車區(qū)域首尾端，鋼絲繩8通過迂回輪裝置1迂回、定位，進入推車跑道6內(nèi)，連接推頭小車3。推車區(qū)域內(nèi)托輪裝置5將鋼絲繩8托起，防止鋼絲繩8下垂磨繩。

②操作控制操作臺23，經(jīng)過濾后的壓風(fēng)進入驅(qū)動器17，驅(qū)動器17運轉(zhuǎn)，輸出扭矩，將風(fēng)能通過曲軸、活塞連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)變成機械能。減速機14吸收驅(qū)動器17轉(zhuǎn)速經(jīng)無級變速箱變速，達到減速效果，使其扭矩增加。操縱控制操作臺23上旋鈕前進或后退，驅(qū)動輪軸13帶動驅(qū)動摩擦輪12產(chǎn)生正反向運轉(zhuǎn)，經(jīng)牽引鋼絲繩8牽引達到正、反兩個方向走繩。牽引鋼絲繩8帶動推頭小車3前進、后退。推車到位時，推頭小車3頭部碰到推車到位裝置2，松開鋼絲繩8，推頭小車3停止推車。

③推車調(diào)車過程：當(dāng)一串車到達推車區(qū)域時，操作人員操作控制操作臺，直道推頭小車推動一串車向前運行，當(dāng)一串車推車過道岔，道岔前推頭小車接住礦車繼續(xù)向前推至變坡點前道岔，實現(xiàn)雙向推車、調(diào)車的目的。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

①工作介質(zhì)：干燥壓縮空氣；

②工作壓力：0.45～0.7MPa；

③環(huán)境溫度：-10～+55℃；

④額定推力：≥9.8KN；

⑤行程：147m；

⑥推移礦車數(shù)量：≤10輛；

⑦工作方式：自動、遠控；

⑧推車速度：15—40m/min；

⑨軌距：600mm；

⑩空氣相對濕度：<98%（溫度+25℃時）；

{11}一次最大調(diào)車數(shù)量可達10輛1噸礦車。

3 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點

1）調(diào)車裝置采用兩頭迂回輪實現(xiàn)鋼絲繩回轉(zhuǎn)，推車軌道與軌枕連接。推車頭高度保證礦車的通過，推礦車車擋，高度為軌面以上35-50mm，同時保證電機車的通過。推車機范圍要確保各類車輛能夠順利通過，推車作業(yè)完成后，推車頭落下，推車機各部分的最大高度不高于軌面40毫米。

2）驅(qū)動形式為單輪摩擦驅(qū)動。繩襯材質(zhì)為QH235，推車時鋼絲繩不得打滑。

3）牽引繩輪縱向間距為600毫米，推車軌道為壓板連接，彎道采用限位立輪限位，立輪結(jié)構(gòu)為雙軸承支撐，立輪直徑為φ100毫米。

4）牽引鋼絲繩通過導(dǎo)繩輪能夠可靠限位，鋼絲繩不脫落。推車滑道、推車頭及其他附件不妨礙絞車鉤頭、鋼絲繩的運行。推車滑道的連接處必須過渡順暢，無卡阻，推車頭往返自如。

5）推車頭只有在推車時處于抬起狀態(tài)，推車頭后退至待推車位置時，推車頭能夠自動落下，不推車時推車頭處于平臥狀態(tài)，不自行抬起。

6）推車機頭在推車到位后，能夠自動脫離鋼絲繩，不影響過道岔推車的運行。

7）推車機頭為雙向推頭，兩推頭互為閉鎖，能夠進行雙向推車，并實現(xiàn)彎道機械調(diào)車。

8）本裝置為氣動控制運行方式，為了保障運行平穩(wěn)安全可靠，控制柜設(shè)置壓風(fēng)過濾裝置，控制柜采用按鈕操作，并設(shè)置緊急停止按鈕，在遇到壓岔、掉道時可緊急制動，系統(tǒng)設(shè)置留有備用氣路，當(dāng)氣路出現(xiàn)故障時，可隨時更換另一路動力。

9）控制柜在進風(fēng)前設(shè)置潤滑噴油裝置，可調(diào)節(jié)進油量大小，以保證各閥件及運行機件的充分潤滑。

10）推車機控制臺上的操作按鈕標明功能名稱，防止誤操作。

11）推車裝置設(shè)集中控制臺對兩組組道岔，一個推車馬達（一組使用，一組備用）。

4 效益分析

1）經(jīng)濟效益明顯。采區(qū)軌道集中巷原來每班占用2名絞車司機，4名把鉤工。使用調(diào)車裝置后，每班安排2個人，1名把鉤工，1名調(diào)車裝置操作工。與人工推車相比，每班減少4人。僅減人提效一項，每年可節(jié)約人工費約28萬元。

2）勞動強度大幅降低。安裝使用調(diào)車裝置后，消除了把鉤工人力推車、鏈接鉤頭的工作量，降低了勞動強度，促進了安全生產(chǎn)。

3）該系統(tǒng)一次可推移多輛礦車，運行距離長，推力大，且具有過載自動保護功能。遠程控制，大大提高了輔助運輸?shù)陌踩裕岣吡诉\輸效率。

4）使用調(diào)車機裝置后，消除了因絞車司機操作配合不好，造成車輛掉道的安全隱患，提高了運輸?shù)陌踩煽啃浴?/p>

5）該調(diào)車裝置裝置投資少、結(jié)構(gòu)簡單，故障少，便于維護和檢修，易于推廣使用。

5 結(jié)論

根據(jù)建設(shè)本質(zhì)安全型礦井和提高輔助運輸機械化水平的要求，運輸工藝的升級改造和自動化水平提高，解決了人力推車問題和絞車對拉運輸落后的工藝，實現(xiàn)調(diào)車、推車機械化。把鉤人員遠程操作提高了安全可靠性。采用壓風(fēng)動力，清潔可靠，具有極高的推廣應(yīng)用價值。

[責(zé)任編輯：田吉捷]