繩牽引單軌吊車在6198工作面的應用

聶鳳祥 劉 峰

（萊蕪市萬祥礦業有限公司，山東 萊蕪 271107）

1 輔助運輸系統概況及存在的問題

潘西煤礦隸屬山能集團新汶礦業集團有限責任公司，1958年建井。2007年以前，采區輔助運輸設備主要以調度絞車和回柱絞車為主，運輸提升環節多，提升重量受限，隨著大噸位綜采支架的運輸需要，絞車提升不僅制約了生產，而且各環節中安全風險大、隱患多。自2007年10月份起，根據集團公司統一部署，各采煤工作面的上巷開始配備柴油機單軌吊車，作為運輸綜采支架及其他物料的輔助運輸設備。柴油機單軌吊車不僅能適應運輸系統的局部大坡道，而且能實現連續運輸，機動靈活，適應性強，極大地促進了安全生產。截至2016年9月份，潘西煤礦共有2部柴油機單軌吊車，分別服務于6198工作面和6193工作面的上巷輔助運輸。

自2016年5月份起，柴油機單軌吊車在6198工作面使用過程中頻繁出現故障，其作為輔助運輸設備已嚴重制約了礦井的安全生產，經分析主要原因如下：

（1）因機車使用頻率高，年限長，機車老化，新汶礦業集團現使用的絕大部分柴油機車購于2007～2010年間，使用時間已接近10年報廢期，機車發動機及各部件老化或磨損嚴重，故障率高，維修成本大，嚴重影響到礦井的安全生產。

（2）因潘西礦單軌吊沒有形成環網（即一部機車服務于從礦井的井底車場、水平大巷至采區各工作地點或部分），柴油單軌吊車只服務于單個采煤工作面，不能將柴油單軌吊車的機動靈活性充分發揮出來，機車之間不能形成互為備用、檢修的環網，單軌吊作為工作面輔助運輸的單一設備，一旦機車有故障，造成工作面的輔助運輸系統處于癱瘓狀態，不僅影響生產，而且對礦井的安全造成重大隱患。

（3）6198工作面（包括新汶礦業集團老區內的其他煤礦）屬于深部開采，具有溫度高、潮氣大、災害多、運輸距離長等特點，極大地限制了柴油單軌吊的頻繁使用，主要表現為電氣故障多、發動機時常出現超溫現象以及運輸距離長、井上下溫差大造成的油脂污染等問題。

（4）使用成本高，統計2017年1月～6月6198工作面柴油機單軌吊車更換的易損件及油脂等費用平均每月超過8萬元，每部機車每年需要大修一次，年使用成本超過百萬元，與其他先進的輔助運輸設備相比，既不安全也不經濟。

柴油機單軌吊車作為6198工作面的輔助運輸設備已嚴重制約了礦井的安全生產。

2 礦井輔助運輸方案選擇

2.1 方案

6198工作面輔助運輸設備現使用的柴油機單軌吊車已不能滿足安全生產的需要，且已接近報廢期，不具有大修價值，需進行改造。結合礦實際提出了三種方案。

方案1：改造為無極繩連續牽引車

通過選型計算，選用SQ-90D型無極繩連續牽引車，主要技術參數為：

電機功率： 132kW；

調速方式： 開關磁阻電機調速；

滾筒直徑： 1400mm；

最大牽引力： 90kN；

最小張緊力： 300kg。

優點：結構簡單，可靠性高，故障率低，布置靈活，可適應起伏變化坡道的不同運輸需求，現場條件能夠滿足安裝要求。

缺點：需要購置新設備，重新布置地軌，施工工期長，前期投入費用高。

方案2：重新購置一部柴油機單軌吊

優點：不需要安裝其他輔助設備，新設備到貨后可直接安裝使用。

缺點：6198工作面開采深度在1000m以下，溫度高，潮氣大，限制了柴油單軌吊的頻繁使用，且投入費用高，對環境造成污染，性能不可靠，故障率高，維護成本高。

方案3：選用繩牽引單軌吊車

通過選型計算，選用DS-90B型繩牽引單軌吊車，主要技術參數為：

電機功率： 132kW；

運行速度： 慢速 0.7m/s 快速 1.3m/s；

滾筒直徑： 1400mm；

最大牽引力： 90kN；

最大靜張緊： 106.5kN；

最小軌道拐彎半徑： 水平6m 垂直10m

優點：運行安全可靠，牽引車及軌道上各種車輛均采用卡軌式結構設計，任何時候均不會出現掉道現象。具有雙重制動保護功能（主機的制動裝置及斷繩制動裝置）。爬坡能力強，能在起伏坡度較大和彎道情況下運行。對巷道高度、寬度要求底，高度最低可3.2m，寬度最窄2.5m。且具有性能穩定、結構緊湊、重量輕、噪音低、無污染、安全可靠、操作維修方便、使用成本低等特點。現在使用的單軌吊專用軌道1140E滿足要求，不需重新敷設軌道。

缺點：需要安裝設備驅動部分及沿途繩輪組、回繩站等，安裝周期比無極繩連續牽引車短，比安裝柴油機單軌吊車時間長。

2.2 對比分析

三種方案均能滿足6198工作面輔助運輸要求，經現場使用環境及經濟和技術比較后，選用方案3。

方案3有效克服了無極繩連續牽引車地面鋪軌繁瑣、投入建設費用高、維護難度大且不能載人運輸等缺陷；克服了柴油機單軌吊機車投入成本高、性能不穩定、維護保養費用高、噪音和空氣污染大、易爆等缺陷，更符合在6198工作面使用。

3 安裝運行情況

DS-90B型繩牽引單軌吊車主要有主機部分和輔助配套電器兩部分構成。主機部分有絞車、張緊裝置、壓繩輪組、牽引車組、起吊梁、連接裝置、行走小車制動裝置、運人車、集裝箱和回繩輪等組成；輔助配套部分在起始端各安裝一個阻車器，電控裝置由泄露通信信號系統、礦用隔爆兼本安型控制臺等兩大部分構成。

在柴油機單軌吊機車正常保障生產的情況下，在巷道預定位置挖基礎坑，將絞車和張緊裝置安裝在基礎坑上找正后，灌注混凝土。凝固過程中，將泄露通信信號系統及控制臺等安裝好。

利用礦井月度停產檢修時間，將繩輪組、牽引車組、起吊梁、連接裝置、行走小車制動裝置、運人車、集裝箱和回繩輪等安裝完成，并將鋼絲繩敷設上，具備試運轉條件。

試運轉過程中，系統存在的主要問題及解決方案：（1）在上坡道處出現張緊的鋼絲繩將吊軌帶到巷道頂板上。為解決這一問題，用工字鋼制作部分支撐架，支撐在頂板與吊軌之間，打設頂板錨桿固定，并在大坡道處加密壓繩輪組。（2）鋼絲繩在水平彎道處易脫槽。主要原因是繩輪組數量不足造成的，加密繩輪組后有效地解決了這一問題。（3）在經過大的水平彎道時，吊軌不穩定，易出現橫向擺動。在軌道拐彎處、變坡處和斜巷坡度地段，增加側拉鏈固定，每隔5組吊軌加設前后固定拉鏈。

通過采取以上措施，試運行一周后，設備運轉正常，至此6198輔助運輸設備更換工作順利完成。

4 結語

6198工作面上巷輔助運輸設備更換為繩牽引單軌吊安裝完成后，經驗收合格，運行正常，以最少的成本有效解決了老礦區輔助運輸系統這一瓶頸，改善了礦井安全環境，促進了礦井安全高效生產。