擋車欄安裝專用液壓升降車的研制與應用

南寧 李東來 焦德奇 路野

摘? 要：為解決小青煤礦斜巷安裝擋車欄和巷道高處設備安裝拆除問題，研制了液壓升降車，該升降車主要包括液壓泵動力驅動、控制系統和執行機構。該升降車結構簡單，升降平穩，操作方便安全，載重能力強。在井下成功應用，效果良好，是一種實用的升降和承載設備，給礦井的安全生產工作提供了保障。

關鍵詞：升降車;研制;應用

中圖分類號：TD63? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）03-0165-03

Abstract： In order to solve the problem of installing the car barrier in the inclined roadway and the installation and removal of the equipment at the height of the roadway in Xiaoqing Coal Mine， a hydraulic lift car is developed， which mainly includes hydraulic pump power drive， control system and actuator. The lifting car has the advantages of simple structure， stable lifting， convenient and safe operation and strong load capacity. It has been successfully applied underground， and the effect is good. It is a kind of practical lifting and bearing equipment， which provides a guarantee for the safe production of the mine.

Keywords： lift car; development; application

1 概述

小青煤礦是國家“五五”期間的重點建設項目。位于遼寧省鐵嶺市調兵山市曉明鎮。礦井由沈陽煤礦設計院設計，基建工程兵00419部隊施工，1975年5月1日開工建設，于1984年12月15日投產。小青煤礦設計產量120萬噸/年。2014礦井核定年生產能力250萬噸/年。高瓦斯礦井。截止2018年底，礦井保有儲量資源9373.3萬噸，資源可采儲量3282.9萬噸，服務年限10.1年。

《煤礦安全規程》要求煤礦井下傾斜巷道中為預防在運輸過程中發生的跑車事故，必須在傾斜巷道中安裝跑車防護裝置，通過跑車防護裝置將脫鉤自由下滑的礦車攔住，以防止造成更大的設備損害和人員傷亡。為此小青煤礦嚴格按照《煤礦安全規程》要求，在傾斜井巷拉放車巷道中安裝跑車防護裝置緩沖式擋車欄（見圖1）。設計緩沖式擋車欄時主要考慮其抗沖擊性、安全性、有效性，造成擋車欄固定座和擋杠總重量約1噸，給安裝帶來難度，使用手拉葫蘆安裝時存在較多問題，一是必須打專用起吊錨桿;二是安裝地點巷道傾斜坡度大（12-20°）、巷道中高在3m以上，員工在斜巷登高作業，存在較大安全隱患和危險因素;三是員工拽手拉葫蘆勞動強度大。并且小青煤礦井下地質條件復雜，井下傾斜巷道較多，需要經常性的安設擋車欄，為此根據小青煤礦井下現場的實際情況，確保井下安裝擋車欄施工安全特研制專用液壓升降車，實現擋車欄運輸、安裝一體化，全面機械化操作，同時加裝安全護欄后還可以用作井下或地面登高作業用，代替梯子登高作業，提高登高作業的安全系數。

2 結構原理和技術參數

2.1 設備結構

擋車欄安裝專用液壓升降車通過齒輪泵輸出高壓油，帶動油缸動作，從而實現擋車欄在安裝過程中升降，傾斜及左右移動的目的。擋車欄安裝專用液壓升降車主要由上移動板、側向微調油缸、升降油缸、升降架、開關、電機、齒輪泵、油箱、調斜油缸、礦用平板車、卡軌器等部分組成如圖2所示。

2.2 主要技術參數（如表1）

2.3 液壓原理

擋車欄安裝專用液壓升降車動力系統主要依靠17kW電動機帶動CBK1012/4-318R雙聯齒輪泵給升降、調斜、側移等液壓油缸提供高壓油，通過操縱閥的操作來實現各液壓油缸的伸縮，從而達到液壓升降車上升、下降、側移及傾斜調節的目的，使斜巷擋車欄能夠順利的安裝到頂板上。液壓系統如圖3所示。

2.4 設備選型

小青煤礦井下斜巷使用的緩沖式擋車欄總體重量約1t，由于受鉸接軸的摩擦阻力和雙缸支撐不同步阻力及設備自身重量等原因，為保證液壓升降車在承載的情況下能正常升降，液壓升降車的向上推力不應小于4t。根據升降車向上推力的要求動力源初步選擇CBK1012/4-318R雙聯齒輪泵其排量23ml/r，額定工作壓力為20MPa。升降油缸選擇雙φ120-750液壓油缸。電動機選擇17kW防爆電動機。

設備選型理論核算：

在額定壓力為20MPa情況下，雙φ120-750液壓油缸可產生31.4t推力，由于升降油缸在升降架內最小角度為8°，當油缸在最小角度 8°時向上推力為4.36t噸滿足使用要求，因此油缸和齒輪泵滿足要求;若滿足升降車的推力在4t時，經計算升降油缸壓強必須大于17.96MPa，電動機的功率：

P=1.25×p1×V×n/ηO·ηm·60·1000

式中：

根據MG300/701-WD型采煤機CBK1012/4-318R雙聯齒輪泵說明書可知：

P：電機驅動功率（kW）;1.25：富裕系數;p1：泵輸出壓力;V：排量23ml/r;n：電機轉速1480r/min;ηO：容積效率是93%;ηm：機械效率是90%。

P=1.25×17.96MPa×23ml/r×1480r/min/0.93×0.9×60×1000=15.2kW

所以，選擇17kW電動機滿足設備需要。

3 使用方法

擋車欄安裝專用液壓升降車在入井前，先把緩沖擋車欄固定在液壓升降車上移動板上，待擋車欄及液壓升降車運到安裝位置后，先利用液壓升降車底座四角的卡軌器把液壓升降車與上山鐵道連接到一起，且上山絞車鉤頭不摘作為二次保護;電工接設液壓升降車的開關電源。待一切準備就緒后操作人員把液壓操作閥固定到山上側3m以外進行操作。

操作步驟：

（1）先通過操縱閥伸出調斜油缸，使液壓升降車的升降架水平角度與斜巷上山的角度一致。這樣，使擋車欄在液壓升降車上是垂直上升，當緩沖擋車欄上升到接近固定錨桿時停止上升操作。

（2）觀察緩沖擋車欄底座連接孔與頂板固定錨桿的左右位置是否對正，如有偏斜，利用側向微調油缸進行左右調節，使緩沖擋車欄底座連接孔與頂板固定錨桿左右對正。

（3）觀察緩沖擋車欄底座連接孔與頂板固定錨桿的前后位置是否對正，如有偏斜，利用調斜油缸進行調節，使緩沖擋車欄底座連接孔與頂板固定錨桿前后對正。

（4）當緩沖擋車欄底座連接孔與頂板固定錨桿的前

后、左右全部對正后，操縱上升油缸，上升緩沖擋車欄使頂板固定錨桿進入到緩沖擋車欄底座連接孔內，最后施工人員利用液壓升降車作為平臺，上緊固螺栓。

4 應用效果

2018年9月在小青煤礦W3軌道下山安裝緩沖擋車欄時進行使用，W3軌道下山坡度12°，全長650m。擋車欄安裝專用液壓升降車在安裝擋車欄的過程中使用狀況良好，具有較高的安全性，達到了預期效果。

擋車欄安裝專用液壓升降車經過在小青煤礦W3軌道下山安裝擋車欄的實際驗證，該設備設計合理，操作簡單，運行穩定可靠，完全適用于斜巷擋車欄的安裝工作。該設備的投入使用，降低了工人的勞動強度，簡化了擋車欄的安裝步驟，避免了工人在斜巷使用手拉葫蘆起吊重物作業，提高了工作效率，具有較高的安全效益和經濟效益。

5 經濟效益

節省工時人力，使用擋車欄安裝專用液壓升降車安裝斜巷擋車欄只需3人在1天內就可將每個上山用的2個擋車欄安裝完畢;而使用手拉葫蘆用人力安裝2個擋車欄則最少需要6人2天方能安裝完畢。每安裝一個上山的擋車欄就可節約9個工時，每個工時按200元計算，可節約0.18萬元，每年安裝6次可節約1.08萬元。另購進一套設備需23萬元，而本礦自行改造需成本費2.5萬元節省19.5萬元。

6 結束語

擋車欄安裝專用液壓升降車采用液壓系統操作，實現了斜巷擋車欄運輸、安裝一體化，簡化了擋車欄的安裝步驟。該液壓升降車不僅可以安裝斜巷擋車欄，更可在巷道高度較高的地點安裝工件時作為工作平臺，又可以作為升降機使用。為保證井下員工安全高效“高空”作業提供了堅實的保障，非常值得推廣。

參考文獻：

[1]于永江，郭云緋，高暢.虛功原理法進行多層剪叉機構受力分析[J].機械設計與制造，2008，3（3）：84.