搶險救生機的研制

摘 要： 為解決礦難頻發，出現塌方事故后快速搶救井下被困人員，避免人員傷亡，研制了搶險救生機，在發生礦難事故，頂板冒落后，逃生、救援通道堵塞，井下遇險人員被困不能逃生脫險的緊急情況下，可迅速、高效、安全地打通救生通道，到達被困人員身邊，并使用專用救助車把人員救出。

關鍵詞： 搶險救生機;機械滑臺;救護小車

礦難頂板事故發生后會造成人員被困，如在短時間內無法打通冒落區，人員有可能因氧氣不夠或受傷得不到救治等多種原因死亡，為在塌方事故后快速搶救被困人員，減少人員傷亡，研制了搶險救生機，在發生礦難事故，頂板冒落后，逃生、救援通道堵塞，井下遇險人員被困不能逃生脫險的緊急情況下，可迅速、高效、安全地打通救生通道，到達被困人員身邊，并使用專用救助車把人員救出。

1 搶險救生機的工作原理

搶險救生機分體裝備在煤礦井下主要巷道內，在發生冒頂事故后可快速地把設備運輸至冒頂位置。搶險救生機主要包括機械滑臺、動力頭、四爪卡盤、中心支撐架、圓管、救護小車及刀盤組件等組成，其中動力頭安裝在機械滑臺移動工作臺上，中心支撐架安裝在機械滑臺尾部固定工作臺上，圓管一端靠四爪卡盤夾持動力頭上，由動力頭提供旋轉主運動，帶動圓管及刀盤旋轉，對前方坍塌的物料進行破松，同時機械滑臺推進，待坍塌物料打通后，四爪卡盤松開圓管并與動力頭移開圓管位置，在圓管內放入救護小車，救護人員通過救護小車快速安全，人性化的對坍塌受困人員進行施救，同時，本搶險救生機由多段構成，每節圓管長度3米，直徑0.6米，在推進3米之后，延長一節圓管，再由滑臺及動力頭向前推進，可無限延長，便于長距離掘進救護。

2 搶險救生機的主要結構

搶險救生機為保證搶險救援的及時性，所用零部件及外購件具有互換性強、結構簡單，現場所有拼裝零件采用快速連接裝置。

（1）機械滑臺。機械滑臺主要用于安裝動力頭、中心支撐架及圓管等，是整個設備的承載平臺，并為圓管的不斷進給提供動力，滑臺電機功率不小于7.5kW，使用變頻調速電動機，可進行工進及快進快退，工進速度5mm/min至1000mm/min可調，快進快退速度最快可至6000mm/min，最大進給力不小于50KN，工作行程不小于6000mm，可保證圓管的不斷延伸。

（2）銑削動力頭。搶險救生機采用1TX50銑削動力頭作為旋轉主動力源，安裝在機械滑臺的移動工作臺上，主軸上安裝四爪卡盤，并固定圓管一端，帶動刀頭組件進行旋轉，使冒落塌方的物料松散，方便圓管深入。

（3）四爪卡盤。四爪卡盤安裝在銑削動力頭主軸上，起快速夾持、松開圓管的作用，該四爪卡盤可夾持圓管直徑不小于φ830mm，允許的轉速不低于400r/min，并且每個卡爪可單獨移動，適合安裝圓形及各種不規則工件。

（4）中心支撐架。中心支撐架安裝在機械滑臺的尾端固定工作臺，用于圓管的支撐。圓管一端與銑削動力頭四爪卡盤連接，由于圓管長度及重量原因，必須在機械滑臺的末端安裝中心支撐架。支撐輪軸線為紡錘形，可在圓管進行移動時，減小運行阻力，并提供較好的導向作用。

（5）圓管組件。圓管組件一端安裝在銑削動力頭的四爪卡盤上，另一端安裝刀盤組件，在中心支撐架的支撐作用下，隨著機械滑臺的推移，刀頭組件鉆探塌陷物料，待鉆入機械滑臺一個行程后，安裝備用圓管，繼續推移，待塌陷物料區全部鉆通，打開前端刀頭組件，去掉銑削動力頭端的四爪卡盤，并把銑削動力頭退回機械滑臺最左端，保證救護人員可進入圓管組件內，并通過圓管進入塌陷區，把被困人員及受傷人員救出。

（6）救護小車。救護小車安裝在圓管內的軌道上，可在圓管內順利前后移動，救護人員可俯臥在小車上，依靠雙手或后方人員作為動力，到達塌方物料區域，然后安置被困人員或受傷人員在救護小車上，由救護人員在后方推動，使被困人員逃出。

（7）電控系統。搶險救生機的電控系統采用集中控制，全部操作可在一個操作臺完成，主要動作包括機械滑臺工進、機械滑臺工退、機械滑臺快進、機械滑臺快退、機械滑臺速度調整、銑削動力頭的電機啟閉、機械滑臺主電動機啟閉、潤滑系統電機啟閉、設備的自動控制、急停控制。該電控系統在設置好參數后可按編制的程序進行按步運行，達到操作的自動進行。

3 搶險救生機調試安裝

搶險救生機組裝裝配完成后進行了機械滑臺工進、工退、快進、快退、銑削動力頭旋轉、機械滑臺速度調控、潤滑系統的控制、各處行程開關的控制、四爪卡盤的夾緊與松弛、圓管在中心架上的前進與后退、中心架對圓管的支撐、刀盤快速拆裝、圓管的快速拆裝等動作，以上動作均符合搶險救生機的使用要求。

為保證搶險救生機在實際塌方現場的使用效果，特在地面布置虛擬現場，用以記錄整體設備的安裝調試時間及圓管前進效果，圓管拆裝的時間、救護人員在圓管內的通行過程，救護被困人員的過程，救護小車的使用過程、刀頭組件的拆卸過程等各方面數據，經模擬實驗效果良好。

4 結語

搶險救生機在發生塌方事故后可在現場快速組裝，并打通救護通道，使救護人員至被困人員身邊，通過救護小車把被困人員救出，此過程安全、可靠，救護過程及時、迅速，有效地保證塌方被困人員得到及時的救助，避免人員傷亡的發生。

參考文獻：

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作者簡介： 冀永凱，男，山東陽谷人。