柴油機與蓄電池單軌吊的應用研究與分析

周利　周健　邢恩明　馬冶　曲業偉

摘要：本文重點介紹分析了柴油機單軌吊和蓄電池單軌吊各自的優缺點以及應用發展方向，為用戶的選擇使用提供一些建議和參考。

關鍵詞：單軌吊;柴油機;蓄電池;應用;方向;選用

中圖分類號：TD634文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）06-0111-01

Abstract：Inthispaper，theadvantagesanddisadvantagesofdieselenginemonorailcraneandbatterymonorailcraneaswellasthedevelopmentdirectionoftheirapplicationaremainlyintroducedandanalyzed，andsomeSuggestionsandreferencesareprovidedforuserstochooseanduse.

Keywords：monorailcrane;Dieselengine;Storagebattery;Application;Direction;choose

1概況

煤礦行業作為未來幾十年甚至百年的國家支柱產業，它的現狀和發展仍不不可忽視，尤其是輔助運輸系統存在的問題比較嚴重，運輸形式多樣，設備水平參差不齊，輔助運輸方式包括最開始出現的絞車，現在的無極繩絞車，卡軌車、無軌膠輪車，到最近幾年出現的單軌吊系統等，都是為減少安全事故、提高運輸效率而逐漸制造應用的。近幾年，隨著單軌吊系統運輸的逐漸推廣和大面積使用，單軌吊系統運輸逐步成為礦井輔助運輸系統的主要形式，以安全、高效、便捷、直達目的地的運輸特點和優勢，已經在輔助運輸設備使用過程中凸顯出來，更被廣大用戶所喜愛。

2單軌吊基本概念及系統基本構成

2.1單軌吊。單軌吊機車是一種用圓環鏈、U型環、銷軸等懸掛于巷道頂板或U型鋼上的特殊工字鋼（I140E或I140V）作為運行道軌，由駕駛室、驅動、動力室等具有各種功能的裝置連成懸掛車組，動力單元提供動力，驅動單元提供牽引力，沿軌道運行的設備。其動力可由鋼絲繩、柴油機、蓄電池、動力電或壓縮空氣等提供。

2.2單軌吊系統基本構成。

（1）軌道系統：單軌吊機車運行的基本平臺和保障;

（2）單軌吊主機部分：一般由主副兩個駕駛室、動力控制單元、若干個驅動行走單元、連桿、液壓管路、電氣線束等組成;

（3）起吊承載機構，包括各種噸位的起吊梁、還有與起吊梁配合使用的載物箱體、輔助起吊裝置等;

（4）人車：用來運送人員的載體;

（5）安全保障制動車：獨立的離心保護裝置（人車末端配備）。

3柴油機單軌吊車運輸的主要優點

（1）單軌吊機車本機斷面小，巷道斷面空間利用率高，長度小，體積小、重量輕;

（2）可用于平巷和斜巷的連續不轉載運輸，其運送貨物不受底板條件限制，可在各種水平巷道、連續起伏道巷道，爬坡巷道、多個工作面運行;

（3）可完成從運輸大巷至采區車場直至工作面不轉載的運輸方式，可用于把主要運輸大巷和采區巷道連在一起的運輸作業。單軌吊運行靈活，一臺可多岔道多支線直達運輸，運行阻力小，安全高效、可直接進入工作面;

（4）起吊裝卸方便，操作人員勞動強度低;

（5）保護齊全，制動安全可靠;

（6）投資和維護費用較低。使用柴油機或蓄電池牽引，靈活性好，運輸距離不受限制，可以把人員、物料及設備運送到任何需要的地方，爬破能力強，柴油機車可達30°、蓄電池機車可達15°。

4單軌吊車運輸的缺點

（1）需要可靠的軌道懸吊承載裝置;

（2）柴油機單軌吊車排出的廢氣有少量污染和異味，需加強巷道的通風;

（3）由于運行軌道采用單軌懸吊方式，單軌吊車運行中存在機身搖擺現象。

柴油機單軌吊和蓄電池單軌吊優缺點分析與比較，從實際情況來看，蓄電池單軌吊優缺點并存。

優點

（1）工作使用過程中噪音小、無污染;

（2）使用過程中維護量相對較小;

（3）能量轉換率較高（電能帶動電機轉化為動能）

缺點

（1）整機設備過長，主機、電池、駕駛室、驅動加三組14噸起吊梁總長度超過40米

（2）整機自重過大，初步估算約19噸（主機3噸，電池6噸，6組驅動6噸，3組14噸起吊梁3噸，其他連桿、管路等1噸以上），較高的能量轉換率消耗在了拖動自身重量。

（3）蓄電池充電時間過長、電池更換過程耗費大量時間，充電時間一般不小于8小時，工作放電時間6小時。同時電池容量隨使用年限的增長續航能力出現衰減。

（4）電池購置費用相對較高

5結語

柴油機單軌吊逐步向大功率、低消耗、低排放的方向發展，同時將信息化、自動化和智能化的控制技術融入其中。蓄電池單軌吊應考慮井下充快速充電技術，同時考慮電池容量，減輕自重，增加其續航和爬坡能力。

柴油機單軌吊在價格上初期投入相對較多，但使用效果要好于蓄電池單軌吊，在條件允許的情況下應多考慮柴油機單軌吊（后期國三柴油機單軌吊出現后優勢更加明顯）。

參考文獻：

[1]參考《采礦工程手冊下冊》中，第七篇：《井下運輸系統》

[2]《2016年煤礦安全規程》

[3]MT/T883柴油單軌吊機車標準

[4]2007年第三期《山東煤炭科技收錄文章》文章《蓄電池單軌吊的研究與應用》

[4]柴油機單軌吊使用說明書（芬瑞特）

[5]蓄電池單軌吊使用說明書

作者簡介：周利，（1981—），男，山東泰安人，工程師，畢業于黃石高等專科學校（現湖北理工學院）機械與動力工程系汽車運用技術專業，主要從事煤礦提升、操車、洗選及單軌吊卡軌車輔助運輸設備等的設計研究。目前從事煤輔助設備的設計研發、選型、改進等工作。曾獲山東煤機裝備集團有限公司科技創新獎二等獎一項，三等獎二項，臨礦集團青工創新獎一項，煤機集團優秀科技工作者等。