邁步自移軌道鉸接式設(shè)備列車的應(yīng)用

吳 寧，冀 輝

(陜西黃陵二號(hào)煤礦有限公司，陜西 延安 727307)

0 引言

隨著我國的采煤技術(shù)的日趨成熟，自動(dòng)化水平也不斷提高，先進(jìn)的設(shè)備列車移動(dòng)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生[1-3]。黃陵二號(hào)煤礦綜采工作面原使用的設(shè)備列車為絞車牽引式，配置35節(jié)板車，設(shè)備列車長度約160 m，為了減少設(shè)備列車前移頻率，單軌吊敷設(shè)120 m，單軌吊小車采用設(shè)備列車尾部絞車?yán)疲O(shè)備列車前移過程中帶著單軌吊小車移動(dòng)。由于設(shè)備列車較長，重量較大，且巷道有起伏，在移動(dòng)設(shè)備列車時(shí)存在跑車、側(cè)翻等不安全因素[4-7]。為解決這一現(xiàn)狀，黃陵二號(hào)煤礦引進(jìn)了交替離地邁步軌道鉸接式自移設(shè)備列車，以期減少井下突發(fā)事件的發(fā)生概率，保護(hù)工作人員的人身安全。

1 自移設(shè)備列車結(jié)構(gòu)及調(diào)試

1.1 自移設(shè)備列車概述

1.1.1 使用背景

工作面的走向長度4 093 m，傾向長度300.5 m；煤層為2號(hào)煤層，厚度2.7～3.3 m，平均厚度3.0 m，煤層下部含夾矸；工作面可采長度3 900 m，可采儲(chǔ)量483萬t。切眼寬度8.6 m，煤層傾角0～3°，平均2°。輔運(yùn)順槽4.6 m×3.8 m(寬×高)，膠帶運(yùn)順槽5.4 m×3.6 m(寬×高)，回風(fēng)順槽4.6 m×3.8 m(寬×高)。

1.1.2 列車用途

交替離地邁步軌道鉸接式自移設(shè)備列車安裝在煤礦綜采工作面順槽，用于安裝、固定、牽移移動(dòng)變壓器、組合開關(guān)、乳化液泵站、液箱、綜保、工具箱、備件箱及高低壓電纜、液壓膠管等，取代傳統(tǒng)絞車牽引設(shè)備列車方式。工作面向前推進(jìn)一段距離后，由電液控制系統(tǒng)或手動(dòng)換向閥對(duì)所有車輛進(jìn)行集中控制，通過列車的移動(dòng)機(jī)構(gòu)完成整套列車向前牽移。各車輛間采用剛性連接板連接，自移軌道間用鉸接軌道連接段連接。主液壓管路貫穿所有車輛，列車組動(dòng)力源直接取自乳化液泵站。

1.2 列車結(jié)構(gòu)及工作方式

1.2.1 結(jié)構(gòu)組成

交替離地邁步軌道鉸接式自移設(shè)備列車由車體、自移軌道、輔助支撐油缸、輔助支撐滑靴、推拉油缸、電纜橋架、液壓管路等組成，如圖1所示。

圖1 移動(dòng)列車組單車結(jié)構(gòu)示意

1.2.2 工作方式

設(shè)備列車的推進(jìn)工作分為車體的向前推進(jìn)、車體及自移軌抬升、自移軌道的拉移跟進(jìn)、車體及自移軌道落地4個(gè)步驟。每四步為一工作循環(huán)，每次操作一個(gè)動(dòng)作要待上一步動(dòng)作完成后才可進(jìn)行操作下一個(gè)動(dòng)作。

第1步：車體的向前推進(jìn)。推拉油缸換向閥動(dòng)作，推拉油缸活塞桿伸出，推動(dòng)車體沿著自移軌道前進(jìn)。

第2步：車體及自移軌道抬升。輔助支撐機(jī)構(gòu)換向閥動(dòng)作及伸出，輔助支撐滑靴對(duì)車體形成支撐；同時(shí)帶動(dòng)車體及自移軌道上升脫離地面。

第3步：自移軌道的拉移跟進(jìn)。推拉油缸換向閥反向動(dòng)作，推拉油缸活塞桿收回，拉動(dòng)自移軌道向前跟進(jìn)。

第4步：車體及自移軌道落地。輔助支撐機(jī)構(gòu)換向閥反向動(dòng)作，輔助支撐機(jī)構(gòu)縮回，帶動(dòng)輔助支撐滑靴上升脫離地面；同時(shí)自移軌道與車體著地。

1.3 調(diào)試驗(yàn)證

通過對(duì)交替離地邁步軌道鉸接式自移設(shè)備列車的結(jié)構(gòu)體系和工作原理進(jìn)行分析和探究，結(jié)合井下原有的設(shè)備列車遇到的困難制定合理的解決方案，可以提高井下綜采工作的效率[8-12]。通過計(jì)算，得出了每輛設(shè)備列車所受的工作阻力和牽引力之間的關(guān)系，結(jié)合大量數(shù)據(jù)的支持，對(duì)原有的設(shè)備列車進(jìn)行改良，為煤礦企業(yè)的井下綜采工作提供技術(shù)方面的支持，從而大大降低井下工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 使用效果

2.1 自移設(shè)備列車優(yōu)點(diǎn)分析

2.1.1 安全性高

車體碰頭之間通過高強(qiáng)度連接板及防脫銷軸連接。運(yùn)行時(shí)，所有車輛的自移軌道通過連接段鉸接為一整體，能適應(yīng)巷道底板高低起伏的地質(zhì)條件；車輛輪對(duì)在軌道內(nèi)運(yùn)行，不受巷道地面情況影響，運(yùn)行更平穩(wěn)。單車布置4顆支撐油缸，最大支撐力可達(dá)942 kN(單車)；移動(dòng)軌道與輔助支撐滑靴底部都焊有防滑筋，與巷道地面摩擦阻力大，有效杜絕了在上下坡巷道中“跑車”事故。此外，每節(jié)車都有電纜存放架，通過4條站管固定在車輛四角，存放架為框架結(jié)構(gòu)，并將高壓電纜、乳化液管、控制電纜及水管分類存放。各管線都鋪設(shè)在車輛頂部，與車輛整體同步前進(jìn)。從而確保高壓電纜、乳化液管、控制電纜及水管在運(yùn)行時(shí)不受牽拉。軌道間用型材作為橫梁，將軌道焊接成框架結(jié)構(gòu)，軌道底部焊有防滑筋。行走輪材質(zhì)為ZG400，經(jīng)過熱處理工藝，粗車、精車等工藝完成，軸承內(nèi)加注70%鋰基酯潤滑脂，行走輪兩端設(shè)置密封，防止水分、灰塵進(jìn)入，滿足使用要求，無需維護(hù)。列車帶有調(diào)偏裝置，能對(duì)列車組運(yùn)行過程中跑偏進(jìn)行糾偏。

2.1.2 節(jié)省人力物力

列車以工作面乳化液泵站為工作動(dòng)力，不需要配備絞車及電氣設(shè)備。節(jié)省絞車及其電控系統(tǒng)。不需要人工設(shè)置牽移生根點(diǎn)，減少材料消耗和人力消耗。軌道和平板車交替移動(dòng)，不需要人工循環(huán)鋪設(shè)軌道；減少工人勞動(dòng)量。每一臺(tái)設(shè)備列車都有千斤頂與軌道相連，液壓系統(tǒng)設(shè)有液壓鎖。列車移動(dòng)完畢不需要加機(jī)械阻車器。

2.1.3 提高綜采工作面供電質(zhì)量

在采用自移設(shè)備列車之前，泵站和變電站之間的距離較遠(yuǎn)。自移設(shè)備列車投入使用后，自移設(shè)備列車能夠自動(dòng)的近距離的為綜采工作面供電，確保綜采工作面的工作效率。

2.2 自移設(shè)備列車的注意事項(xiàng)

在一項(xiàng)技術(shù)投入使用時(shí)，不僅可以顯現(xiàn)出優(yōu)點(diǎn)，還有許多需要注意的問題逐漸暴露。在自移設(shè)備列車移動(dòng)期間，除了施工人員和操作人員必須留在現(xiàn)場，其他任何人員不得以任何理由在現(xiàn)場逗留，以免出現(xiàn)安全事故，造成不必要的傷害。因此，在自移設(shè)備列車移動(dòng)之前，要拉一條警戒線，防止無關(guān)的工作人員進(jìn)入。

3 結(jié)語

通過介紹自移設(shè)備列車的結(jié)構(gòu)體系和工作方式，全面展示自移設(shè)備列車在煤礦綜采工作面中的重要作用。交替離地邁步軌道鉸接式自移設(shè)備列車的使用，將大量的工作人員解放出來，具有效率高、用人少、操作方便、維護(hù)費(fèi)用低、安全可靠等優(yōu)勢；降低了煤礦工人勞動(dòng)的強(qiáng)度，減少在采煤過程中拉移設(shè)備列車的準(zhǔn)備時(shí)間等。此外，消除了移動(dòng)設(shè)備列車存在的跑車、側(cè)翻等不安全因素，提高了煤礦工作的生產(chǎn)效率。