煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車技術的分析

李文宇

（西山煤電股份有限公司西銘礦，山西 太原 030052）

引言

近年來，工業、商業和國內生產過程對鋼絲牽引技術水平要求顯著增強[1-2]。因此，相關專家學者致力于在鋼絲牽引技術方面發現和開發新技術，以緩解該技術存在的問題。鋼絲繩牽引卡軌車技術的概念于20 世紀40 年代被提出，在70 年代被廣泛采用[6]。

1 煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車的用途和特點

1.1 卡軌車的用途

煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車適用于采用鋼絲繩牽引的一般軌道上的運輸設備，該卡軌車具有運輸距離長、傾斜角大、載重噸位高的特點。它能夠在金屬礦上的巷道工作，也能夠在有起伏變化的坡度軌道上運輸，傾斜角最大不能大于30°。它能夠將重型設備和材料直接運輸至目的地，代替工作人員完成不方便完成的工作。

1.2 卡軌車的特點

1）該設備具有兩種并行的制動系統裝置，兩種系統相互配合，魯棒性高。通過按鈕對其進行控制，操作簡單，對工人的操作要求低。

2）該設備既可以在綜采區運輸，也能夠在集中軌道巷中使用，還可以為煤礦掘進提供配套服務。

3）在不同環境條件下，通過采用不同輪組的配置，煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車能夠適應不同坡度軌道的運輸需求，結構固定靈活，拆卸裝配方便，運輸便捷。

4）該設備采用帶張緊力保護的張緊鋼絲繩，張力隨著牽引變化而變化。鋼絲繩中加入導向輪，將鋼絲繩分成兩部分，以免出現咬繩現象，同時較少繩之間的磨損使鋼絲繩使用壽命更長。該設備的儲繩結構能夠實現不同距離之間的運輸，避免鋼絲繩浪費。

5）該設備在安全區域內能夠直達運輸點，不需要中途轉載，這樣減少了人力搬運倒車的次數，減少了工人的無用勞動，同時大幅度降低了管理難度和設備的使用故障率。

2 技術應用

2.1 工作原理

絞車是基于煤礦井下鋼絲繩牽引的卡軌車的動力來源，發動機提供源動力，經過絞車滾筒的轉動，加之以與鋼絲繩之間的摩擦力使得繩子運動，鋼絲繩進而能夠牽引軌道上的牽引車，從而實現提升重物的效果，實現過程如圖1 所示。

圖1 煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車總圖

2.2 工作條件

必須要求在礦用軌道上，并且物體質量要滿足送運要求；需采用專用的連接器連接卡軌；軌道要順直，禁止出現陰陽軌道，且間距符合500～600 mm 范圍內；轉彎處的曲率半徑小于9 m，并且彎道上不能有岔道出現；出現坡度的地方需要平緩過度，曲線的半徑要不小于15 m；絞車的安裝位置要滿足寬度范圍在3～4 m 之內；對于岔道比較多的巷道區域（采取上山以及軌道集中的地方），需要采用木軌枕，以保證繩子通過。

2.3 絞車

絞車是整個系統設計中的源動力部分，傳動方式為機械傳動，由底座、電機、減速器、制動器組成。底座為整個系統提供基礎固定，減速器采用硬齒面齒輪裝置，滾筒部分由主軸、傳動等組成，見下頁圖2。

圖2 絞車組成圖示

2.4 張緊裝置

為了保證鋼絲繩有一定力度的張力，必須對鋼絲繩牽引卡軌車配置張緊裝置，如圖3 所示。該裝置為重錘式，主要包括張緊繩輪、定論組、動輪組、張緊力下降保護、框架、防護網、配重等。它能夠吸收鋼絲繩系統彈性變形伸長部分，并且能夠為絞車產生初張力，保證了鋼絲繩在卷筒上穩定的壓力，促進絞車的正常牽引。

圖3 張緊裝置示意圖

2.5 制動裝置

制動裝置如圖4 所示，屬于失效安全型。該裝置在正常運行時，無桿腔體注入液體，使得制動缸伸長，閘鉗打開，并且將閘塊提升離開軌道面，車能夠正常運行。當需要停止時，將無桿腔內的壓力釋放，使得制動缸收縮，閘鉗關閉，實現了制動器夾緊軌道。

圖4 制動裝置示意圖

3 結論

本文研究了煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車的關鍵技術，其中包括絞車、張緊裝置、制動裝置結構，確定主要技術參數。并開發出適用于長距離、大傾角、多變坡、大噸位工況條件下的工作面順槽、采區上（下）山和集中軌道巷等材料、設備以及人員的不經轉載的直達運輸工具。研究結果表明，該技術的應用使得牽引卡軌車可靠性提升、操作更容易、一機多能用途廣泛，并且容繩量大，運行費用低，安全系數更高，更適合現代化煤礦井下開采。