礦用絞車鋼絲繩防跑偏裝置設計及應用

紀慧燕

（晉能控股煤業集團四老溝礦， 山西 大同 037031）

引言

絞車是煤礦輔助運輸重要設備之一，主要通過滾筒回收鋼絲繩實現對礦車提升，在進行礦車下放或提升過程中，需提前將鋼絲繩整齊纏繞在滾筒上，但是實際煤礦輔助運輸過程中，由于井下地質條件復雜、巷道拐彎多以及絞車安裝質量等因素，導致在提升或下放礦車時鋼絲繩出現跑偏，一旦鋼絲繩出現跑偏后不及時進行糾正很容易出現安全事故，目前糾正鋼絲繩常見方法是采用撬棍、釬桿等機具進行強行糾偏，但是該方法糾偏效果差，安全系數低，特別絞車在運行時人工糾偏很容易出現傷人事故，無法保證煤礦輔助運輸安全[1-2]。

晉能控股煤業集團四老溝礦井下安裝的絞車型號為 JD-40 型、JD-25 型、JM-14 型、SDJ-32 型，主要布置在采掘工作面以及輔運大巷上，用于設備提升等，由于四老溝礦服務年限長，礦井內采掘工作面數量多以及礦井開拓延伸，造成礦井地質條件復雜，礦井內安裝絞車數量多、分布區域廣，絞車在使用過程中安全管理不到位，絞車頻繁出現故障，其中絞車鋼絲繩跑偏是常見故障之一。根據礦大型設備管理隊2021 年3—9 月統計發現，在此期間井下絞車共計出現21 起鋼絲繩跑偏故障，以及3 起絞車跑偏傷人事故，嚴重制約著煤礦輔助運輸安全。

1 絞車鋼絲繩防跑偏裝置設計

為了有效防止礦用絞車鋼絲繩跑偏現象，提高絞車運輸穩定性，四老溝礦大型設備管理隊通過技術研究，對井下絞車設計了一套絞車鋼絲繩防跑偏裝置。

1.1 裝置結構

絞車鋼絲繩跑偏裝置主要由龍門架、立柱、移動裝置、軌道、底座、限位梁、上下托輥以及垂直托輥、平板、滑輪、施力裝置等部分組成，如圖1 所示。

1）龍門框架采用厚度為8 mm 鋼板焊制而成，框架長度為1.2 m，安裝高度為0.8 m，龍門架兩端立柱固定，立柱底端安裝在底座上，立柱兩側各安裝側護板。

2）裝置底座主要由2 根長度為1.5 m、寬度為0.12 m 的工字鋼梁以及2 根軌道組成，工字鋼布置間距為1.2 m，工字鋼兩端各布置1 個直徑為25 mm 地錨固定孔，工字鋼與軌道垂直布置，軌道布置間距為0.8 m。

3）平板長度為1.0 m、寬度為0.9 m、厚度為10 mm，平板下方安裝4 個滑輪，滑輪安裝在2 根軌道上，平板兩側安裝擋板，上部安裝限位梁，在平板上以及限位梁下方分別安裝一根橫向托輥，在上下托輥之間安裝一組豎直托輥，如圖1 所示。豎直托輥以及上下托輥之間預留穿拉鋼絲繩封閉空間，托輥安裝后保證托輥運行靈活[3]。

<1)，且各件產品是否為不合格品相互獨立．

圖1 絞車鋼絲繩防跑偏裝置結構示意圖

4）在立柱左側安裝一個施力裝置，施力裝置成“b”型結構，主要由手柄、傳動臂、連接板、固定塊等部分組成，手柄通過螺栓固定在連接板上，連接板另一端與傳動壁活動連接，傳動臂的一端通過側護板與移動裝置左側固定連接。

1.2 裝置工作原理

1）絞車鋼絲繩防跑偏裝置安裝在絞車前方10 m處，安裝時保證裝置中心線與絞車中心線在同一直線上，裝置采用4 根長度為1.5 m、直徑為20 mm 地錨固定在底板上，然后將提升鋼絲繩穿過托輥形成的封閉空間。

2）在拐彎巷道或者復雜地段進行物料提升鋼絲繩出現跑偏導致礦車無法沿軌道正常運行時，當鋼絲繩向左側跑偏，按下手柄此時傳動臂在連接板帶動下向右側移動，從而推動移動裝置向右側移動，實現鋼絲繩糾偏。

3）當鋼絲繩向右側跑偏時，通過提拉手柄移動裝置在傳動臂拉動作用下向左側移動，從而帶動鋼絲繩進行糾偏。

1.3 裝置安裝注意事項

1）絞車鋼絲繩防跑偏裝置安裝前應對安裝地板井下起底整平，并對起底處采用混凝土澆筑，澆筑厚度不得低于0.2 m。

2）鋼絲繩防跑偏裝置采用4 根地錨進行固定，并采用螺母進行預緊，預緊力矩不得低于200 N·m，裝置安裝后必須牢固可靠，在斜井安裝時必須對裝置采取防滑措施。

3）絞車鋼絲繩防跑偏裝置必須由專業的技術人員現場指導安裝，裝置安裝后必須保證裝置軸線在水平線上，中心線與絞車中心線重合。

4）裝置中各零部件安裝必須牢固可靠，不得松動，在投入使用前應對裝置托輥運行靈活情況以及施力裝置動作情況進行檢查，必須保證牢固可靠[4]。

2 裝置優缺點及實際應用效果分析

2.1 裝置優點

1）成本費用低：絞車鋼絲繩防跑偏裝置結構相對簡單，整套裝置成本費用為0.24 萬元，取材方便。

2）便于操作維護：該裝置無電控及液壓系統，便于操作維護，裝置在使用過程中故障率低，降低了裝置維修費用，而且該裝置對施工環境要求低，實用性強，應用區域廣。

3）糾偏效果好：鋼絲繩防跑偏裝置在使用時通過施力結構對移動裝置進行移動，實現了對絞車鋼絲繩糾偏，工作原理簡單，糾偏效果好；而且裝置中安裝了糾偏托輥，鋼絲繩安裝在托輥組成的封閉空間內，在進行糾偏時大大提高了安全系數。

2.2 裝置主要缺點

通過現場應用來看，絞車鋼絲繩防跑偏裝置主要存在的缺點表現在以下兩方面：

1）長距離運輸糾偏效果差：該裝置一般安裝在絞車前方10 m 范圍內，由于該裝置對鋼絲繩糾偏量小，對于長距離絞車運輸時，若出現鋼絲繩嚴重跑偏時，糾偏效果相對較差，通過現場研究發現，當絞車運輸距離在200 m 范圍內，該裝置糾偏裝置最好。

2）安裝數量少：根據絞車鋼絲繩防跑偏裝置工作原理來看，在絞車運輸路線上安裝該裝置數量越多對鋼絲繩糾偏效果越好，但是該裝置安裝后阻止了礦車提升、下放，所以每部絞車一般最多安裝2 臺，不利于礦車安全運輸。

2.3 實際應用效果分析

2021 年9 月12 日四老溝礦對井下14 部礦用調度絞車安裝了一套鋼絲繩防跑偏裝置，截止2022 年2 月通過5 個月實際應用效果來看，該裝置安全性能高、糾偏效果好、操作維護簡單；礦用絞車安裝鋼絲繩防跑偏裝置后，各部絞車運輸相對穩定，當絞車在提升或下放礦車過程中出現鋼絲繩跑偏時，利用移動裝置及時對鋼絲繩進行糾偏，同時鋼絲繩安裝在封閉空間內，在糾偏過程中不會對人員造成傷害，既實現了鋼絲繩防跑偏的目的，保證了絞車運行穩定性，同時又提高了安全系數；礦用絞車安裝該裝置后在使用過程中未發生一起因鋼絲繩跑偏導致傷人、礦車落道等事故，大大降低了井下絞車運輸事故率

3 結語

針對井下絞車出現的鋼絲繩跑偏故障，設計了一套鋼絲繩防跑偏裝置，該裝置利用移動裝置對鋼絲繩進行跑偏調整，與傳統人工糾偏相比，該裝置有效提高了絞車鋼絲繩糾偏效率，保證了糾偏安全，降低了鋼絲繩糾偏勞動作業強度，保障了煤礦井下輔助運輸安全，由此可見絞車鋼絲繩糾偏裝置研發與應用，取得了顯著的安全經濟效益。