蓄電池單軌吊車在煤礦井下的應(yīng)用

武成栓

（山西汾西礦業(yè)集團(tuán)公司 曙光煤礦，山西 孝義032300）

1 概述

1.1 用途

蓄電池單軌吊車是一種多功能、高效率、多用途的煤礦井下輔助運(yùn)輸設(shè)備，能夠完成井下設(shè)備運(yùn)輸工作。該吊車可以通過(guò)調(diào)節(jié)軌道鏈環(huán)，從而調(diào)整導(dǎo)軌高度，因此軌道維護(hù)方便。

1.2 使用環(huán)境條件

1.2.1 軌道

軌道采用的是I140E工字鋼（見(jiàn)圖1）。

1.2.2 巷道寬度

①適應(yīng)巷道。單軌吊可應(yīng)用于一般平巷、斜巷、采區(qū)變坡軌道平巷、大巷等多種巷道中。具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

②巷道寬度：機(jī)身本身寬度0.75m，電池處0.82m，巷道寬度很易滿足要求。

③巷道高度：運(yùn)輸輕型支架的要求不低于2.55m。

④巷道的支護(hù)條件?？捎糜阱^桿支護(hù)巷道、架棚巷道等。適應(yīng)性較強(qiáng)。

1.3 結(jié)構(gòu)介紹

機(jī)車共分為司機(jī)室、起吊部、驅(qū)動(dòng)部和操控部四大部分。

圖1 單軌吊軌道剖面

機(jī)車兩端各設(shè)司機(jī)室一個(gè)，兩者之間互為閉鎖，根據(jù)運(yùn)行需要選擇優(yōu)先控制權(quán)。操作、顯示直觀，人性化、智能化。

起吊部由操控手柄及吊梁組成，通過(guò)操控手柄，可輕松實(shí)現(xiàn)吊梁的升降，從而完成物料的吊裝、起落。

驅(qū)動(dòng)部由電機(jī)、減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)輪以及制動(dòng)器組成，吊掛在道軌上，靠摩擦輪與道軌所產(chǎn)生的摩擦力牽引機(jī)車行走。同樣，機(jī)車的制動(dòng)、緊急停車也是靠這一摩擦力實(shí)現(xiàn)的。

控制部由防爆電控箱和液壓站系統(tǒng)兩大部分組成，防爆電控箱用來(lái)完成牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液壓站油泵電機(jī)的驅(qū)動(dòng)、整機(jī)信號(hào)的聯(lián)鎖、檢測(cè)、控制以及輸出執(zhí)行等工作任務(wù)。

液壓站系統(tǒng)的任務(wù)是為起吊梁提供液壓動(dòng)力、完成驅(qū)動(dòng)輪與導(dǎo)軌夾緊及制動(dòng)器松夾等工作。

蓄電池裝置是機(jī)車總動(dòng)力源，經(jīng)逆變器將直流電逆變成三相交流電，驅(qū)動(dòng)油泵電機(jī)及牽引電機(jī)。每充一次電，可供機(jī)車行駛20km以上。

2 該蓄電池單軌吊車與其他輔助運(yùn)輸設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

曙光煤業(yè)自2009年10月開(kāi)始在1210材料巷投入第一部單軌吊車，到目前為止，曙光煤業(yè)井下已經(jīng)投入使用8部單軌吊車，從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的效果來(lái)看安全效益、經(jīng)濟(jì)效益等多方面效果顯著。以下為蓄電池單軌吊車與其他輔助運(yùn)輸設(shè)備相對(duì)比。

2.1 蓄電池單軌吊車優(yōu)缺點(diǎn)

（1）軌道安裝簡(jiǎn)單方便，適應(yīng)性強(qiáng)。單軌吊的安裝適應(yīng)性較強(qiáng)，安裝在12°的巷道中，可以隨著巷道起伏變化而變化，運(yùn)輸速度隨著巷道坡度的變化在0.5～1.65m／s之間變化。

（2）單軌吊車系統(tǒng)簡(jiǎn)單，效率高。不像其他輔助運(yùn)輸設(shè)備那樣需要電纜、信號(hào)、電氣開(kāi)扣件等，維護(hù)比較容易，不像卡軌車和小絞車那樣需要頻繁地?fù)Q繩、及更換托繩輪等；可以直接吊著大型物件、設(shè)備長(zhǎng)距離運(yùn)輸；安裝時(shí)只需要單股道，省去了普通軌道運(yùn)輸?shù)碾p股道布置、軌枕，軌道通過(guò)一條聯(lián)絡(luò)巷實(shí)現(xiàn)一部單軌吊的共用。

（3）靈活性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)。由于單軌吊車可以通過(guò)道岔實(shí)現(xiàn)各巷道之間的聯(lián)合運(yùn)輸，單軌吊機(jī)車可通過(guò)聯(lián)絡(luò)巷開(kāi)到巷道的各個(gè)地點(diǎn)。適應(yīng)性極強(qiáng)，可用來(lái)運(yùn)輸人員、綜采支架、物料設(shè)備等。

（4）占用人員少。

（5）巷道制約較少。單軌吊軌道不受巷道底臌、片幫等影響。而無(wú)極繩絞車、無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸對(duì)巷道底板要求較高。

（6）安全性好。采用單軌吊車消除了其它輔助運(yùn)輸帶來(lái)的許多安全隱患。

2.2 其它輔助設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)

2.2.1 調(diào)度絞車優(yōu)缺點(diǎn)

①調(diào)度絞車靈活差，適用于短距離運(yùn)輸。

②調(diào)度絞車受巷道條件影響較大，發(fā)生底臌，幫鼓易造成翻車危險(xiǎn)。

③人員、投資多。

④安全性差。

2.2.2 無(wú)軌膠輪車優(yōu)缺點(diǎn)

①無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸距離長(zhǎng)、速度快、靈活性強(qiáng)，運(yùn)輸環(huán)節(jié)少。

6.一旦探索出潛在的解決問(wèn)題的方案，即可商定一個(gè)計(jì)劃，并持續(xù)推進(jìn)該計(jì)劃，但是該方案必須要滿足雙方的利益，公平合理。這樣未來(lái)再有類似的問(wèn)題需要溝通時(shí)就能維系良好的關(guān)系。

②內(nèi)燃機(jī)車有廢氣排除，影響井下環(huán)境，散熱量大，噪聲高。

③無(wú)軌膠輪車車體較寬，行駛中要求巷道兩側(cè)的安全間距大，巷道斷面大。

④對(duì)巷道底板要求較高，應(yīng)全面硬化。

2.2.3 無(wú)極繩絞車優(yōu)缺點(diǎn)

①無(wú)極繩絞車對(duì)巷道坡度、底板要求高。

②運(yùn)輸距離受限，運(yùn)距一般不能超過(guò)200m。

③受鋼絲繩限制，不能同時(shí)服務(wù)于多條巷道。

④安全性差。

3 單軌吊車的優(yōu)越性及其發(fā)展前景的幾點(diǎn)思考

3.1 單軌吊車的優(yōu)越性

（1）單軌吊運(yùn)輸方式簡(jiǎn)化了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，解決了傳統(tǒng)地軌運(yùn)輸方式占用人員多、設(shè)備多、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、受巷道變形影響嚴(yán)重、維護(hù)量大等諸多問(wèn)題，有效優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度，社會(huì)效益顯著。

（2）可實(shí)現(xiàn)全過(guò)程控制運(yùn)輸環(huán)節(jié)，避免了調(diào)度絞車、卡軌車等傳統(tǒng)地軌運(yùn)輸方式的斷繩、脫鉤、翻車、跑車等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了輔助運(yùn)輸?shù)谋举|(zhì)安全。

（3）大型物件、設(shè)備可整機(jī)直接運(yùn)送至預(yù)定地點(diǎn)，方便快捷，解決了大型設(shè)備在井下受空間限制、組裝難的問(wèn)題，使設(shè)備避免了反復(fù)拆卸的人為損耗和設(shè)備損壞。

（4）與其它輔助運(yùn)輸方式相比，單軌吊車操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。

3.2 社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益

（1）單軌吊車有專用乘人裝置，運(yùn)送人員安全平穩(wěn)，減少了職工體力消耗。

（2）采用蓄電池提供動(dòng)力，低噪音、無(wú)污染、牽引力穩(wěn)定、運(yùn)行成本低廉，環(huán)保節(jié)能。

（3）操作簡(jiǎn)單、檢修維護(hù)量低，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

（4）單軌吊車全部使用國(guó)產(chǎn)元件，機(jī)車維護(hù)費(fèi)用低。

（5）單軌吊車大大改善了井下輔助運(yùn)輸條件，提高了運(yùn)輸能力，節(jié)省了運(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)約了維修時(shí)間。

3.3 對(duì)單軌吊車發(fā)展前景的幾點(diǎn)思考

（1）引進(jìn)信息閉鎖系統(tǒng)，建立健全的運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)，使單軌吊車形成真正的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、安全化。

（2）對(duì)單軌吊車軌道運(yùn)輸線路進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，進(jìn)而形成網(wǎng)絡(luò)化，讓單軌吊車不僅僅局限于單巷道的運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)單軌吊車地面、井下連續(xù)運(yùn)輸。

（3）回采工作面設(shè)備負(fù)荷中心實(shí)現(xiàn)單軌自移裝置。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著煤炭企業(yè)現(xiàn)代化程度的提高和國(guó)家安全生產(chǎn)治理力度的不斷加大，礦井對(duì)于輔助運(yùn)輸設(shè)備的要求也越來(lái)越高，電牽引單軌吊車作為一種性能良好、安全可靠的新型礦井輔助運(yùn)輸設(shè)備，無(wú)疑將為礦井輔助運(yùn)輸現(xiàn)代化、安全生產(chǎn)本質(zhì)化提供更加有力的保障。

〔1〕錢麗霞.懸掛單軌吊車梁的設(shè)計(jì)〔J〕.化工設(shè)計(jì)，2007.

〔2〕師文林.煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)蓄電池單軌吊車的研究〔J〕.煤炭工程，2007.

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〔5〕趙國(guó)平，牛紹明.創(chuàng)造有力條件發(fā)展煤礦用單軌吊車〔J〕.中國(guó)煤炭，2001.