絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)的創(chuàng)新與應(yīng)用

王俊平

摘要： 本文介紹了在綜采工作面生產(chǎn)過程中，遇到特殊工作面需要合茬，并且頻繁回撤大型設(shè)備時(shí)，采用絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)，用普通絞車（40kW、55kW、75kW均可以，可根據(jù)巷道坡度和提升重量選擇合適的車輛作為動(dòng)力源）作為動(dòng)力源，可實(shí)現(xiàn)絞車的互換，減少了絞車設(shè)備投入，簡(jiǎn)化了運(yùn)輸系統(tǒng)，減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)；節(jié)省了人工成本費(fèi)；大大提高了工作效率，并且為安全、快速回撤設(shè)備提供了有力保障。

Abstract： This paper introduces the production process of fully mechanized coal face. When encountering the special working face which need to cut the crop and withdraw the large equipment frequently， the winch type monorail hoist wire rope traction can be used， and the ordinary winch （40kW， 55kW， 75kW， the appropriate vehicles can be taken as the power source by the tunnel slope and lifting weight） can be taken as a power source， which can realize the exchange of the winch， reduce the investment of the winch equipment， simplify the transportation system， reduce the transportation links， and save the labor cost， greatly improve the work efficiency， and provide a strong guarantee for the safety and rapid retracement of the equipment.

關(guān)鍵詞： 綜采工作面；合茬；設(shè)備回撤；絞車式鋼絲繩牽引單軌吊

Key words： fully mechanized mining face；rackingbond；equipment withdrawal；winch type monorail hoist wire rope traction

中圖分類號(hào)：TD528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）06-0148-02

0 引言

柴里煤礦推采的23上606工作面是刀把式工作面，需要進(jìn)行大小切眼合茬。隨著工作面的推采，補(bǔ)運(yùn)輸巷每天都要回撤溜子槽，并且運(yùn)輸量比較大，而受巷道空間限制，原有巷道無(wú)法鋪設(shè)軌道，絞車運(yùn)輸無(wú)法實(shí)現(xiàn)溜子槽、減速箱、電機(jī)等大型設(shè)備的整體運(yùn)輸；回撤的溜子槽外轉(zhuǎn)困難，增加了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，直接制約了工作面的正常推采。為了提高工作效率，確保安全性，必須開拓思路，內(nèi)部挖潛，從根本上解決工作面合茬前后，綜機(jī)設(shè)備撤除流程中存在的問題。為此，我們重點(diǎn)實(shí)施了絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)新工藝。

在目前柴里煤礦工作面接續(xù)緊張的情況下，如何安全、快速、高效撤除合茬前后綜機(jī)設(shè)備，已成為我礦當(dāng)前工作面生產(chǎn)的重要問題。在礦領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注下，經(jīng)過探索和實(shí)踐我礦成功實(shí)施了綜（采）放工作面絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)新工藝，實(shí)現(xiàn)了高效化、連續(xù)化回撤作業(yè)，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，為安全快速回撤提供了技術(shù)保障，具有很好的推廣意義。

1 成果的內(nèi)涵和做法

絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)，用普通絞車（40kW、55kW、75kW均可以，可根據(jù)巷道坡度和提升重量選擇合適的車輛作為動(dòng)力源）作為動(dòng)力源，可實(shí)現(xiàn)絞車的相互對(duì)換，減少了絞車設(shè)備投入。絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)，是采用普通絞車與單軌吊機(jī)車相結(jié)合的而創(chuàng)造性開發(fā)研制的一種實(shí)用新型輔助運(yùn)輸裝備；是對(duì)井下輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的進(jìn)一步完善和提高。綜合起來(lái)有如下性能特點(diǎn)：

①根據(jù)不同條件，選用不同方案，采用不同輪組配置方式，可適應(yīng)起伏變化巷道的不同運(yùn)輸需求；采用靈活的結(jié)構(gòu)形式，拆裝便利；回繩輪固定簡(jiǎn)單，適應(yīng)運(yùn)輸距離的變化，可快捷地移動(dòng)。

②采用機(jī)械式張緊裝置張緊鋼絲繩，鋼絲繩張力隨牽引工況而變化；采用導(dǎo)向輪分繩，避免鋼絲繩咬繩，減少鋼絲繩磨損；牽引車采用儲(chǔ)繩結(jié)構(gòu)，可減少由于運(yùn)距變化導(dǎo)致鋼絲繩浪費(fèi)；部件采用可靠的機(jī)械結(jié)構(gòu)，故障率低，維護(hù)工作量小。

③安裝區(qū)段內(nèi)直達(dá)運(yùn)輸，減少人力倒車次數(shù)，減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；大大地降低了管理難度，減少了運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，減少了運(yùn)轉(zhuǎn)事故保證了運(yùn)轉(zhuǎn)安全。

④單軌吊列車組內(nèi)設(shè)有自動(dòng)保護(hù)制動(dòng)剎車機(jī)構(gòu)，從而起到安全制動(dòng)防護(hù)作用。

23上606工作面現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

2 工作原理及過程

絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)由動(dòng)力系統(tǒng)、張緊裝置、懸吊軌道、起吊梁、運(yùn)人車、壓繩輪組和回繩輪組成，牽引車和起吊梁、運(yùn)人車懸掛在懸吊軌道上，且與懸吊軌道滑移連接，起吊梁與牽引車和運(yùn)人車裝連，壓繩輪組與懸吊軌道固定連接，回繩輪裝連在懸吊軌道的尾端，鋼絲繩穿過動(dòng)力系統(tǒng)和張緊裝置，并穿過壓繩輪組和回繩輪，將鋼絲繩的頭部和尾部均與對(duì)應(yīng)的牽引車固定連接。由動(dòng)力系統(tǒng)帶動(dòng)鋼絲繩來(lái)牽引和控制單軌吊車實(shí)現(xiàn)往返運(yùn)行。

2.1 編組形式

在牽引車牽引座上用連桿串列2-10節(jié)起吊梁吊掛貨箱，運(yùn)輸錨桿、支護(hù)材料和配件等輔助材料。采用三環(huán)鏈或連桿連接，運(yùn)輸時(shí)可在牽引車的牽引座上用連桿串聯(lián)2-10節(jié)起吊梁（載重梁）。

2.2 主要構(gòu)成與特征

設(shè)備主要有主機(jī)部分和輔助配套電控裝置構(gòu)成。主機(jī)部分有絞車、張緊裝置、壓繩輪組、托繩輪組、牽引板、牽引車、儲(chǔ)繩筒、懸吊軌道、起吊梁、連接裝置、行走小車制動(dòng)裝置、運(yùn)人車、貨箱、回繩輪和鋼絲繩等組成；輔助配套電控裝置有：漏泄通信信號(hào)系統(tǒng)、礦用隔爆兼本安型控制臺(tái)和啟動(dòng)裝置等構(gòu)成。

2.3 懸吊軌道

懸吊軌道可直接安裝在巷道的拱形鋼架上，也可打錨桿固定頂板吊掛件，再用鏈環(huán)、弓形卸扣、高強(qiáng)度螺栓等吊掛軌道，在拐彎處設(shè)有斜拉鏈等加以固定。常用的單軌吊軌道安裝方式及有關(guān)規(guī)定如下：

2.3.1 單軌吊軌道選用：Ⅰ140E型工字鋼（Ⅰ155）

①單軌吊軌道分為：直軌每節(jié)長(zhǎng)度分別為1.5m、2m、2.4m、3m；垂直彎軌-曲率半徑不小于10m、水平彎軌-曲率半徑不小于6m。直巷一般采用2.4m或2m直軌，斜巷常采用2m 或1.5m 直軌，水平和垂直拐彎處所采用彎軌一般每節(jié)長(zhǎng)度為1～1.5m，并且在彎軌兩端分別連接1m左右的過渡直軌。

②軌道拐彎處、變坡處和斜巷坡度地段，應(yīng)在主掛點(diǎn)增加側(cè)拉鏈，斜巷內(nèi)每隔5個(gè)點(diǎn)加設(shè)一處前后固定拉鏈。水平彎軌連接處應(yīng)用法蘭連接。

2.3.2 吊掛緊固件使用特定高強(qiáng)度M20×115螺栓和M20×95螺栓，吊掛鏈環(huán)選用特定的￠18×64規(guī)格的高強(qiáng)度圓環(huán)鏈。

①吊掛U 型環(huán)、鋼軌、U型鋼卡具為生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)制造專用配件，不可用其他產(chǎn)品替代。

②吊掛板必須與頂板用Φ22錨桿錨固，不得有間隙。

③吊掛板通過M20*95高強(qiáng)度螺栓與高強(qiáng)度圓環(huán)鏈（18*64）連接，軌道上側(cè)通過U型環(huán)與圓環(huán)鏈連接，底部用M16*180 螺栓進(jìn)行緊固連接。

2.4 連接裝置

連接裝置主要由連接魚口、連桿、連接插銷等組成，通過連接裝置將列車的各個(gè)部件連接起來(lái)，組成列車系統(tǒng)。其中，各連桿兩端的連接孔內(nèi)都裝配有關(guān)節(jié)軸承，這樣可以適應(yīng)巷道起伏變化，改進(jìn)連接性能，同時(shí)也大大減少了銷軸、銷孔間的磨損。

2.5 行走小車制動(dòng)裝置

該制動(dòng)裝置是由車體，制動(dòng)液壓缸、液壓油箱、手動(dòng)液壓泵（或小型液壓站）、制動(dòng)彈簧控制閥、離心釋放器、制動(dòng)閘塊等組成，制動(dòng)原理是制動(dòng)桿端部裝有制動(dòng)閘塊，車組運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)缸內(nèi)充有壓力油，使閘塊離開軌道腹板而處于松閘狀態(tài)，當(dāng)斷繩超速，離心釋放器起作用，控制閥動(dòng)作，使制動(dòng)液壓缸內(nèi)前腔液壓油釋放，在彈簧力作用下，閘塊壓緊軌道腹板實(shí)現(xiàn)停車制動(dòng)。

2.6 回繩輪、軌道座及軌道座軌道

回繩輪固定在運(yùn)距的終端，軌道座軌道上，支承整個(gè)系統(tǒng)的反力，并可隨工作面的推進(jìn)方便地移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸距離的變化。在運(yùn)輸時(shí)回繩輪用鋼絲繩與軌道座固定在一起。

絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)是采用一種普通絞車與單軌吊機(jī)車相結(jié)合的新穎煤礦用絞車驅(qū)動(dòng)單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)；該運(yùn)輸系統(tǒng)采用新型牽引車（梭車）機(jī)構(gòu)、超速自動(dòng)保護(hù)液壓剎車機(jī)構(gòu)（行走小車制動(dòng)裝置）、起吊梁、壓繩輪組件固定裝置、拐彎道固定連接裝置等技術(shù)。

3 成果實(shí)施后所產(chǎn)生的效果

通過在23上606工作面使用，絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)的具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①適應(yīng)有起伏變化的順槽巷道，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，可代替多部小絞車、回柱絞車接力對(duì)拉，節(jié)約了設(shè)備投入，簡(jiǎn)化了運(yùn)輸系統(tǒng)，減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，每年可節(jié)約設(shè)備投入32.8萬(wàn)元；

②只需固定司機(jī)1人和2名信號(hào)把勾工便可操作運(yùn)行，比使用小絞車節(jié)省人員8人左右，每年可累計(jì)節(jié)省直接費(fèi)用117元/天×8×276=25.8336萬(wàn)元；

③工作面順槽使用方便。鋼絲繩儲(chǔ)存在梭車內(nèi)，可隨著工作面的推進(jìn)方便快捷地移動(dòng)尾輪，增加或縮短運(yùn)輸距離，杜絕了使用臨時(shí)小絞車存在的穩(wěn)車?yán)щy的問題；（每年可減少1寸鋼絲繩投入500m左右，累計(jì)節(jié)省費(fèi)用500m×26元/m=1.3萬(wàn)元）

④安全性高。與普通軌道運(yùn)輸相比，減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸過程的全過程控制，大大減少了輔助運(yùn)輸安全事故發(fā)生的概率；

⑤減少運(yùn)輸空間的影響。充分利用巷道的中上部空間，避免了巷道下部空間狹小的影響；

⑥由于實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化運(yùn)輸，大大提高運(yùn)輸工效，尤其在綜采工作面大件物料運(yùn)輸中，由于減少了中間轉(zhuǎn)載等環(huán)節(jié)，一般每次運(yùn)輸時(shí)間可節(jié)約1/2左右。

4 結(jié)束語(yǔ)

絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)，為牽裝流程式作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了裝車、運(yùn)輸流程式、連續(xù)化作業(yè)。通過在我礦23上606工作面成功實(shí)施應(yīng)用，能夠全面降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高作業(yè)安全可靠性，實(shí)現(xiàn)了工作面設(shè)備的快速撤除，撤除速度平均由每班一節(jié)溜子槽提高到每班3節(jié)，每天可以多回撤2節(jié)，工作面推采65天提高工作效率節(jié)省費(fèi)用2節(jié)/天×65天×124元/節(jié)=1.612萬(wàn)元；節(jié)約了成本（每天可減少人工投入8人左右，每年可累計(jì)節(jié)省直接費(fèi)用25.8336萬(wàn)元；每年可減少1寸鋼絲繩投入500m左右，累計(jì)節(jié)省費(fèi)用1.3萬(wàn)元）；可代替多部小絞車、回柱絞車接力對(duì)拉，節(jié)約了設(shè)備投入，簡(jiǎn)化了運(yùn)輸系統(tǒng)，減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，每年可節(jié)約設(shè)備投入32.8萬(wàn)元；另外，提升了工作速度，縮短了撤除時(shí)間，為工作面的原煤生產(chǎn)節(jié)省了時(shí)間，為全年生產(chǎn)任務(wù)的圓滿完成提供了有力保障。采用絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)新工藝，每年可累計(jì)節(jié)省直接費(fèi)用61.5456萬(wàn)元。2015年12月，棗莊礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司在柴里煤礦召開了絞車式鋼絲繩牽引單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)新工藝推廣現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，充分肯定了此工藝的優(yōu)越性。

參考文獻(xiàn)：

[1]張德英.鋼絲繩編結(jié)時(shí)應(yīng)注意的問題[J].煤礦機(jī)電，2010（01）.

[2]王韶山，韓曉東，盧金春，韋錫東.鋼絲繩牽引單軌吊的研發(fā)與應(yīng)用[J].煤炭工程，2014（04）.

[3]張小美，劉耀武，楊云峰.立井提升、懸吊鋼絲繩多次使用檢驗(yàn)方法探討[J].江蘇煤炭，2002（02）.