無(wú)極繩絞車的改造及應(yīng)用

蔡偉偉

(淮北礦業(yè)股份有限公司 工程處，安徽 淮北 235000)

0 引言

無(wú)極繩絞車與巷道頂板及支護(hù)方式無(wú)關(guān)，主要是通過(guò)鋪設(shè)于底板上的軌道而運(yùn)行，一般適用于所有軌道運(yùn)輸巷道,可用作長(zhǎng)距離、大噸位、多變坡、大傾角條件下的輔助運(yùn)輸。其最佳使用坡度為12°以下，最佳運(yùn)輸距離為2 000 m以內(nèi)，最小水平曲率半徑為9 m，垂直曲率半徑為15 m[1]。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)巷道水平轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸；又因配置靈活、安裝便捷、尾輪固定簡(jiǎn)單，可適應(yīng)運(yùn)輸距離的變化，可快捷地移動(dòng)；同時(shí)容繩量大、牽引距離長(zhǎng)、運(yùn)行費(fèi)用低、連續(xù)運(yùn)輸、安全高效[2]。

繩牽引單軌吊除具有無(wú)極繩絞車以上優(yōu)點(diǎn)外，還有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

1) 單軌吊車本機(jī)截面小，巷道斷面空間利用率高。

2) 運(yùn)送載荷不受底板條件限制，可在各種豎曲線、平曲線及復(fù)雜曲線運(yùn)行。

3) 自動(dòng)起吊、裝卸方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低。

4) 保護(hù)齊全、制動(dòng)可靠，爬坡能力強(qiáng)，最大傾角可達(dá)25°。

5) 懸掛乘人車，可搭載人員[3]。

1 應(yīng)用實(shí)例的巷道狀況

淮北礦業(yè)集團(tuán)楊柳煤礦西風(fēng)井103采區(qū)總回風(fēng)道全程為斜巷下山，距離1 800 m，設(shè)計(jì)斷面凈寬×凈高為5 000 mm×4 000 mm，錨網(wǎng)索噴支護(hù)，巷道最大坡度為18°。隨著掘進(jìn)施工的推進(jìn)，巷道長(zhǎng)度及垂深不斷增大，前期安裝使用的SQ-120/132B型連續(xù)牽引無(wú)極繩絞車只能實(shí)現(xiàn)運(yùn)送物料，無(wú)法運(yùn)送人員。

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》中關(guān)于高差超過(guò)50 m的人員上下的主要傾斜井巷，應(yīng)采用機(jī)械方式運(yùn)送人員的規(guī)定[4]，為降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高巷道利用率，最大限度地減少資金投入，通過(guò)分析研究，決定將原無(wú)極繩絞車改為繩牽引單軌吊，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)送人員。同時(shí)對(duì)張緊裝置、乘人車、軟啟動(dòng)進(jìn)行了改造，使其更能安全、舒適、穩(wěn)定地運(yùn)行。

2 改造方法

2.1 繩牽引單軌吊改造

1) 保留原SQ-120/132B型無(wú)極繩絞車的絞車及張緊裝置部分，敷設(shè)鋼絲繩，從張緊裝置出繩點(diǎn)處開(kāi)始將鋼絲繩抬高至單軌吊懸軌上。

2) 測(cè)量、放線，確定單軌吊懸軌中與巷道中心線的相對(duì)位置關(guān)系。

3) 部件吊掛點(diǎn)安裝，根據(jù)確定的相對(duì)位置關(guān)系打設(shè)起吊錨桿。

4) 吊掛點(diǎn)按照完成后，安裝單軌吊懸軌(單軌吊梁)及壓繩裝置。

5) 安裝雙牽引車、乘人車等。

6) 鋼絲繩敷設(shè)完成后，張緊并試運(yùn)行單軌吊。

2.2 張緊裝置改造

由于原張緊裝置鋼絲繩出繩處較低，增加了鋼絲繩在張緊架出繩方向與頂部鋼絲繩之間的夾角，機(jī)車滿負(fù)荷在最大變坡處主繩靜張力達(dá)到57.1 kN，系統(tǒng)運(yùn)行存在一定的安全隱患。簡(jiǎn)易自制的張緊裝置抬高架，高度800 mm。采用礦用11#工字鋼進(jìn)行焊接，根據(jù)原張緊架的底部縫合螺栓的尺寸，在抬高架的上部及下部布置螺栓眼。原張緊裝置的底部螺栓拆除，起吊張緊裝置，將加工好的抬高架放在原張緊裝置下部，并且用原縫合螺栓固定，下落原張緊裝置與抬高架縫合在一起。改造后的張緊裝置如圖1所示。

圖1 張緊裝置改造后的示意圖

2.3 乘人車的改造

乘人車的座位是用單獨(dú)1寸的鍍鋅鋼管制作，人員坐在1寸的鍍鋅鋼管上較不舒服。將原座位是用單獨(dú)1寸的鍍鋅鋼管上面加裝一個(gè)10#槽鋼，1寸的鍍鋅鋼管起到軸的作用，槽鋼上纏繞適當(dāng)編織物[5]。

2.4 電控系統(tǒng)改造

運(yùn)行初期使用的軟啟動(dòng)電控系統(tǒng)，在單軌吊啟動(dòng)時(shí)，機(jī)車突然加速，易造成制動(dòng)小車抱死狀況。為此，將軟啟動(dòng)電控系統(tǒng)拆除，更換為BPJ2-160/1140K型四象限變頻器電控系統(tǒng)[6]，如圖2所示。

3 改造效果分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

一整套繩式單軌吊400余萬(wàn)元，本次改造保留原無(wú)極繩絞車主機(jī)及張緊裝置部分，僅采購(gòu)單軌吊梁、吊車、人車等部件，節(jié)約支出200余萬(wàn)元。

懸掛人車兩輛，一次運(yùn)送24人，單趟節(jié)約職工爬上下山的時(shí)間約30 min，減少了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了職工的有效工作時(shí)間約60 min，月掘進(jìn)進(jìn)尺增加10～15 m，月增收約30萬(wàn)元。

3.2 安全效益

1) 張緊裝置的抬高架安裝后，鋼絲繩出繩方向與頂部鋼絲繩之間夾角由原來(lái)的45°減小到30°，機(jī)車滿負(fù)荷在最大變坡處主繩靜張力由57.1 kN減小到48.5 kN，減少了鋼絲繩、托繩輪、壓繩輪的磨損，運(yùn)行安全進(jìn)一步得到保障，維護(hù)量降低30%，減少了鋼絲繩牽引單軌吊車在運(yùn)行中的安全隱患。

2) 座位改裝后，提高了座椅的舒適度，確保了職工以較好的狀態(tài)投入工作。

3) 將軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)更換為四象限變頻器電控系統(tǒng)后，機(jī)車啟動(dòng)緩慢平穩(wěn)，解決了制動(dòng)小車易抱死的狀況。

4 運(yùn)行質(zhì)量保證措施

本改造工程繩牽引單軌吊車軌道軌型為I140E，采用6×19S+NF-26.0-1670型鋼絲繩。

1) 為了保證軌道梁的平直齊，安裝激光進(jìn)行導(dǎo)向。

2) 軌道梁及輔助部件的安裝嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)說(shuō)明及安裝措施的標(biāo)準(zhǔn)及要求，保證單軌吊安裝質(zhì)量。

3) 打錨桿、安裝軌道梁及配套設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)使用移動(dòng)式腳手架，方便快捷。

4) 安裝一個(gè)高度800 mm張緊架抬高底盤(pán)，減小了鋼絲繩出繩方向與頂部鋼絲繩之間夾角，減小機(jī)車滿負(fù)荷在最大變坡處主繩靜張力。

5) 用四象限變頻器電控系統(tǒng)代替軟啟動(dòng)電控系統(tǒng)，機(jī)車啟動(dòng)緩慢平穩(wěn)，解決了制動(dòng)小車易抱死的狀況。

圖2 四象限變頻器電控系統(tǒng)圖

6) 機(jī)車運(yùn)行時(shí)，上口變坡點(diǎn)處有時(shí)會(huì)出現(xiàn)牽引鋼絲繩掉出輪組情況。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況增加了加強(qiáng)型壓繩輪組，保證了單軌吊的安全運(yùn)行。

7) 四象限變頻器運(yùn)行時(shí)，對(duì)其他信號(hào)、通信系統(tǒng)干擾較大，打設(shè)單獨(dú)接地系統(tǒng)、選擇屏蔽電纜等措施，從而減少了對(duì)其他系統(tǒng)的干擾。

8) 日常加強(qiáng)對(duì)鋼絲繩、軌道梁、機(jī)車、輪組、絞車、張緊裝置、電控系統(tǒng)、各種保護(hù)裝置維護(hù)要點(diǎn)的維護(hù)，確保單軌吊的安全運(yùn)行。

5 結(jié)論

改造后的繩牽引單軌吊較無(wú)極繩絞車，啟動(dòng)及運(yùn)行更平穩(wěn)、機(jī)動(dòng)、靈活，使用于多變坡場(chǎng)所，能實(shí)現(xiàn)上、下斜巷人員、物料的直達(dá)運(yùn)輸。軌道吊掛在巷道頂板，充分利用了巷道的上部空間，載重運(yùn)行不受巷道底板變形、積水、少量物料堆積影響。裝卸、起吊全部采用氣動(dòng)起吊裝置，大大降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，運(yùn)行更安全可靠，巷道利用率更高，減少了井巷輔助人員，極大地提高了生產(chǎn)效率，減少了資金投入，經(jīng)濟(jì)效益明顯。此改造技術(shù)具有較好推廣前景。