煤礦井下單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)研究

魏科

中煤新集能源股份有限公司機(jī)電信息管理部 安徽淮南 232001

近幾年，基于柴油機(jī)動力的單軌吊機(jī)車輔助運(yùn)輸系統(tǒng)在煤礦井下輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)度絞車、無極繩絞車等地軌運(yùn)輸方式，克服復(fù)雜的巷道運(yùn)輸環(huán)境，實現(xiàn)高效、安全運(yùn)輸?；诖耍恼聦γ旱V井下單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了介紹、分析。

1 煤礦井下單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)概況

煤礦井下單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)主要由單軌吊機(jī)車設(shè)備、起吊梁和單軌吊軌道系統(tǒng)三個部分組成，單軌吊機(jī)車設(shè)備主要包括主機(jī)、行走部（含制動裝置）、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、駕駛室等，單軌吊軌道系統(tǒng)主要包括彎軌、直軌、道岔、吊掛裝置等。目前，煤礦井下單軌吊機(jī)車以防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車、防爆蓄電池單軌吊機(jī)車和繩牽引單軌吊三種類型，防爆蓄電池單軌吊機(jī)車受蓄電池續(xù)航能力及井下充電等影響，使用范圍受限，繩牽引單軌吊運(yùn)輸距離受鋼絲繩長度限制，運(yùn)輸距離有限，本文重點(diǎn)對防爆柴油機(jī)型單軌吊機(jī)車進(jìn)行介紹。防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車按照驅(qū)動多少和牽引力大小可劃分為重型防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車和輕型防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車，重型防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車多見六驅(qū)及以上結(jié)構(gòu)，額定牽引力100kN以上，主要用于主運(yùn)輸巷道或綜采工作面大型設(shè)備運(yùn)輸，輕型防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車多見兩驅(qū)、四驅(qū)，額定牽引力40-80kN，主要用于掘進(jìn)工作面常用輕型生產(chǎn)材料運(yùn)輸[1]。

相對來說，防爆柴油單軌機(jī)車的自重更小，且防爆柴油單軌機(jī)車的牽引力較大，目前國內(nèi)取得煤安證的防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車最大牽引力可達(dá)280kN，在復(fù)雜的煤礦井下環(huán)境體現(xiàn)出較為良好的負(fù)載能力、爬坡能力。根據(jù)中煤新集能源股份有限公司下屬礦井應(yīng)用實踐證明，德國沙爾夫公司生產(chǎn)的十驅(qū)防爆柴油單軌配合48T起吊梁能夠滿足在坡度為15°的斜巷打運(yùn)48T整體液壓支架的需要，極大地提高了綜采工作面安裝效率和安全性。

2 單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)組成及其應(yīng)用

2.1 起吊梁部分

在起吊梁的設(shè)置方面，通常需要結(jié)合煤礦井下實際運(yùn)輸要求進(jìn)行合理配置，以達(dá)到較好的運(yùn)輸效果。起吊梁分為重型梁與輕型梁兩種，都是通過機(jī)車系統(tǒng)進(jìn)行液壓動力傳遞。一般來說，起吊梁組成部分包括有起吊液壓馬達(dá)、液壓控制閥、提升鏈條、梁體等。借助對液壓控制閥的操控，讓馬達(dá)實現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動，帶動提升鏈條進(jìn)行物料的上下提升操作。其中，吊運(yùn)重型設(shè)備、物料等采用重型梁，其提升能力通常在16噸到48噸之間。輕型提升梁則主要應(yīng)用于5噸到8噸左右相對較輕物料的運(yùn)輸。這兩種提升梁都具備操作簡單、提升速度快的優(yōu)勢[2]。

2.2 機(jī)車部分

機(jī)車的主要運(yùn)行是利用液壓啟動及傳動系統(tǒng)。對于液壓啟動系統(tǒng)主要應(yīng)用的是蓄能器、啟動系統(tǒng)、液壓表及啟動器等。蓄能器需要提供一定的動能原動力，液壓表主要顯示蓄能器壓力情況，啟動機(jī)構(gòu)主要用于啟動機(jī)，馬達(dá)的驅(qū)動作用于柴油機(jī)飛輪。機(jī)車的電子控制系統(tǒng)主要由發(fā)電系統(tǒng)、控制箱、電閘等器械組合而成。主要通過發(fā)電機(jī)進(jìn)行電源輸送，再由控制箱進(jìn)行轉(zhuǎn)換信號控制，由操作箱進(jìn)行實際操作，機(jī)車集成了液壓油液位傳感器、冷卻水溫度傳感器、尾氣溫度傳感器、甲烷傳感器、故障檢測系統(tǒng)等各種安全保護(hù)裝置，保障單軌吊機(jī)車安全可靠運(yùn)行。

2.3 軌道部分

結(jié)合煤礦進(jìn)行運(yùn)輸要求，可分別設(shè)置輕型軌道與重型軌道，前者主要用運(yùn)輸普通輕型物料，后者則主要用于承載重型物料運(yùn)輸作業(yè)。軌道在連接方面主要包括有法蘭板連接與塔扣式連接，前者主要應(yīng)用于彎道，而后者應(yīng)用于直道軌道連接。軌道的道岔主要用于岔路、車場方面的布置。岔道控制方面，主要包括氣動道岔、機(jī)械道岔兩類種，氣動岔道控制主要借助氣缸推動作用，讓道岔與軌道進(jìn)行嚙合。而機(jī)械道岔則是純?nèi)斯げ僮鳌?/p>

3 單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)存在的問題

雖然防爆柴油單軌機(jī)車性能良好、可靠性高，但是防爆柴油單軌機(jī)車的前期購置成本高昂，后期使用維護(hù)成本也較高，設(shè)備運(yùn)作產(chǎn)生的柴油燃燒尾氣，對井下空氣質(zhì)量有一定影響，我國防爆柴油單軌機(jī)車的生產(chǎn)技術(shù)尚未完全成熟，多數(shù)配件需要國外引進(jìn)。目前還未建立可靠的單軌吊運(yùn)輸管理系統(tǒng)，同一線路上運(yùn)行多部單軌吊機(jī)車時，存在因司機(jī)的操作不當(dāng)造成機(jī)車相撞的風(fēng)險，單軌吊氣動道岔由于無計劃停風(fēng)或者司機(jī)操作不當(dāng)誤動作，造成機(jī)車撞道岔或脫軌，機(jī)車日常檢修不到位，進(jìn)氣濾芯、隔爆板清理不徹底，可能引發(fā)巷道內(nèi)CO傳感器報警，永久巷道單軌吊軌道使用時間較長，部分錨桿、錨索存在退錨、銹蝕現(xiàn)象，容易導(dǎo)致軌道吊掛點(diǎn)脫落[3]。

4 如何提升單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)

針對單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)使用過程中出現(xiàn)的問題，應(yīng)重點(diǎn)做好設(shè)備的升級，逐步完善設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)，進(jìn)一步提高設(shè)備可靠性，完善單軌吊運(yùn)輸管理系統(tǒng)，加強(qiáng)單軌吊司機(jī)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，增強(qiáng)工作責(zé)任心，完善單軌吊道岔位置指示和與機(jī)車的閉鎖信號系統(tǒng)，加強(qiáng)單軌吊的日常維護(hù)和管理，建立單軌吊系統(tǒng)使用管理臺賬，對使用時間較長的單軌吊軌道定期進(jìn)行更換。

5 結(jié)語

單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)作為國內(nèi)近幾年興起的一種新型輔助運(yùn)輸方式，其在煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中表現(xiàn)出顯著的優(yōu)越性，減少了輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)、設(shè)備、崗位和作業(yè)人員，提高了輔助運(yùn)輸能力，實現(xiàn)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)連續(xù)化、高效化、安全化、長距離運(yùn)行，提高了輔助運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化水平。