礦用絞車鋼絲繩防跑偏裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用

紀(jì)慧燕

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)四老溝礦， 山西 大同 037031）

引言

絞車是煤礦輔助運(yùn)輸重要設(shè)備之一，主要通過滾筒回收鋼絲繩實(shí)現(xiàn)對礦車提升，在進(jìn)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(shí)際煤礦輔助運(yùn)輸過程中，由于井下地質(zhì)條件復(fù)雜、巷道拐彎多以及絞車安裝質(zhì)量等因素，導(dǎo)致在提升或下放礦車時(shí)鋼絲繩出現(xiàn)跑偏，一旦鋼絲繩出現(xiàn)跑偏后不及時(shí)進(jìn)行糾正很容易出現(xiàn)安全事故，目前糾正鋼絲繩常見方法是采用撬棍、釬桿等機(jī)具進(jìn)行強(qiáng)行糾偏，但是該方法糾偏效果差，安全系數(shù)低，特別絞車在運(yùn)行時(shí)人工糾偏很容易出現(xiàn)傷人事故，無法保證煤礦輔助運(yùn)輸安全[1-2]。

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)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(yùn)大巷上，用于設(shè)備提升等，由于四老溝礦服務(wù)年限長，礦井內(nèi)采掘工作面數(shù)量多以及礦井開拓延伸，造成礦井地質(zhì)條件復(fù)雜，礦井內(nèi)安裝絞車數(shù)量多、分布區(qū)域廣，絞車在使用過程中安全管理不到位，絞車頻繁出現(xiàn)故障，其中絞車鋼絲繩跑偏是常見故障之一。根據(jù)礦大型設(shè)備管理隊(duì)2021 年3—9 月統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在此期間井下絞車共計(jì)出現(xiàn)21 起鋼絲繩跑偏故障，以及3 起絞車跑偏傷人事故，嚴(yán)重制約著煤礦輔助運(yùn)輸安全。

1 絞車鋼絲繩防跑偏裝置設(shè)計(jì)

為了有效防止礦用絞車鋼絲繩跑偏現(xiàn)象，提高絞車運(yùn)輸穩(wěn)定性，四老溝礦大型設(shè)備管理隊(duì)通過技術(shù)研究，對井下絞車設(shè)計(jì)了一套絞車鋼絲繩防跑偏裝置。

1.1 裝置結(jié)構(gòu)

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(cè)各安裝側(cè)護(hù)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(gè)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(gè)滑輪，滑輪安裝在2 根軌道上，平板兩側(cè)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(yù)留穿拉鋼絲繩封閉空間，托輥安裝后保證托輥運(yùn)行靈活[3]。

<1)，且各件產(chǎn)品是否為不合格品相互獨(dú)立．

圖1 絞車鋼絲繩防跑偏裝置結(jié)構(gòu)示意圖

4）在立柱左側(cè)安裝一個(gè)施力裝置，施力裝置成“b”型結(jié)構(gòu)，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(cè)護(hù)板與移動裝置左側(cè)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(shí)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(fù)雜地段進(jìn)行物料提升鋼絲繩出現(xiàn)跑偏導(dǎo)致礦車無法沿軌道正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)鋼絲繩向左側(cè)跑偏，按下手柄此時(shí)傳動臂在連接板帶動下向右側(cè)移動，從而推動移動裝置向右側(cè)移動，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩糾偏。

3）當(dāng)鋼絲繩向右側(cè)跑偏時(shí)，通過提拉手柄移動裝置在傳動臂拉動作用下向左側(cè)移動，從而帶動鋼絲繩進(jìn)行糾偏。

1.3 裝置安裝注意事項(xiàng)

1）絞車鋼絲繩防跑偏裝置安裝前應(yīng)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(jìn)行固定，并采用螺母進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)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(shí)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(yè)的技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)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(yīng)對裝置托輥運(yùn)行靈活情況以及施力裝置動作情況進(jìn)行檢查，必須保證牢固可靠[4]。

2 裝置優(yōu)缺點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用效果分析

2.1 裝置優(yōu)點(diǎn)

1）成本費(fèi)用低：絞車鋼絲繩防跑偏裝置結(jié)構(gòu)相對簡單，整套裝置成本費(fèi)用為0.24 萬元，取材方便。

2）便于操作維護(hù)：該裝置無電控及液壓系統(tǒng)，便于操作維護(hù)，裝置在使用過程中故障率低，降低了裝置維修費(fèi)用，而且該裝置對施工環(huán)境要求低，實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用區(qū)域廣。

3）糾偏效果好：鋼絲繩防跑偏裝置在使用時(shí)通過施力結(jié)構(gòu)對移動裝置進(jìn)行移動，實(shí)現(xiàn)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(nèi)，在進(jìn)行糾偏時(shí)大大提高了安全系數(shù)。

2.2 裝置主要缺點(diǎn)

通過現(xiàn)場應(yīng)用來看，絞車鋼絲繩防跑偏裝置主要存在的缺點(diǎn)表現(xiàn)在以下兩方面：

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

2）安裝數(shù)量少：根據(jù)絞車鋼絲繩防跑偏裝置工作原理來看，在絞車運(yùn)輸路線上安裝該裝置數(shù)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(yùn)輸。

2.3 實(shí)際應(yīng)用效果分析

2021 年9 月12 日四老溝礦對井下14 部礦用調(diào)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(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來看，該裝置安全性能高、糾偏效果好、操作維護(hù)簡單；礦用絞車安裝鋼絲繩防跑偏裝置后，各部絞車運(yùn)輸相對穩(wěn)定，當(dāng)絞車在提升或下放礦車過程中出現(xiàn)鋼絲繩跑偏時(shí)，利用移動裝置及時(shí)對鋼絲繩進(jìn)行糾偏，同時(shí)鋼絲繩安裝在封閉空間內(nèi)，在糾偏過程中不會對人員造成傷害，既實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩防跑偏的目的，保證了絞車運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)又提高了安全系數(shù)；礦用絞車安裝該裝置后在使用過程中未發(fā)生一起因鋼絲繩跑偏導(dǎo)致傷人、礦車落道等事故，大大降低了井下絞車運(yùn)輸事故率

3 結(jié)語

針對井下絞車出現(xiàn)的鋼絲繩跑偏故障，設(shè)計(jì)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(jìn)行跑偏調(diào)整，與傳統(tǒng)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(yè)強(qiáng)度，保障了煤礦井下輔助運(yùn)輸安全，由此可見絞車鋼絲繩糾偏裝置研發(fā)與應(yīng)用，取得了顯著的安全經(jīng)濟(jì)效益。