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鋼絲繩牽引單軌吊車長在煤礦井下運輸的應用

作者： admin 編輯： admin 來源：admin 發布日期：2022-07-31 16:46

信息摘要：

淮北礦業集團機電裝備部摘要：鋼絲繩牽引單軌吊車是無極繩絞車與單軌吊機車相結合而產生的一種新型輔助運輸裝備，它是以懸掛在巷道上的I140E型軌道作為導軌，利用無極繩絞車作

　淮北礦業集團機電裝備部
　　摘要：鋼絲繩牽引單軌吊車是無極繩絞車與單軌吊機車相結合而產生的一種新型輔助運輸裝備，它是以懸掛在巷道上的I140E型軌道作為導軌，利用無極繩絞車作為牽引動力運送貨物，適用于長距離、多變坡、大噸位工況條件下的工作面順槽、采區上（下）山和集中軌道巷等材料、設備的安裝區段內的運輸，是對井下輔助運輸系統的進一步完善和提高。
　　關鍵詞：鋼絲繩牽引單軌吊車；無極繩絞車；輔助運輸
　　淮北礦業集團蘆嶺煤礦的III13機巷全長1388m，采用錨注支護形式（凈寬凈高＝5000×3400mm），整個巷道為6個坡度，最大坡度為15°。III13機巷使用DS120型繩牽引單軌吊，配置一臺SQ-120/132B絞車，電控系統采用軟啟動控制。最大運輸能力20噸，軌道軌型Ⅰ140E；4輛運人車10座。運行速度0.7米/s和1.4米/s。運輸綜采大件選用0.7米/s的速度。III13軟巖工作面支架型號ZY6800-14/28，單架重量17噸，小于DS120型繩牽引單軌吊設計運輸能力，每天可運輸支架8架；運輸人員120人次。為保證安全運輸，配置安全制動小車2輛。由于巷道坡度多，距離長，無法采用絞車接力運輸；無極繩運輸時巷道無法行人，且邊坡點處容易飄繩傷人；柴油單軌吊運輸成本高，氣動單軌吊、電動單軌吊適用距離短巷道，且人員來回跟車勞動強度大。可對于重量大的材料設備，則需要人工拖運，耗時多，勞動強度大，特別是運輸距離較長的掘進巷道更是如此。為減少設備的投入和人員的占用，提高掘進效率、運輸過程中的安全系數和礦井的經濟效益，該礦根據現狀，結合巷道布置的特點，進料系統采用鋼絲繩牽引單軌吊車，以解決掘進后路物料運輸問題。
　　運輸路線示意圖：
　　

　　一、鋼絲繩牽引單軌吊車運輸系統的優點
　　鋼絲繩牽引單軌吊車操作簡單，運行速度較慢，保護齊全，安全可靠。該礦地質條件較差，地壓大，底鼓嚴重，如果采用調度絞車及普通無極繩絞車運輸方式，運行期間的維護維修量較大，且在維修期間整條巷道不能進行正常運輸工作，嚴重耽誤生產。底鼓對單軌吊幾乎不會產生影響，唯一的就是對運送大件時巷道的高度，且可通過局部臥底解決。
　　該巷道最大坡度為15°，且巷道起伏段較多，如果使用調度絞車則需多臺調度絞車進行接力，設備投入與人員投入較大。而鋼絲繩牽引單軌吊車可實現整體無轉載運輸，直接送至工作面。使用普通無極繩絞車則存在較大的安全隱患，無極繩絞車鋼絲繩貼地面運行，巷道起伏處需多加壓繩輪，導致故障點較多，費時費力費材料，且有時大繩彈出會在半空中前后行走，增加了發生安全事故的幾率，而且存在安全隱患的范圍比較大，運輸物料時整條線路都存在安全風險。而鋼絲繩牽引單軌吊車則無此方面安全隱患，且能更好的適應巷道的起伏。其中鋼絲繩牽引單軌吊車儲繩滾筒可以儲存約300米鋼絲繩，使得本系統在掘進面安裝后，隨著掘進頭的前移，系統也可以隨之延伸，可將運輸系統多余的鋼絲繩貯存在該儲繩滾筒上。
　　鋼絲繩牽引單軌吊車是利用煤礦上普遍使用的無極繩連續牽引車和國外進口的柴油機單軌吊進行了有機整合形成的一種新的輔助運輸方式，有效克服傳統地面無極繩連續牽引車帶來的地面鋪軌繁瑣，投入建設費用高，維護難度大，且不能載人運輸等缺陷；同時克服了國外的柴油機單軌吊機車投入成本高，噪音和空氣污染大、易爆，維護保養費用多難度大等缺陷。具有結構緊湊、重量輕、噪音低、無污染、安全可靠、操作維修方便、巷道利用效率高、使用成本低等特點，極大地提高了生產效率。
　　二、鋼絲繩牽引單軌吊車組成
　　鋼絲繩牽引單軌吊車組成由無極繩絞車主機、五輪張緊器、雙牽引車（由2套儲繩梭車、2套超速自動保護安全制動小車組成）、若干起吊梁、運人車以及連接桿、軌道輪組、尾輪、鋼絲繩、專用鋼軌以及通訊控制電器組成。
　　軌道直接用鏈條懸掛在隧道拱形鋼架上，或選擇錨桿懸掛鏈子的方式固定軌道，每個固定點只需兩根錨桿和一條鏈子即可固定。起吊梁動力源采用礦井本身的氣壓源。采用超速自動保護安全制動小車，從而起到安全自動防護作用，實現了礦井物料及乘人吊掛運輸。設備安裝十分簡單，吊軌系統維護量很小，鋼絲繩牽引單軌吊車車只需要2名司機即可完成運輸任務。
　　鋼絲繩牽引單軌吊車是有人跟車駕駛的設備，可全程掌握運行狀況，能及時采取措施應對異常情況，實現了運輸中的全過程控制，大大減少了輔助運輸安全事故發生的概率，實現了好又快的安全生產。牽引車及軌道上各種車輛均采用卡軌式結構，任何時候均不會出現掉道現象；具有雙重制動保護功能（主機的制動裝置和安全制動小車）和斷繩制動保護裝置。
　　鋼絲繩牽引單軌吊車不僅可以作為綜掘機高效掘進巷道的后配套輔助運輸系統，而且也可作為工作面安裝的運輸系統使用，可以節省工作面安裝前的準備時間。
　　根據運輸對象的不同，運行車輛可以有不同的編組方式，但牽引車和制動車必須編入其中。
　　

　　1繩牽引單軌吊在運輸支架中存在的問題和整改措施
　　雖然繩牽引單軌吊在使用過程中，優點比較突出，但是也存在一些問題：
　　（1）無極繩絞車與漲緊裝置中線不一致，易爬繩、咬繩。（2）打點信號不具備通話功能，不利于施工確認、通話。（3）兩端牽引板（分繩器）都布置在牽引車同一側牽引主繩運行，在吊裝重物運行時，牽引板受力傾斜，自身高度和寬度改變，容易出現分繩器分不開壓繩輪，長期沖擊壓繩輪易導致牽引板變形、牽引底座開口角度變大，造成主繩掉道甚至撞毀壓繩輪。（4）制動小車離心器損壞、油缸卸壓，制動不起作用。（5）牽引車各部跑輪設計存在缺陷，受重物拉力，跑輪內部軸承易損壞，摩擦阻力增大。跑輪裝配軸承損壞后固定螺栓不好拆除，8.8級高強螺栓鋸斷費時費力，而且高空作業，勞動強度大。（6）牽引車連接銷為上入式底穿孔銷，運行時開口銷易扭曲折斷，銷子上下竄動易脫落。（7）風動葫蘆起吊梁承載力小，起吊支架時，發生橫向變形，與16噸風動葫蘆不匹配。（8）風動葫蘆馬達工作壓力要求不小于0.55MPa，礦井壓風一般在0.4-0.55MPa，負重時起吊困難。（9）單軌吊牽引繩松，牽引重物爬坡時，滾筒上鋼絲繩打滑。
　　2整改措施：
　　（1）在絞車與漲緊裝置之間安裝一道抗繩輪，調整漲緊裝置導向輪，減小出繩中心線偏差，杜絕滾筒上爬繩、咬繩現象。定期對抗繩輪和導向輪涂油、更換。（2）選擇與起吊重物相匹配的風動葫蘆、起吊梁、索具、10.9級M20高強螺栓、φ18×64高強度圓環鏈。（3）更換變形的牽引板、滑輪底座，調整牽引板升降螺栓至合適高度并固定。在滑輪底座的副繩側加配重（約100kg），減小主繩受牽引力導致滑輪底座與牽引板傾斜，解決了因開口過大，牽引板不能順利分開壓繩輪、刮壓繩輪、掉繩的問題。（4）更換磨損嚴重、連軸轉的跑輪，減小牽引車運行阻力。（5）牽引車連接銷更換為螺絲縫合加開口銷方式，防止銷子脫落，安全可靠性更高。（6）修復、完善制動小車，經常檢查油缸是否卸壓，確保發生意外事故，制動小車能夠安全可靠的制動。（7）風動葫蘆連接氣源前，檢查、清理管路接口淤泥；對壓風管路放氣、排水和雜質；保持油壺和油水分離器內有充足的機油給風動馬達潤滑；定期排放油水分離器內的水和雜質，清洗油水分離器和風動馬達。保證風動馬達有干凈的壓風動力源和良好的潤滑狀況。（8）使用無線視頻、通訊手機和急停按鈕，便于在運輸過程中發現問題及時停車。（9）鋼絲繩張緊度調整。在牽引車一端使用錨鏈、繩卡與鋼絲繩固定生根在吊掛點上，保證松、緊繩時牽引車不發生竄動。再使用5噸拉子在牽引車另一端拉緊鋼絲繩，逐次調整，以單軌吊牽引重物爬坡時，滾筒上鋼絲繩不打滑為宜；松繩時，先拆除張緊裝置配重，再拆牽引車鎖繩器，抽出鋼絲繩，把鋼絲繩從牽引板導繩槽內竄出，根據需要調整鋼絲繩。
　　3鋼絲繩牽引單軌吊跑道、壓繩輪存在的問題和整改措施
　　（1）單軌吊跑道生根錨桿有個別被拉斷、拉出、扭曲，錨桿外漏較長，懸掛板不貼巖面。（2）整體支架試車時，發生頂板生根錨桿斷裂，跑道底部卡扣斷裂，跑道連接固定馬蹬被拉變形，造成支架車連同多節跑道墜落。（3）斜巷上下坡巷道內的單軌吊跑道使用的傾斜對拉加強鏈較少，單軌吊運行時，跑道偏擺角度大。（4）吊掛跑道的馬磴子B型銷易脫落、折斷，底部連接點強度不夠，卡扣變形，搭接不實。（5）變坡點、拐彎巷道未使用硬連接固定跑道；單軌吊跑道較輕，生根點使用圓環鏈連接，在上、下坡時，發生跑道傾斜、擠壓變形，牽引車卡阻，增大提升阻力，而且容易掉繩。（6）跑道鋪設不平直，變坡處不順滑。（7）壓繩輪固定方式不合理，采用壓板配合沉頭內六角螺栓固定在跑道上部，牽引車運行易摩擦壓板損壞螺栓，對損壞的壓繩輪更換極不方便。（8）變坡點壓繩輪安裝數量少，容易掉繩。
　　整改措施：
　　（1）改進跑道連接方式，斜巷的跑道連接點使用硬連接，防偏擺、擠壓，底托銷設計要具備防脫功能。（2）在變坡點處每節跑道都安裝一副加強型壓繩輪，一直安裝到出垂直切線位置，（下變坡巷道的頂點處跑道不需要安裝壓繩輪）；斜巷和平巷內6米（每隔2節跑道）安裝一副壓繩輪；拐彎巷道主要安裝拐彎輪，一直安裝到出水平切線位置，并在兩端各安裝2副加強型壓繩輪。（3）為解決斜巷上下坡時，牽引車擠壓跑道，造成跑道扭曲、上挑，設計要求在斜巷內安裝一種中間有吊掛板的跑道，沿沖擊方向的反方向，在垂直于跑道的頂板打吊掛錨桿拉緊。現場由于繩式單軌吊整體已形成，不方便按照以上方案處理，即采用在跑道生根點沖擊方向的相反方向夾角45°偏中400mm分別打1組生根錨桿，配合錨鏈斜拉固定，減小了跑道受力后的偏斜度。（4）全線跑道進行調整，高的降、低的升，保證變坡點跑道平直、順滑。（5）變坡點和上下山巷道內，在跑道頂部安裝硬撐與頂板結實，接頭處生根采用硬連接，避免牽引車運行時挑起跑道。（6）沿跑道垂直方向打生根錨桿固定，錨桿外露小于150mm，選用M24×2500mm高強錨桿，吊掛件的懸掛板貼緊巖面。（7）運送支架避免來回反復進出，容易造成吊掛點錨桿反復受力折曲變形，破斷力減小。
　　4 結語
　　通過現場使用鋼絲繩牽引單軌吊車運輸支架存在一些問題，經過整改后，使用效果良好，解決了巷道壓力大、距離長、多變坡，底鼓嚴重，大噸位工況運輸問題，提升了運輸的安全系數，避免了調度絞車、無極繩絞車軌道礦車掉道事故的發生，保證了運輸時設備及人身安全。