DLZ110F-4+1型柴油動力單軌吊車運輸設備的應用

楊貫德

（滕州郭莊礦業有限責任公司錦丘煤礦,山東 滕州 277500）

DLZ110F-4+1型柴油動力單軌吊車運輸設備的應用

楊貫德

（滕州郭莊礦業有限責任公司錦丘煤礦,山東 滕州 277500）

單軌吊車是一種機動性強、運行速度快、載重量大、安全可靠的行駛于懸吊單軌系統的輔助運輸設備，主要用于煤礦綜采工作面安裝、回撤，目前在國內正逐步推廣。煤礦輔助運輸中，主要有防爆蓄電池單軌吊車和柴油機單軌吊車，本文對DLZ110F-4+1型柴油機單軌吊的運輸巷道基本情況、運輸線路施工標準、技術參數、運輸能力、安全性及日常維護等進行了闡述。

單軌吊；巷道；軌道施工；運輸能力；安全性

滕州郭莊礦業公司錦丘煤礦北翼163采區是下一步礦井主采區，針對163采區工作面配備的一次采全高設備運輸量大、噸位重、運輸路線長的特點，為簡化運輸環節，淘汰調度絞車運輸，提高運輸安全性和工作面的安撤效率，減輕職工勞動強度和人員配備等。經過周密調研分析，并對多種型號的單軌吊及其性能進行分析比較，最終選用由捷克芬瑞特公司生產的DLZ110F-4+1型柴油動力單軌吊機車在我礦運行使用，作為采區輔助運輸設備。該系統具有適應性強、設備構造簡單、維護方便、機動靈活、調運方便、爬坡能力強、安全系數高，而且不受巷道底板變形的影響，能夠有效利用巷道斷面空間，減少運輸環節等多方面的優點，另外最主要的是可以實現液壓支架整體運輸，從而提高運輸效率。

1 單軌吊運輸范圍、長度及巷道基本情況

1.1 單軌吊運輸范圍、長度

163軌道大巷起吊車場→163采區軌道大巷→采區軌道順槽→采區軌道順槽車場→工作面切眼，運輸線路全長3920m。

1.2 單軌吊運輸巷道基本情況

163軌道大巷長2640m，其中：車場段為拱形斷面，長142m、巷道高4000mm、寬4400mm、平巷；拱形斜巷段長163米、巷道高3200mm、寬3200mm、坡度10°；矩形斜巷段：長2335米、巷道高3100mm、寬3200mm、平均坡度5°。

順槽軌道長1280m，矩形斷面，巷道高2900mm、寬3200mm、平均坡度5°。

2 DLZ110F-4+1型柴油動力單軌吊機車技術參數

軌道規格：155mm×68mm（高×寬）柴油發動機功率：81KW

起吊梁型號：NZH2/4-P2，最大載重：8t

人車型號：SK-10，長×寬×高：4220×1180×1400

單車制動車型號：BTS-ONE，額定靜制動力52 kN

機車具有的保護：超速、超溫、瓦斯超限自動斷電、自動滅火及防跑車保護等。

3 單軌吊軌道系統組成及質量要求

3.1 軌道系統組成

單軌吊單軌主要有直軌、彎軌、連接軌組成。直軌長3000mm、彎軌長1500mm；吊鏈規格為Ф18×64mm圓環鏈。

3.2 支護材料要求

（1）吊掛直拉錨桿：采用規格為φ20×2400mm的全螺紋鋼等強金屬樹脂錨桿，并使用與之配套的2個螺母緊固，錨桿外露長度不得小于150mm；每根錨桿用長度為500mm的Z2850型樹脂錨固劑三支。

（2）斜拉錨桿采用規格為Ф16×1800mm高強度全螺紋鋼錨桿，錨桿外露長度不得小于150mm。每根錨桿采用長度為500mm的 Z2850型樹脂錨固劑兩支。

（3）采用LDZ-200型錨桿拉力計（1MPa=3.92KN）對錨桿的錨固力進行檢測，檢測時錨桿拉力計壓力表的讀數達到22MPa時錨桿錨固力達到85kN。用MB-500型力矩扳手對錨桿扭矩進行檢測，錨桿扭矩必須達到扭矩扳手所設定的200N·m的要求。達不到要求的必須重新緊固、補打合格。

3.3 軌道吊掛施工

（1）施工時，嚴格按照“由外向里”的順序施工。

（2）在巷道頂板上拉好線繩，每隔3m、2.4m或其他尺寸（根據所選軌道長度）在頂板上使用紅色或其它有色染料做出標記，便于打頂板吊掛錨桿，保證施工質量。

（3）在巷道頂板上縱向打2個眼并安裝2根Ф20×2400mm以上的全螺紋鋼等強金屬螺紋錨桿，在頂板巖石中錨固長度不小于1050mm；錨固力不小于50KN/根（不同巷道條件數值有所不同）。

（4）兩根錨桿吊掛眼間距大于200mm小于240mm（錨桿直徑20mm），兩組吊掛的中心距為3m，錨桿外露150-300mm左右，但特別位置打眼根據現場實際情況加工軌道短節節頭或合岔梁。

（5）鋪設軌道的中心線根據巷道偏中線施工，但軌道中心線距巷幫最小距離不得小于1200mm，軌道底面距離巷道底板的距離不小于2500mm，巷道高度因擺放設備等不能滿足時，敷設的導軌以頂板最高點為準。

（6）平巷軌道安裝。

1）根據巷道頂板的不同情況選擇不同長度的直軌道及帶固定板軌道的數量。平巷中嚴格按照每10根直軌中安裝1根帶固定板軌道，如巷道條件不是很好，固定板軌道數量需增加到2根、3根甚至更多，進行斜拉固定。2）斜拉鏈必須保證在軌道水平方向以上且角度不超過15°，拉鏈與軌道方向夾角在40°～60°之間，軌道一側兩根鏈條夾角在90°左右，保證整個軌道的穩定性。

（7）斜巷軌道。

1）在彎道和斜坡度數超過15度時，每隔9m至30m在單軌吊軌道兩側巷道向上方向與吊梁呈45°夾角安裝一組橫拉裝置，使用優質φ18×64mm圓環鏈進行橫拉保護，在彎道段每隔4.8m打橫向固定拉鏈一組。2）在斜巷軌道的起點和終點處，必須安裝帶固定板的軌道，并斜拉固定。3）斜巷的中間段，可是適當增多帶固定板軌道的數量，并且按要求進行斜拉固定、橫向固定或傾斜固定拉鏈施工方法同頂板吊掛錨桿施工方法相同，圓環鏈與鋼梁連接螺栓使用背帽，螺栓有效緊固，二級保護防護鏈有效漲緊，防止松脫。4）固定鋼梁端頭時，使用采用φ18mm×64mm圓環鏈進行固定，φ18mm×64mm圓環鏈的長短需根據巷道的高度平緩而定，鏈子另一端固定在錨桿上或吊具上，需要接鏈子時，用“U”型環和?20mm螺栓連接并上緊螺帽，要求每根錨桿上至少2個螺帽；每根錨索上至少兩個鎖具。

（8）軌道鋪設的質量要求。直軌線路安裝質量標準：

1）接頭平整度，水平、垂直偏差均不得大于2mm。2）方向接頭擺角允許偏差：不得超過水平3o垂直7o。3）下軌面接頭軌縫不得大于3mm。4）軌道懸吊鏈鉛垂偏角不得大于60o。5）連接螺栓必須采用專用高強度螺栓。6）鋪設吊梁水平和垂直方向要求目視直順，導軌無明顯變形或硬彎。

彎軌線路安裝的質量標準：

①接頭平整度，水平、垂直偏差均不得大于2mm 。②接頭擺角允許偏差：水平3o垂直7o。③下軌面接頭軌縫，不得大于3mm。④軌道懸吊鏈鉛垂偏角，不得大于60o。⑤連接螺栓必須采用專用高強度螺栓。⑥運行單軌吊線路各拐彎處巷道曲率半徑不低于6m。巷道坡度不大于30°。⑦方向應目視直順，軌道無明顯變形。

單軌吊道岔安裝的質量標準：

①每組道岔懸吊點應不少于7個，懸吊鏈鉛垂偏角不得大于60o。②軌道接頭處轉角，不大于3o。③下軌面接頭軌縫，不大于3mm。④聯接螺栓采用專用高強度螺栓，各部聯接必須緊固。⑤道岔軌道無變形，活動軌動作靈敏，準確到位，鎖定可靠。⑥阻車器使用工字鋼和螺栓固定在單軌吊鋼梁端頭以里400mm位置上，牢固可靠。⑦道岔和彎軌法蘭接口處有4個斜拉點，必須進行固定，道岔上的法蘭和斜拉點任選2點進行固定即可。

（9）軌道維護和檢修。

1）軌道的檢修周期不得大于15天。2）巷道變形量大的需縮短檢修周期到7到10天。3）使用斜拉緊固器的需及時調整緊固器，保證斜拉鏈受力良好。

4 運輸能力及防滑力驗算

4.1 機車運輸支架所需牽引力計算

10°坡 24噸載重

運行最大設備時（貨物）所需牽引力：

F=Wo+Wi+Wa

式中：

Wo——基本阻力，N；Wi——坡道阻力，N；

Wa——慣性力，N。Wo=（P+Q）g·ω=6209N

式中：

P——列車質量（機車自重5200kg、起吊梁700 kg*3、司機體重150kg，制動車200kg、列車總重量為7650 kg）；

Q——貨物質量，8000kg*3；g——重力加速度，取9.81m/s2；

ω——列車運行阻力系數，取0.02。Wi＝（P+Q）g·i=54646N

按上坡時計算。

式中：

i——單軌坡度，井筒傾角為α=10°，即i=tg10°=0.176；

Wa＝（P+Q）γ·a=12691N

式中：

γ——慣性系數；a——列車運行加速度，取0.4m/s2。

式中：

J——每個承載輪對其軸的轉動慣量，0.00522kg·m2；

R——承載輪半徑，0.059m；

Gc——承載物體質量，24000kg。

若要校核上坡重載條件下的牽引力，則式轉化為：

F= Wo+Wi+Wa=67600N=67.6kN

在載重24T的情況下，爬坡10°坡度，需要牽引力67.6KN。此牽引力為包括機車，起吊梁，支架，制動車等所需牽引力，而DLZ110-4+1驅機車所提供的牽引力為100KN，所以滿足要求。

4.2 機車防滑計算

DLZ110 F-II型5驅單軌吊車，保險制動和停車制動裝置為失效安全型，當機車出現故障時，制動裝置自動抱死。

P1——機車質量，5200kg；

P5——制動車質量，200kg；

P6——起吊梁質量，668kg；

P8——司機體重 2×75kg；

P9——貨物，8000kg；

ω——機車運行阻力系數，取0.02；

α——線路最大坡度，10°。

運送貨物時下滑力為：

=48kN

計算結果取大值，即為F4=48kN。

防滑系數K，要求不小于2，按下式計算：

K=FZ/F4=3＞2

式中：

K——防滑系數；

FZ——機車制動力，額定150kN；

防滑系數符合要求

4.3 機車重載下坡時的制動減速度和制動距離的核算

經上述計算，礦井單軌吊重載運輸所需牽引力為單軌吊機車運輸貨物時最大，因此最大荷載為運輸貨物分體重量，最大坡度為10°，其加速度和制動距離計算如下：

FZ+F0-FG=ma

F0 =（P+Q）g·ω=（7650+24000）*9.81*0.02=6209N

FG =（P+Q）gsinα=（7650+24000）*9.81*sin10o =54000N

得：a=3.23m/s2

s=V2/2a=2.34m

式中：

FZ——制動力150KN；

F0——列車運行阻力；

FG——慣性力；

m——機車與支架總重量31650kg；

V——速度，2.0m/s；

a——制動減速度，m/s2；

因此，單軌吊機車在最大荷載24000kg、最大坡度10° 時以最大設計速度2m/s下運行時，制動距離為2.34m，小于2.0m/s*6s=16.5m，滿足要求。

5 日常保養及維護

（1）單軌吊維修工必須經過專門技術培訓或具備單軌吊檢修專業知識，并熟悉和掌握本業務有關的應知應會知識和安全操作規程。（2）維修工必須熟悉本設備的工作性能、結構、原理以及各部件的故障處理方法并能正確進行操作。（3）維修工必須按有關規定認真詳細檢查和試驗機車，發現機車故障及時檢查處理，確保機車能夠正常運行。（4）維修工作必須在機車停止運行時進行。維修必須在機車檢修保留進行，臨時小故障處理可在運行線上進行，但應采取安全措施，防止溜車或其它事故發生。（5）機車加油時，必須在指定的加油點進行加油，油脂庫內必須配備齊全的消防器材。（6）定期做好日檢、周檢、月檢、年檢保養維護工作。

6 使用單軌吊機車運輸的優越性和安全性

（1）單軌吊機車運輸與調度絞車運輸相比較，不僅去除了調度絞車運輸中“一坡三檔”、超速吊梁等安全設施，避免了因跑車造成的運輸事故，還減少了運輸環節和運輸人員，提高了運輸效率。且對巷道適應性強，適應傾角：≤±30°，水平轉彎半徑：≥4m，克服了“巷道因底鼓變形造成調度絞車軌道經常需要整修的問題”，節約了大量巷道整修投入。（2）采掘工作面安裝或撤面時，特別是綜采工作面，可對綜采支架和采煤機，進行整體吊運，減少了拆卸和組裝的環節，不僅提高了安全性，還大大提高了運輸效率，縮短了安裝和回撤時間。（3）機車保護齊全，具有：超速、超溫、瓦斯超限自動斷電、自動滅火及防跑車保護等保護，進氣口和排氣口均安裝防爆裝置；配置有手動和自動防滅火系統，制動系統可靠。

7 效果及評價

（1）通過使用運行，機車司機掌握了豐富的運輸經驗，物料起吊人員總結了運送大型物料期間的注意事項與措施，同時機車維護人員的操作技能水平得到了一定的提高，但在今后工作中仍需繼續努力提高機車操作技能與維護技能，使其更好的服務于礦井運輸生產環節。

（2）DLZ110F-4+1型柴油動力單軌吊機車適應性強、機動靈活、調運方便、爬坡能力強、安全系數高，不受巷道底板變形影響，是一種機動性強、運行速度快、載重量大、安全可靠的新型輔助運輸設備，值得大力推廣。同時163軌道大巷單軌吊車的應用為今后我礦其它采區安裝使用單軌吊車，提供了豐富實踐經驗和技術保證，為礦井實現安全生產奠定了基礎。

楊貫德（1977-），男，山東省滕州人，助理工程師，畢業于山東礦業學院礦山機電專業，從事煤礦機電設備技術管理工作。