繩牽引異型軌卡軌車的研制與應(yīng)用

尹水生

摘 要：采掘機(jī)械大型化發(fā)展，迫切要求輔助運(yùn)輸行業(yè)滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，繩牽引卡軌車的研制大大提升了礦井輔助運(yùn)輸能力，并應(yīng)用到工作面順槽，實(shí)現(xiàn)直達(dá)運(yùn)輸，解決運(yùn)人問(wèn)題，杜絕掉道、翻車，具有精確超速制動(dòng)功能，跟車司機(jī)可以緊急制動(dòng)和遠(yuǎn)程停機(jī)；變頻調(diào)速，速度切換平穩(wěn)，無(wú)需停機(jī)，異型軌抱軌制動(dòng)安全可靠。

關(guān)鍵詞：卡軌；異型軌；自動(dòng)制動(dòng)；限速；運(yùn)人

一、項(xiàng)目背景

隨著采掘綜合機(jī)械化的迅速發(fā)展和大中型機(jī)械的大量使用，傳統(tǒng)的小絞車、蓄電池機(jī)車已難適應(yīng)煤礦井下輔助運(yùn)輸?shù)男枰蔀橛绊懨旱V生產(chǎn)的主要因素之一。而無(wú)極繩絞車無(wú)法滿足工作面順槽運(yùn)人要求，因此，研制開發(fā)安全高效的井下輔助運(yùn)輸設(shè)備勢(shì)在必行。

二、系統(tǒng)組成

卡軌車運(yùn)輸系統(tǒng)配置有絞車、張緊裝置、制動(dòng)梭車、全路況卡軌人車、安全制動(dòng)車、軌道及輔助系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，見圖1。

1）絞車：由電動(dòng)機(jī)、行星減速系統(tǒng)、等部分組成。減速箱采用行星結(jié)構(gòu)減速系統(tǒng)，配合變頻控制器可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。制動(dòng)系統(tǒng)采用閘帶式結(jié)構(gòu)（液壓松閘、蝶形彈簧抱閘），制動(dòng)效果安全、可靠，符合煤礦安全操作規(guī)程要求。2）張緊裝置：采用液壓自動(dòng)張緊，能滿足起伏巷道對(duì)張緊力的不同要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張緊。3）制動(dòng)梭車：通過(guò)鋼絲繩牽引承載車輛進(jìn)行運(yùn)輸，且?guī)в蟹琅苘囍苿?dòng)裝置，當(dāng)出現(xiàn)斷繩等危急情況時(shí)制動(dòng)裝置能自動(dòng)抱軌進(jìn)行制動(dòng)，跟車司機(jī)也可手動(dòng)制動(dòng)。牽引車上裝有儲(chǔ)繩輪進(jìn)行儲(chǔ)繩，滿足掘進(jìn)工作面延伸鋪繩或回采工作面回縮儲(chǔ)繩。制動(dòng)梭車配備有駕駛室，跟車司機(jī)可以隨時(shí)觀察運(yùn)行過(guò)程中周邊環(huán)境和設(shè)備變化，意外情況可以通過(guò)手持機(jī)隨時(shí)停車，并且沒(méi)有跟車司機(jī)遠(yuǎn)程指令，絞車司機(jī)無(wú)法開機(jī)運(yùn)行，保證人員和設(shè)備安全。4）安全制動(dòng)車：為保證人員運(yùn)輸安全，安全制動(dòng)車帶有防跑車制動(dòng)裝置，當(dāng)出現(xiàn)超速、斷繩等危急情況時(shí)制動(dòng)裝置能自動(dòng)抱軌進(jìn)行制動(dòng)。5）全路況卡軌人車：根據(jù)煤礦安全操作規(guī)程要求，應(yīng)配備專用人車以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離起伏巷道工作面運(yùn)人、運(yùn)物。人車上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)卡軌輪系，在異型軌道系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，確保不會(huì)掉道、翻車。同時(shí)，也可快捷地將卡軌輪系翻起，以便在普通軌道上臨時(shí)運(yùn)行。6）控制系統(tǒng)：包括電控系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，電控系統(tǒng)包括PLC、變頻器等；通訊系統(tǒng)用于隨車人員與絞車操作進(jìn)行通訊聯(lián)絡(luò)。設(shè)置有操作臺(tái)并有卡軌車運(yùn)行時(shí)的電流、電壓、速度、運(yùn)行里程、電器故障顯示等參數(shù)的顯示，可實(shí)現(xiàn)操作人員監(jiān)控，同時(shí)還有車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行位置模擬顯示，誤差不大于1米，操作人員在車輛運(yùn)行過(guò)程中，視車輛的區(qū)段位置可選擇不同的運(yùn)行速度。同時(shí)在緊急狀況時(shí)，隨車人員可以通過(guò)手持機(jī)遙控絞車主機(jī)使其停止運(yùn)轉(zhuǎn)，防止出現(xiàn)生拉硬拽現(xiàn)象發(fā)生。7）軌道系統(tǒng)：異型軌系統(tǒng)是整體裝備核心技術(shù)之一，異型軌相比槽鋼軌、普通軌卡軌更可靠，配備旋轉(zhuǎn)道岔及輪組，可實(shí)現(xiàn)起伏、彎曲巷道的人員、貨物直達(dá)運(yùn)輸。

三、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

1）將鋼絲繩牽引異型卡軌車成功應(yīng)用于坡度25°以下、運(yùn)輸距離達(dá)2500米以上、頻繁起伏且拐彎的工作面順槽，解決工作面順槽運(yùn)人問(wèn)題；2）吸收行星輪系結(jié)構(gòu)無(wú)極繩系統(tǒng)傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊及異型卡軌運(yùn)輸系統(tǒng)制動(dòng)安全可靠的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于工作面順槽運(yùn)輸卡軌車，消除工作面順槽運(yùn)人、運(yùn)物掉道危險(xiǎn)；3）具有精確限速裝置，實(shí)現(xiàn)超速自動(dòng)制動(dòng)，防止出現(xiàn)飛車現(xiàn)象。同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)制動(dòng)；4）防掉道裝置采用液壓松軌、蝶形彈簧制動(dòng)抱軌型式。制動(dòng)速度快、抱軌可靠。

四、主要技術(shù)特點(diǎn)

1）牽引力大，能滿足運(yùn)送大型設(shè)備如放頂煤液壓支架的要求；

2）變頻調(diào)速，頻率變化范圍3-100HZ，可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速；

3）張緊裝置采用后置式液壓張緊，操作視野廣、適應(yīng)性強(qiáng)，能滿足起伏巷道對(duì)張緊力的不同要求；

4）具有精確限速功能，超速制動(dòng)，防止出現(xiàn)飛車現(xiàn)象；

5）防掉道、防翻車，可實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)人、運(yùn)物；；

6）采用德標(biāo)K140異形軌技術(shù)等。

五、卡軌車在礦井運(yùn)輸中的具體應(yīng)用

（一）姚橋煤礦8519工作面概況

1）走向長(zhǎng)度：2300米

2）傾向長(zhǎng)度： 177米

3）垂 深 ： 200米

4）最大傾角： 0～16° 多起伏5、左拐彎一處

（二）8519材料道繩牽引異型軌卡軌車的優(yōu)勢(shì)

1）防止斷繩跑車事故。

2）實(shí)現(xiàn)順槽機(jī)械運(yùn)送人員。

3）實(shí)現(xiàn)順槽運(yùn)料工跟車運(yùn)料。

4）提高工作效率，減少運(yùn)料用人（3人即可）

（三）使用方法

1）前期采掘過(guò)程中，卡軌車隨著8519工作面的掘進(jìn)逐步延伸運(yùn)輸使用；

2）后期隨8519工作面回采，卡軌車進(jìn)行工作面順槽運(yùn)輸；

自安裝使用兩年以來(lái)，卡軌車運(yùn)行狀況良好，從未發(fā)生過(guò)翻車、掉道、飛車等現(xiàn)象，運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，運(yùn)輸效率高，完全滿足工作面順槽運(yùn)人、運(yùn)物安全操作規(guī)程要求，從而實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)。

六、卡軌車應(yīng)用效果分析

8519繩牽引卡軌車自安裝使用以來(lái)，有效避免了順槽運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的掉道、翻車等事故，解決了順槽機(jī)械運(yùn)人問(wèn)題，同時(shí)，減少了把鉤工數(shù)量，正常采用無(wú)極繩絞車運(yùn)輸時(shí)，須至少配置人員5人（司機(jī)1人 ，上、下口各2名把鉤工）。使用卡軌車運(yùn)輸時(shí)，由于把鉤工可以跟車運(yùn)行，只需配備2名把鉤工和1名司機(jī)即可，實(shí)現(xiàn)減人提效。從而使得運(yùn)輸環(huán)節(jié)及運(yùn)輸系統(tǒng)較之以往有了極大程度地簡(jiǎn)化，卡軌車牽引重量大、具有超強(qiáng)的爬坡能力，運(yùn)輸效率比普通絞車高出數(shù)倍以上，同時(shí)還能夠節(jié)省人員，進(jìn)而降低礦工的勞動(dòng)強(qiáng)度，工作安全系數(shù)也相應(yīng)有所提高。

七、結(jié)論

卡軌車適應(yīng)于長(zhǎng)距離、起伏巷道工作面（含掘進(jìn)工作面）的運(yùn)人、運(yùn)物要求，減輕工人現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，消除工作面工人爬車等違章現(xiàn)象的發(fā)生；適用于工作面從掘進(jìn)至采煤結(jié)束全過(guò)程的運(yùn)輸要求；整條巷道運(yùn)輸為直達(dá)運(yùn)輸，環(huán)節(jié)少且簡(jiǎn)單、安全、可靠。卡軌車的設(shè)計(jì)并實(shí)際應(yīng)用到順槽工作面，解決了運(yùn)人問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)減人提效，工作安全系數(shù)大大提高。