恒源煤礦48軌道無極繩牽引普軌卡軌車的應用

◎文/王鵬（安徽恒源煤電股份有限公司）

恒源煤礦48軌道巷道全長750m，其中斜巷長度為420m，最大坡度為8°，軌型為30kg/m，軌距600 mm。該巷道原采用55kW絞車提升，根據恒源公司相關規定及《煤礦安全規程》的要求：斜巷垂直高差大于50m的斜巷必須裝備乘人裝置，須對該軌道提升設備進行重新選型。

一、方案選擇比較

在方案選擇上，考慮了柴油單軌吊、普軌卡軌無極繩絞車和變頻絞車三種方案，從設備購置費用、改造費、安裝費、改造工期、使用維護費用及安全性能等方面進行了評估，結果見表1。

從表1可見，安裝普軌卡軌無極繩絞車比安裝柴油機單軌吊、變頻絞車在設備購置費和安裝費上投入少；安裝無極繩絞車相對單軌吊、變頻絞車工程量小、工期短；使用單軌吊巷道后期維護工作量大，投入柴油費用高，后期維修費用高，使用變頻絞車以及配套推車機，斜巷機械運送人員設備的電力投入、鋼絲繩投入費用高于無極繩絞車，且設備多維護工作量就大，人工費用就會增加；普軌卡軌無極繩絞車在安全性能上也優于其他兩種方式。

表1 三種方案改造費用及改造工期比較

此外，安裝變頻絞車，需要施工絞車房，需要施工回風巷，而安裝無極繩絞車一次安裝施工就可以保障目前48軌道車輛運輸，及后期施工軌道上部486機風巷的運輸工作。

綜上所述，最終采用普軌卡軌無極繩絞車運輸方式。

二、方案簡述

根據恒源煤礦48軌道運輸巷現場實際情況，利用先進的無極繩連續牽引車運輸技術進行斜巷輔助運輸系統布置。設備選型根據載重上8°的坡，需要能夠提供不小于65kN的牽引力，選用變頻無級變速的KSP-130/200Y型繩牽引普通軌卡軌車。

根據恒源煤礦48運輸軌道現場勘查：巷道全長750m，其中斜巷長度為420m，最大坡度為8°，軌型為30kg/m，軌距600 mm。方案選用主繩在軌道內，而副繩布置在軌道外，主副繩間距850mm的布置方式。

三、系統組成

48軌道無極繩牽引普軌卡軌車系統主要包括系統通用部件、KSP-130/200Y卡軌車、卡軌車制動車、卡軌系統、過渡車、軌道卡軌保護裝置、專用司控道岔等。

1.系統通用部件

無極繩牽引張緊裝置：為保證48軌道系統所需要的最小張緊力，采用兩套五輪張緊器進行張緊。

48軌道布置相應輪組：在48軌道巷道凸點處布置托繩輪組，每相距約18～22m布置一組托繩輪組，減少鋼絲繩與軌道的摩擦，防止傷繩；在48軌道巷道低洼處分別布置壓繩輪組，防止鋼絲繩抬跳繩而挑翻運輸車輛。所有48軌道輪托繩輪組和壓繩輪組用螺栓、壓板固定在軌道底部，保障托繩輪組和壓繩輪組運行的可靠性。

2.KSP-130/200Y卡軌車

卡軌車采用進口變速箱，雙制動閘設計。絞車配置變頻調速系統實現無級變速，速度為0～1.25～2.5m/s,輸入電源電壓AC660V±10%，頻率0～50～100Hz。

考慮到巷道有下坡，必須考慮下坡能耗制動，避免出現重載連續下坡時絞車出現失速狀況。本方案電控部分設計為變頻調速方式，電控四象限且帶有能量回饋功能。

絞車主驅動輪直徑Φ1600mm，繩徑比達61倍，符合MT/T988-2006《繩牽引普通軌卡軌車》行業標準規定。

3.卡軌車制動車

無極繩普軌卡軌制動車具有緊急制動功能,采用鉗式抱軌制動，制動時4組制動器同時抱住軌頭兩側，能提供足夠的制動力。其液壓系統是自動保護的核心，保護原理是：無極繩普軌卡軌車運行速度影響柱塞泵流量，通過液壓系統柱塞泵流量大小驅動流量閥，當卡軌車運行速度大于給定值的1.15倍時，流量閥動作（流量閥的動作值是廠家根據系統運行速度，出廠前調試設定完成），液壓系統回油，鉗式制動器動作抱住軌頭兩側實施制動，安全性高，可靠性強。

無極繩普軌卡軌制動車配套信號急停裝置，可實現制動車落閘急停絞車功能。無極繩普軌卡軌制動車有專用卡軌器，配合普通軌道使用。

4.卡軌系統

《煤礦安全規程》規定：無極繩牽引普通軌卡軌車運送人員時必須設置卡軌或者護軌裝置，采用具有制動功能的專用乘人裝置。根據上述要求，煤礦井下軌道系統具備軌道改造條件并配合專用卡軌乘人裝置是滿足上述要求的較為經濟的方案。具體軌道連接改造方案如下。

將已具備的軌道（22、24、30、38kg/m）端部原連接螺栓孔單側焊接沉孔圓柱，通過專用軌道連接板與連接標準件實施軌道之間的連接。圖1為軌道的焊接和安裝圖。

圖1 卡軌系統軌道焊接和安裝示意圖

為使無極繩牽引普軌卡軌車能夠實現拐彎，在軌道拐彎處必須安裝水平彎道護軌裝置。

為了系統安全運行，恒源煤礦48軌道巷道局部地方需要整改，軌道兩側臥底200mm，防止系統運行時，巷道底部與鋼絲繩摩擦傷繩。

5.過渡車

無極繩連續牽引車只負責運輸區間內的輔助運輸，若要由軌道巷向工作面轉載物料和運送人員，需要采取過渡車。過渡車具有拉串車車列、推串車車列的功能，將人員和物料安全運送到指定位置。

6.軌道卡軌保護裝置

軌道卡軌保護裝置是配套制動車而特制的保護裝置，以防止大坡度甩調車時梭車、過渡車運行時可能出現的掉道情況。

7.專用司控道岔

專用道岔是采用QDC型系列氣動控制,用于無極繩系統的專用配套產品。可在系統運行過程中實現甩車，避免了罐車輪對鋼絲繩的直接碾壓以及以往開槽方式帶來的軌道強度降低并存在掉道的隱患,大大提高甩車效率。該產品具有遠程控制功能和到位檢測功能，實現道岔打開和關閉是否到位的狀態檢測，且實現雙擺聯動，保證了梭車正常通行，提高了運輸效率，保障了安全運行。

四、絞車的電控系統

該電控系統由安全監控裝置、防爆變頻調速系統、通信信號系統和視頻監控系統等組成，實現無極繩運輸系統的監測、控制與絞車電機驅動等功能。

1.安全監控裝置

安全監控裝置由道岔專用變頻控制臺、道岔專用可編程控制箱、轉速傳感器、編碼器、行程開關、光控傳感器、電感式接近傳感器、壓力變送器等組成，能實現道岔遠程集中控制、道岔裝置的狀態監測與保護、道岔打開后的梭車越位保護、梭車精確定位、關鍵區間限速保護以及超速、機頭機尾越位等功能。

2.防爆變頻調速系統

防爆變頻調速系統由具有四象限運行特性的礦用隔爆兼本安型交流變頻器及其配套礦用隔爆型濾波電抗器、礦用隔爆型交流電抗器等設備組成，該調速系統是一種集防爆技術、驅動技術和散熱技術為一體的高新技術產品，具有重負荷軟起動、軟停車和無級調速等優點，同時具有明顯的節能效果，可實現無極繩絞車經濟運行。

3.通信信號系統和視頻監控系統

信號系統由聲光報警器、通訊聲光信號器、漏泄通信信號系統等組成。設備啟動前，有聲光“預警”信號，行車時發出“正在行車，不準行人”的聲光告警，提醒行車注意避讓。漏泄通信信號由跟車工通過手持機實現無線移動式打點、通話、急停功能。

視頻監控系統是在48軌道巷每隔100m和主要變坡點均安裝視頻攝像頭。卡軌車運行時，司機通過視頻可以全程監控卡軌車運行狀況，保證行車安全。

五、應用效果

恒源煤礦48軌道普軌卡軌車自安裝后，運行安全平穩，解決了48軌道人員運輸問題，解決了48軌道運料問題，滿足了新版《煤礦安全規程》的要求，對斜巷運輸安全起到了保障作用。