氣動單軌吊車在煤礦井下應用研究

劉鳳富

（棗莊礦業集團公司田陳煤礦設備管理中心，山東 棗莊 277523）

田陳煤礦地質條件復雜，上下山多，煤炭埋藏深，提升運輸環節多，提升絞車多，上下車場必須有把鉤硐室等，程序復雜，費工費時。為探索井下運輸安全、高效、節能的運輸方式，該礦通過調研，在井下應用了氣動單軌吊車場。

1 概 述

氣動單軌吊車（以下簡稱“單軌吊車”）是利用懸空軌道（軌道由I140E工字鋼加工而成），以氣動馬達經減速機構減速后帶動滾輪沿軌道立板摩擦驅動的設備。該單軌吊車由軌道、吊掛及高度調節裝置、風動葫蘆、主驅動裝置、滑車、承載車、控制系統等部分組成，每節軌道由工字鋼及拖鏈托板組成，靠銷軸聯接。整機用高度可調節的吊掛裝置吊掛于巷道頂板上的吊掛底座、十字梁或錨桿、錨索、U型棚等上面，主要用于煤礦井下采、掘工作面上下端頭巷道超前支護的物料、設備的運輸，也可用于井下其他短距離的運輸，該單軌吊車動力取自井下壓風管路。

2 井下安裝工序

2.1 軌道生根點安設

在巷道頂板打2個錨桿或錨索眼（根據巷道頂板巖性情況，頂板不好打錨索），根據吊掛座間距，安裝吊掛座；然后根據軌道長度重復以上工序（吊掛座間距依據軌道長度3m或2m）。如圖1所示。

圖1 軌道生根點安設

2.2 安裝軌道

在吊掛座上穿上高強度螺栓，掛上吊掛鏈，吊掛鏈上穿上馬蹄環，馬蹄環下利用高強度螺栓連上軌道，軌道與軌道下面之間有限位裝置（公母環相扣），巷道內軌道高度利用掛鏈調節，保持平順過渡；導軌上方采用了弧形快接頭的連接方式，安裝時首先將上部連接左吊環板緊貼右吊環板，公扣插入母扣中，然后下落，再穿入高強度螺栓即可。如圖2所示。

圖2 軌道安設

2.3 承載車及起吊梁的安裝

承載車主要起承載作用，起吊葫蘆直接吊掛在承載車上，伸縮梁主要是根據吊掛物件的長短調節起吊點用。共有2臺氣動葫蘆，其主要作用就是將需運輸的物件吊掛在該設備上。首先將承載車推入，然后用起吊梁將兩承載車連接起來后，再將氣動葫蘆掛在承載車上即可。

2.4 主牽引裝置的安裝

先將減速箱推入軌道預定位置，然后將驅動部分安裝到2個連接方向連桿上，收縮夾緊油缸即可。內部的氣動總成在出廠時已經連接完畢，各閥的限制參數均設定合適，安裝過程中不要隨意改變各閥體參數，同時確保各氣管未折斷或嚴重彎曲、翹裂等。

2.5 失效制動裝置的安裝

主牽引裝置安裝完畢后將失效制動裝置安裝在拖線相反方向的連接車上。首先將氣缸的一端用銷軸連接到杠桿端，然后用帶截止閥的氣管（先打開截止閥）與壓力在0.6MPa的氣源接通至氣缸頂桿彎曲縮回（彈簧被完全壓縮）后再將另一端抬起至另一杠桿端并插入銷軸，然后關斷氣源，將截止閥關閉，慢慢從截止閥處拔出氣源氣管，再將截止閥慢慢打開至氣缸閥桿完全彈出后拔出氣管。安裝過程中應注意將氣管留出足夠的伸展空間并用扎帶將其固定牢靠，防止在彈簧回縮時夾住氣管，同時在設備未完全連接前切勿打開截止閥。安裝后總圖如圖3所示。

圖3 總圖

3 調試及使用

3.1 調試前的檢查

（1）檢查各操作手柄及檔位等是否處在停車位置；

（2）檢查各滑動小車，各小車車輪必須轉動靈活，小車相對導軌不跑偏；

（3）檢查各導軌，接頭連接部位連接牢靠，無大的變形或錯位，各滑輪應可輕松滑過接頭部位；

（4）各電纜扎帶是否將氣管等扎緊，氣管在拉、彎過程中不會與扎帶發生相對移動；

（5）氣管在來回折返時無交錯打扭等現象；

（6）檢查氣動總成，各接頭是否連接牢靠、無破皮及硬性劃傷，各元件與軌道等無干涉；

（7）失效制動器的截止閥已經去掉。

3.2 設備的調試

各項檢查完成以后，如果一切符合要求則可以進行調試設備。調節各部件車上車輪的位置，使四輪都能很好接觸導軌，盡可能讓小車左右受力相當，前后拉動小車在3m范圍內如果沒有跑偏即可使用。如果跑偏則調節防偏車輪裝置，向哪邊偏就將那邊車輪向軌道端調節直至不再跑偏為止。調節氣動總成內的油霧流量，油霧器在出廠時已經做了調整，調定出廠油霧，如果在安裝過程中動了位置，通氣后應將調節旋鈕用一字頭螺絲刀調整到每分鐘約40滴左右的通用量。同時油霧器內注入潤滑油（氣動馬達專用油），注入的量是容器內MIN與MAX之間位置接近MAX標識的位置。注油的位置在控制箱外側已經標注，擰開黑色的螺栓，將油直接注入，然后擰緊即可。設備送氣后首先測試葫蘆各動作是否靈敏、停車是否可靠，并加載懸停3min左右，無異常后卸載。空載前后運行主機10m左右，來回3次無任何異常后加載來回動作10m，無異常后加入即可投入使用。

3.3 設備的使用

3.3.1 葫蘆的使用

首先將設備可靠制動，然后將氣動葫蘆根據運載設備的長短置于起吊梁的不同位置上，觀察壓力是否達到0.6MPa，如果達到壓力要求即可開動葫蘆。葫蘆有2個操作手柄，其中按下箭頭向上的手柄為提升，松開后即停止，按下箭頭向下的手柄為下放，松開后即停止。

3.3.2 主牽引機頭的使用

主牽引機頭的操縱閥有2個，分別向前和向后（前、后方向現場確定），其中本設備為點動控制，即按下不松設備一直運行，松開后設備便停止運行。

3.4 使用中的注意事項

在使用時主驅動裝置和氣動葫蘆不可同時使用，要提升重物時應先將設備停穩后再操作氣動葫蘆，氣動葫蘆在提升過程中，其下方不得站人，同時2臺氣動葫蘆盡可能單獨作業；管道配置上主進

氣回路管徑直徑不小于22mm；各管道應避免直角轉彎，各軟管不得有折彎（影響了內部截面積）；外部主接入氣源接入的地方，其開口端應處于總氣管的上方，防止總氣管內有積水、泥沙流入設備內；操作人員必須跟隨工件，不得超過5m，以防視線不清操作失控。

4 推廣后使用情況

該單軌吊車設備首先在田陳礦7123工作面推廣使用，性能穩定，達到預期目的。該單軌吊車具有如下主要特點:

（1）結構緊湊，布局合理，適應性強。

（2）重量輕，移動方便，可隨工作面一同推進，解決了采掘迎頭最后“1km”的運輸問題。

（3）操作簡單，可大大降低工人勞動強度。

（4）無需用電源，從根本上杜絕了井下失爆現象發生，更安全可靠。

田陳礦7123工作面首次采用了單元巷道支架進行超前維護，由于巷道支架成對并排使用，巷道中間空間變得有限，而單軌吊車軌道生根在頂板，解決了傳統軌道敷設在地板用平板車運輸的空間不足的問題，這樣起吊運輸一體，省時省力省工序。另外一些支護材料、配件等物品吊起就走非常方便，不存在傳統封連車安全隱患等問題。軌道隨工作面推采而由頭變尾，循環使用，效果非常好。在7123工作面使用后又在7118采煤面、503掘進迎頭、7109采煤面推廣使用，并且還可通過加工異形軌道實現拐彎運輸問題，效果良好，省去了傳統調度運輸絞車安裝軌道、敷設車場、掘硐室、安裝安全設施等復雜性工作量，起到了減人提效，降本增效的作用，并且安全系數高，無電源，無火花，沒有失爆隱患，帶壓、失壓、意外及故障剎車更可靠。