煤礦井下單軌吊機(jī)車輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的研究

孫 志

（山西霍爾辛赫煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 長治 046600）

1 單軌吊機(jī)車的適用條件

單軌吊機(jī)車是通過人員操作，將材料裝備等懸掛在頂板或者運(yùn)輸機(jī)車上的設(shè)備。主要分為柴油機(jī)單軌吊、蓄電池單軌吊及吊繩引單軌吊等。其中柴油機(jī)單軌吊、蓄電池單軌吊相對靈活一些，繩索單軌吊需要大量的繩索，不能進(jìn)入到岔道中，相對較為復(fù)雜。

單軌吊整體爬坡較大，相對水平及斜角運(yùn)輸能夠更方便。當(dāng)有斜角巷子運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，坡度會(huì)在18°；繩索的單軌吊坡度會(huì)在25°，也有部分坡度在45°。而最大限度的質(zhì)量輸送在30 t 以上，最小的平面曲率直徑為8 m。

蓄電池單軌吊受到蓄電池本身個(gè)體的大小影響，使得蓄電池的單軌吊車的整體功率相對偏小，本身的質(zhì)量較大，所以較適用于很多牽引力小、功率要求大、通風(fēng)相對較差的巷道進(jìn)行人員及材料的運(yùn)輸。柴油機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生難聞的氣味及一些煙霧，所以，在運(yùn)行巷道就需要一定的排風(fēng)道對稀有的有害氣體進(jìn)行排放。例如：一臺(tái)66 kW 柴油機(jī)在巷道上排風(fēng)量至少要在300 m3/min 左右。

2 單軌吊機(jī)車輔助運(yùn)輸?shù)倪m用條件

無論哪種單軌吊機(jī)車在運(yùn)輸過程中對于運(yùn)距的長短、運(yùn)量的大小，都要求有一定懸掛結(jié)構(gòu)及軌道本身的特性及巷道各部件、輔助和配套部件相互組成較為互搭的配套系統(tǒng)。所以要滿足在運(yùn)輸過程中巷道及坡度面的整體環(huán)境條件、要有配套的主機(jī)及輔助裝備、要有可靠的巷道支撐物及軌道吊掛機(jī)制、要有合理的運(yùn)輸設(shè)備及想到布置輔助裝置。

3 單軌吊機(jī)車的相關(guān)參數(shù)

最大負(fù)荷能力為48 t；最大運(yùn)行時(shí)速為2.5 m/s；牽引力為70～270 kN；最大爬坡角度為35°；適應(yīng)轉(zhuǎn)彎直徑為5 m（水平方向）和11 m（垂直方向）。技術(shù)特點(diǎn)：可以不受巷道自身?xiàng)l件的局限性及影響性；當(dāng)爬坡度到35°時(shí)，能夠在起伏坡度較大、幾彎道較大的情況下進(jìn)行運(yùn)輸；對于特點(diǎn)較為明顯的導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì)，保證機(jī)車在運(yùn)行過程中不掉道及不打滑；獨(dú)立的緊急制動(dòng)系統(tǒng)用來保證機(jī)車在較為危險(xiǎn)的情況下安全運(yùn)作。對于重負(fù)荷、迅速輸運(yùn)等需進(jìn)行具體實(shí)現(xiàn)，減少在此過程中替換較多的換裝環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)人員、物料在井口進(jìn)行連續(xù)承載輸送的目的。尤其對于煤礦井下工作，在切換工作面上的表現(xiàn)尤為突出，可以減少在普遍運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的種種問題。

4 單軌吊機(jī)車輔助運(yùn)輸系統(tǒng)組成與功能

4.1 機(jī)車

單軌吊主要是利用四缸四沖的直噴射柴油機(jī)，具有較為合理的尺寸及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，總體上來說具有低耗、低噪音、維修簡單的特點(diǎn)。整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)主要是利用曲軸連桿的發(fā)動(dòng)系統(tǒng)，旋渦式的增壓進(jìn)行排氣與進(jìn)氣系統(tǒng)，對于恒溫冷卻系統(tǒng)是帶有雙重過濾燃油系統(tǒng)及噴射泵的機(jī)型，再捎帶有齒輪泵及潤滑過濾系統(tǒng)。整體運(yùn)作功率在140 kW 左右，耗油量在200～210 g/kWh 之間。

機(jī)車的主要運(yùn)行是利用液壓啟動(dòng)及傳動(dòng)系統(tǒng)。對于液壓氣動(dòng)系統(tǒng)主要應(yīng)用的是雙蓄器、啟動(dòng)系統(tǒng)、液壓表及啟動(dòng)器等。蓄能服務(wù)器需要提供一定的動(dòng)能原動(dòng)力，液壓表就是要監(jiān)控蓄能器，啟動(dòng)機(jī)制主要用于啟動(dòng)機(jī)，馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)就是要利用柴油機(jī)飛輪；液壓系統(tǒng)主要是利用變量軸向著主內(nèi)泵及馬達(dá)塞等組合。通過變量軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由電磁閥與液控閥系統(tǒng)進(jìn)行壓力油的流量和壓力緩沖。

機(jī)車的電子控制系統(tǒng)主要由發(fā)電系統(tǒng)、控制箱、電閘等器械組合而成。主要通過發(fā)電機(jī)進(jìn)行電源輸送，再由控制箱進(jìn)行更為深入的信號控制，由操作箱進(jìn)行實(shí)際操作，通過手柄控制前后方向，再由電閘進(jìn)行對液壓系統(tǒng)監(jiān)控，當(dāng)顯示器中出現(xiàn)數(shù)據(jù)故障報(bào)修問題時(shí)，編碼器要對監(jiān)測器材的速率進(jìn)行考察，從溫度、壓力等傳感器測繪系統(tǒng)的不同壓力值及溫度值，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行維修與看護(hù)。

以防止機(jī)車出安全問題為基本準(zhǔn)則，在機(jī)車上安裝適當(dāng)?shù)耐咚箿y試儀。瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)可以對礦井下的瓦斯含量進(jìn)行檢測。當(dāng)瓦斯含量超過正常指標(biāo)時(shí)，就要對瓦斯測繪儀裝置發(fā)出的信號進(jìn)行緊急剎車，但是不能重啟，直到瓦斯?jié)舛确狭酥貑C(jī)器的要求，其中瓦斯測繪儀是由單獨(dú)的控制面板及電源構(gòu)成。

4.2 提升梁

根據(jù)輸送的物質(zhì)不同，配置不同型號的提升梁。提升梁可分為分重型、輕型梁兩種，機(jī)車所提供的液態(tài)壓力單元是提升梁重要的一部分。真正的提升梁是由馬達(dá)齒輪、閘門、提升鏈及梁體等幾個(gè)部分組成。

重型梁主要是利用吊運(yùn)設(shè)備，與以往的提升機(jī)相比可以有效提升約21～48 t；輕型梁主要是運(yùn)輸較輕的貨物，與以往的提升機(jī)相比可以有效提升約5～9 t。這兩種提升梁是具有操作簡潔、提升速率較快的特點(diǎn)。

4.3 軌道

依據(jù)不同的情況選擇兩種不同的軌道。輕型軌道主要是運(yùn)送較為普遍的貨物，而重型軌道是要進(jìn)行承載量較大的運(yùn)輸。

對于軌道的掛臂方式可依據(jù)頂板的情況及環(huán)境而設(shè)定。巷道的頂板主要是由錨桿懸掛的方式，這是在頂部為巖石的情況下，當(dāng)質(zhì)地為煤層或者質(zhì)地較為松軟的情況下要進(jìn)行錨索懸掛的方式，輕型梁與重型梁的懸掛方式不一樣，輕型為單鏈懸掛，重型的為雙鏈懸掛。

軌道的連接方式一般有兩個(gè)形式，一是法蘭板的連接，另一個(gè)是搭扣連接的方式。在彎道處采用法蘭板進(jìn)行連接，在直搭的道上進(jìn)行搭扣連接方式。

5 結(jié)語

使用單軌吊進(jìn)行運(yùn)輸?shù)姆绞絹砣〈鷤鹘y(tǒng)的絞車進(jìn)行運(yùn)輸，這對巷道的坡變、使用范圍、靈活性、安裝操作方式都是有一定要求的。在很多企業(yè)中使用這樣的地軌系統(tǒng)，給未來的設(shè)備在技術(shù)和創(chuàng)新上提供較好的理論基礎(chǔ)，也為今后在維修設(shè)備上減少一定的麻煩，利于提升經(jīng)濟(jì)效益。