移動式軌道整形機在煤礦井下運輸系統的研制與應用

朱明初

（山西潞安集團漳村煤礦運搬隊， 山西 長治 046032）

引言

隨著漳村煤礦井下的開采條件不斷變化與延伸，運輸輔助系統逐漸延長，井下運輸任務繁重而道遠。尤其伴隨著漳村礦采區的西擴，交叉巷道多，根據現場巷道布置情況需專門制作不同的彎軌，而從現場測量數據到地面制作彎軌再運到所需地點安裝所需時間較長。特別是特殊情況下因測量數據不準確，導致安裝后彎軌彎度不能滿足單軌吊運輸半徑要求，出現單軌吊承載車機械卡阻現象?，F場對軌道不能及時整形，使得高效率彎道安裝成為輔助運輸一個瓶頸，亟待解決。

1 井下輔助運輸系統概況

漳村煤礦目前舊區井下輔助運輸系統主要由卡軌車系統、單軌吊系統、架空人車運人系統三部分組成。材料設備主要由卡軌車運至井下的各大巷，然后由單軌吊運至各采區和工作面，人員從地面至480擴區2號聯絡行全程架空人車接力運輸。

目前共有三部卡軌車，全長8 500 m，全部為KSD-90J型繩牽引卡軌車，電機功率250 kW，牽引力90 kN。其中：一部卡軌車于2000年安裝投入使用，安裝在副井大巷，從地面至15繞道，鋪設長度3 800 m，最大載荷25 t，最大運行速度3.0 m/s；二部卡軌車于2004年底安裝完成，2006年進行了合并改造，安裝在二水平材料巷和西下山材料巷，從15繞道下口至西下山材料大巷9號橫貫，鋪設長度2 800 m，中部有90°變向，最大載荷25 t，最大運行速度3.0 m/s；三部卡軌車于2011年安裝投入使用，安裝在西下山材料延伸巷，從西下山材料大巷9號橫貫至西下山材料大巷正頭，鋪設長度1 900 m，最大載荷25 t，最大運行速度3.0 m/s。

目前，共有柴油機單軌吊6臺，其中包括3臺DZ1500型單軌吊機車（沙爾夫），1臺DZ1800型單軌吊機車（沙爾夫），1臺KPCZ-148型單軌吊機車（貝克），1臺DLZ110F型單軌吊機車（捷克）；蓄電池單軌吊9臺，全部為太礦產品，其中包括4臺DX-60電牽引單軌吊機車和5臺DX-80電牽引單軌吊機車。有2臺DX-60電牽引單軌吊機車、1臺DLZ110F型單軌吊機車老化嚴重，僅能完成車場換裝調度作業，其余車輛可完成正常運輸作業。舊區共安裝有I140E輕型吊軌線路2.5萬余米，形成了15、22、25三個單軌吊調車場。二水平材料巷口設置有15單軌吊檢修硐室。

2 彎軌制作的現狀

由于輔助系統的延伸是隨著現場工作面的圈定、回撤進行安裝回收，而現場巷道的布置、單軌吊軌道的敷設隨著巷道變化而延伸，難免遇到交錯輔助地點，因此彎軌的安裝是必不可少的，而目前井下所用的彎軌主要通過在井下量取尺寸，在地面進行生產，再運回井下進行安裝。地面主要使用吊軌冷彎機設備進行操作。

2.1 吊軌冷彎機具體數據

目前，制作符合現場所需的彎軌主要由地面吊軌冷彎機完成，其參數為：型材最大抗彎截面系數為220cm3；彎曲速度為4～6.5m/min；最小彎曲直徑為2m；液壓系統工作壓力≤25 MPa；液壓缸直徑為410 mm；液壓缸有效行程為350 mm；主動輪直徑為25/29 mm；設備總功率為15 kW；機器外形為2 700 mm×2 000 mm×1 800 mm；設備質量為2 680 kg。

2.2 工作原理

開機前正確接通電源，把工字鋼放在冷彎機上，與減速器帶動的滾輪接觸后，將壓緊手柄進給鎖緊，啟動電機油泵組，由電動油泵輸出的高壓油經溢流閥進入聚成塊到電液閥，由電液閥和點動開關控制油缸工作，工作油缸推進，將工字鋼與三個支撐滾輪壓緊并發生彎曲變形時開始計算，適時調整油缸推進，油缸推進的長度進程為每次10～15 mm為宜，開主電機正轉或反轉，由主電機帶動工字鋼工作，反復操作，達到所需半徑為止，再開始正常工作。

2.3 存在的問題

冷彎機雖然能夠制作出符合現場所需的彎軌，但是由于礦用的WZJD-450型冷彎機屬于機電設備，設備外形尺寸較大且質量較大，并不具備井下煤礦設備防爆標準，現場所需的彎軌尺寸由于人員操作不精確，在井下使用不符合現場所需，大大浪費了人力和時間，導致運輸任務不能按時完成。

3 井下移動式軌道整形機的應用

為了能夠高效完成井下輔助運輸任務，并降低成本的前提下，作為主管運輸任務的隊組，組織本單位專業人員深入現場進行調研，根據現場特點研制了井下移動式軌道整形機。

3.1 井下移動式軌道整形機主要結構

該設備由彎軌制作平臺、頂軌裝置、液壓頂系統、行走系統四大部分組成。該裝置總長1 650 mm、寬800 mm，由單軌吊牽引，液壓頂壓軌，可根據交叉巷道的角度，現場完成彎軌制作與調整。

由圖1可見，主要由工字鋼組成了制作平臺的主要框架，其中三角部分與215 mm的工字鋼組合，構成了固定所需加工的彎形軌道，在固定上更加穩定可靠，而作為第三條支撐梁的槽鋼可通過五個鉆孔來固定液壓裝置，五個鉆孔可以調整液壓裝置加工過程中的角度，每兩個孔間隔大概15°。液壓頂部分將回油和進油部分接入單軌吊回油、進油部分，并通過單軌吊操作手柄完成操作實現施加壓力的控制。該系統的行走裝置，通過導向輪、萬向輪、鋼板焊接而成，通過單軌吊軌道來實現在井下各個場所的搬運，完全避免了人力搬運的過程。頂軌裝置與液壓頂結合后最終完成對吊軌整形或制作彎軌的工作。

圖1 井下移動式軌道整形機制作平臺主俯視圖（單位:mm）

3.2 工作原理及應用

使用時行走系統接連桿與單軌吊機車連接實現井下各個巷道移動。把待制作吊軌放到彎軌制作平臺上，把頂軌裝置與液壓頂連接好后把液壓頂進油、回油分別與單軌吊起吊裝置進油、回油進行連接，最后操作單軌吊機車上的起吊閥完成彎軌制作，同時也可用于變形吊軌恢復。

該裝置未投入使用前吊軌彎道測量、制作到安裝至少需軌兩個小班，而該裝置投入使用后可在現場測量數據，現場制作彎道，省去了從井下測量到井上制作再運輸到井下這一環節，當班即可完成彎道安裝。表1為井下2603回風巷彎道、28皮帶巷彎道試驗數據。

表1 井下應用數據

4 結論

井下移動式軌道整形機的應用，不僅解決了彎道在地面制作耗時多、人力付出大、數據不準確的問題，而且解決了井下輔助任務完成時間緊的難題，在井下現場運行穩定，效果明顯。