煤礦采區(qū)異型軌卡軌車運輸系統(tǒng)的應用分析

（山西潞安化工集團 山西 046100）

在目前階段，我國的煤礦采區(qū)大部分都是使用的普通軌，或者是槽鋼軌來進行運輸?shù)摹Ｆ渲衅胀ㄜ壍涝趯σ恍┍容^大型的設(shè)備進行運輸?shù)臅r候，一般情況下采取的速度是比較低的，所以運輸效率也會受到一定影響；而槽鋼軌因為采用的是普通的槽鋼，而這種普通槽鋼強度小容易發(fā)生變形、使用壽命短、耐磨性差，同時這種軌道也無法與煤礦井下的普通軌道進行有效的接軌，尤其是近幾年綜采設(shè)備在不斷地向重型化方向發(fā)展，以前的槽鋼軌道已經(jīng)不能適應和滿足高效運輸中的一些需求。近幾年，隨著煤礦現(xiàn)代化的不斷的發(fā)展，怎樣才能將設(shè)備安全高效的運送到工作面，成為了目前輔助運輸系統(tǒng)需要解決的問題。

1.異型軌卡軌車的研制

在當前我國礦井設(shè)備研究中，變頻控制技術(shù)是目前機車調(diào)速中重點研究的一項技術(shù)。該技術(shù)有很多方面的優(yōu)點，首先，變頻控制技術(shù)可以與負載大小進行良好的結(jié)合，從而有效的實現(xiàn)無極調(diào)速；其次，該技術(shù)的運行控制在完成過程中是通過可編程控制器來完成的，所以，可以使用遠控卡軌車、軟啟動、手動、半自動以及檢修等運行方式實現(xiàn)良好的控制，而且它還可以對故障進行檢測，以及良好的保護和報警功能。而通過對多方面的調(diào)研和研究，借鑒國外和國內(nèi)的一些比較先進性的經(jīng)驗之后，余吾煤業(yè)公司通過和相關(guān)設(shè)備廠家的聯(lián)合合作，有效的研制出了變頻控制繩引異型軌卡軌車[1]。這種類型的軌卡軌車的組成，主要是通過車輛部分以及動力站來進行組成的。在電動機進行減速制動的時候，其輸入的電流相位和電壓相位是相反的，然后再把電動機的再生能量給有效的反饋到電網(wǎng)中，從而實現(xiàn)電動機的能量再生制動。另外，這種軌卡軌車還配有一個10.4英寸的觸摸屏，卡軌車的位置、電流和電壓、保護和故障等都可以在這個觸摸屏中顯示出來，比較直觀的觀察卡軌車的運行狀態(tài)，安全性比較強。

圖1 變頻控制牽引異型軌卡軌車系統(tǒng)

2.異型軌軌道系統(tǒng)設(shè)計

(1)組成和特點

其組成是由水平彎軌、開始軌、過渡軌、終端軌以及終端導向輪、托繩輪等等而進行組成的。下圖為異型軌的斷面。

圖2 異型軌斷面

異型軌軌道系統(tǒng)的主要特點有：

①該系統(tǒng)與普通的軌相比較，其軌頭和軌底都是一樣的，并且異型軌軌道能夠與用戶需求進行結(jié)合，分割制成不同的長度。②異型軌的焊接性能也非常好，并且還可以制作成梯子軌，這樣在各種條件下巷道的鋪設(shè)中都可以進行快速地鋪設(shè)。③異型軌的使用壽命也比較長。因為對異型軌道進行了加強處理，所以，其具有一定的耐磨性，更加適合一些重載的車輛進行。④異型軌道系統(tǒng)在運行的過程中，具有良好的安全可靠性。根據(jù)新型軌道而設(shè)計的避免溜車的牽引制動車，它的卡軌更加的可靠，而且其制動力也更大，這樣在運輸?shù)倪^程中會更加的安全。⑤異型軌軌道系統(tǒng)的運輸效率也非常高。在軌道中運行的各種車輛，因為異型卡軌道與普通軌道直接對接，避免了車輛的換裝，提高了運輸效率和安全性，所以在運行的過程中，車輛可以用較高的速度來運行。

(2)軌道的鋪設(shè)方法

在安裝以前，首先要將巷道中的設(shè)備等給進行有效的清理，在清理完之后，把這些零部件和設(shè)備放在不影響運輸以及安裝的位置[2]。然后再針對一些高低不平的地方給平整一下，使軌道在鋪設(shè)的過程中可以鋪設(shè)到堅實的底板上，然后進行調(diào)直和調(diào)平，從而降低車輛運行中所產(chǎn)生的震蕩。在鋪設(shè)的過程中，軌道如果在底板上無法進行鋪設(shè)的話，則要采取一些有效的措施，把軌道給墊實，這樣軌道在承受重載的時候也不會出現(xiàn)下陷的情況。另外，鋪設(shè)時所有的軌道要嚴格的根據(jù)設(shè)計要求鋪設(shè)，在鋪設(shè)過程中，針對大于3°的一些坡道拐點，要進行凹軌和凸軌的鋪設(shè)。對于一些小于3°的坡道，則可以不鋪設(shè)凸軌和凹軌，但是要對巷道的底板做一下處理，使其坡度控制在1.5°以下。對于處理之后的巷道要保證車輛可以能夠順利通過，而且還要有標準的安全空間。在軌道進行接縫的位置，上下與左右誤差不能大于2mm，間隙不大于5mm；兩條軌道的頂面的高低差不可以大于5mm。由于大多數(shù)的軌道都是4m/節(jié)，但是為了使凹軌和凸軌在安裝的過程中，能夠安裝在合理位置上，有時候一部分軌道會使用1m/節(jié)，這樣比較方便進行調(diào)整，另外，在鋪設(shè)的時候，要結(jié)合鋪設(shè)現(xiàn)場的實際要求，可以臨時改變一部分軌道。

(3)軌枕鋪設(shè)方法

通常是在每節(jié)軌道道節(jié)處鋪設(shè)一根道木軌枕。軌道接口處必須在軌枕上方并支牢墊實。

(4)繩輪的布置方法

①在開始軌的位置要布置始端導向輪組，這種布置方法可以使其圍繞鋼絲繩旋轉(zhuǎn)360°，而這樣安裝的主要目的是為了保障鋼絲繩可以有效的進入預定的軌道。②如果鋼絲繩托地的話，會加快其運行的阻力和磨損程度，并且也降低了牽引效率，所以，在卡軌車進行整個的運行時，保障拖繩要將鋼絲繩拖起來。一般在8m-12m的位置布置一組托繩輪，此外，在軌道系統(tǒng)的凸軌位置，要結(jié)合具體的實際情況布置多組托繩輪，這樣可以使凸軌上的托繩輪磨損程度得到有效的分散，從而使其使用的壽命得到進一步有效的增加。③在道外導繩輪中，有兩個大小和上下都不同的繩輪，這種繩輪一般情況下是來作為導繩來進使用，通常在距離軌道起始端8m的位置來布置一組道外導繩輪；另外，還有兩組布置在該繩輪的終端軌上，主要是對鋼絲繩進行糾偏，保障鋼絲繩可以正確的導入到回繩輪內(nèi)。④壓繩輪安裝在直軌和凹軌上，其中直軌段一般60-80m安裝一組壓繩輪，用來校正鋼絲繩的路線；在軌道系統(tǒng)的始端、末端都應布有壓繩輪，以保證鋼絲繩能準確的導入導繩輪，在系統(tǒng)鋼絲繩較高的地段應適量增設(shè)壓繩輪。繩牽引卡軌車系統(tǒng)中，處于凹軌處的牽引鋼絲繩會因鋼絲繩的張緊而導致懸空，會影響車輛的通過安全性，同時也加大了鋼絲繩運行阻力，降低了牽引效率。因此需在凹軌處視具體情況應布置多組壓繩輪，每組壓繩輪的導繩角度應≤3°，以分散凹軌上壓繩輪的磨損，增加其使用壽命。⑤在終端軌上要安裝終端導向輪，而且還要聯(lián)合使用道外導向繩輪，然后在將其導入正確的回繩輪中。

(5)道岔與阻車器設(shè)計

它是一種兩段旋轉(zhuǎn)聯(lián)動道岔，實現(xiàn)車輛從一軌道線路轉(zhuǎn)移到另一軌道線路的變道功能的裝置。

工作原理：當沒有外界動力時，氣缸處于伸長狀態(tài)，此時系統(tǒng)車輛可以按原線路進行運輸；當系統(tǒng)車輛需要改變線路時，打開噴油器組立，再扳動換向閥手柄，外界輸入動力，使氣缸收縮，氣缸收縮帶動旋轉(zhuǎn)軌旋轉(zhuǎn)和活動軌平移，使軌道與另一線路軌道對接，完成換道功能后關(guān)閉噴油器組立；當車輛換道完成后需按原運輸線路運輸時，再次打開噴油器組立，扳動換向閥手柄，外界輸入動力，使氣缸伸長，氣缸伸長帶動旋轉(zhuǎn)軌旋轉(zhuǎn)和活動軌平移，使軌道與原線路軌道對接，完成換道后關(guān)閉噴油器組立維持原線路軌道的車輛運輸。

在運輸系統(tǒng)中，其兩端和道岔位置也要進行有效的鋪設(shè)，同時要把另外一端過渡到正常軌道上[3]。另外，為了運輸系統(tǒng)更加的安全，還需要在軌道系統(tǒng)始端和終端上安裝阻車器，這樣在鋼絲繩發(fā)生開裂或者操作失誤時，車輛也不會沖出運輸系統(tǒng)。

3.應用分析

該運輸系統(tǒng)已經(jīng)在余吾煤業(yè)公司南一、南二、南五采區(qū)進行了投入使用，其優(yōu)點有以下幾個方面：

（1）首先安全可靠，其結(jié)構(gòu)型式也很特殊特殊，根據(jù)該新型車道設(shè)計的防溜車牽引制動車，其卡軌更加的可靠，而且制動力也更大，運輸更加的安全。（2）運輸效率更高，因為在軌道上設(shè)置了卡軌輪系，因此，車輛運行速度也比較快，可以達到3m/s。另外，在普通軌道上運行的車輛不需要進行轉(zhuǎn)載，直接可以進行運輸。（3）適應性比較強，牽引力也比較大，其爬坡的時候可以達到35°，而且其牽引力可以達到140kN，使采區(qū)的物料運送問題得到了良好的解決。（4）使用時更加的方便，運行維護費用也比較低。

4.結(jié)語

文章所研究的采區(qū)異型軌卡軌車輔助運輸系統(tǒng)，在進行實際調(diào)試和運行后，使有光安全性和效率差等問題得到了有效的解決，而且在目前，該運輸系統(tǒng)也有著比較好社會經(jīng)濟效益和廣泛的應用前景。