一種煤礦絞車鋼絲繩防跑偏裝置的分析與應用

韓秀光

（山煤國際能源集團股份有限公司煤業分公司調度室，山西 太原 030006）

1 項目概況

絞車是煤礦巷道中必不可少的設備，其通過鋼絲繩帶動礦車或其他礦下設備在軌道上運行。在絞車通過回收鋼絲繩帶動礦車或其他礦下設備返程時，需要將鋼絲繩纏繞在滾筒上，在該過程中，由于巷道地質構造、拐彎及絞車安裝問題，存在絞車鋼絲繩滾筒出繩或跑偏現象，此時就需要糾正鋼絲繩的運行方向，以防出現安全事故。常用的方法是，絞車操作人員手持釬桿、撬杠等，將其底端插在地面上并盡量固定，手持頂端通過釬桿或撬杠等將鋼絲繩強行推回正確運轉方向[1-2]。但是，這種方法對于操作人員來講是非常危險的，而且也極大地影響了絞車運行安全。當前山煤國際能源集團經坊煤礦井下運輸系統中大量使用JD-40型、JD-25型、JM-14型、SDJ-32B型等各類型絞車，對于出現的絞車跑偏現象主要是采用人工撬杠的方式進行糾正，該操作安全性較差，自動化程度低，糾正效率較低，嚴重影響了井下運輸系統的效率和安全，必須對其進行優化改進。

2 防跑偏裝置的結構

針對當前經坊煤礦絞車鋼絲繩出現的跑偏現象，提供了一種新型的煤礦絞車鋼絲繩防跑偏裝置，該裝置可以有效調整鋼絲繩的方向，解決鋼絲繩跑偏的問題。

絞車鋼絲繩防跑偏裝置的結構如圖1 所示，主要包括第一龍門框架、立桿、定位支撐板、底座、平移軌道、平移裝置、限位頂梁、上托輥、豎直托輥、下托輥、支撐平板、滾輪和施力機構等部件。

圖1 煤礦絞車鋼絲繩防跑偏裝置結構示意圖

從圖1 可知，該絞車鋼絲繩防跑偏裝置底座上設置有第一龍門框架，第一龍門框架內設置有可在底座上橫移的平移裝置；平移裝置包括兩個間隔設置的豎直托輥，兩個豎直托輥的上下端分別設置有上托輥和下托輥，上托輥和下托輥之間形成鋼絲繩穿過空間；平移裝置的一側連接有施力機構，施力機構用于向平移裝置施力，以使平移裝置在第一龍門框架內平移，進而調節鋼絲繩的運行方向[3-4]。

該裝置通過在底座上設置平移裝置，且在平移裝置上通過豎直托輥、上托輥和下托輥形成鋼絲繩穿過空間，隨著調節平移裝置的平移，通過鋼絲繩穿過空間調節鋼絲繩的走向，進而防止鋼絲繩跑偏，避免發生安全事故。

該裝置底座包括平行設置的兩條平移軌道，每條平行軌道的兩端分別連接到橫梁上。平移軌道由底部橫板和兩個側擋板構成，進而通過底部橫板、兩個側板和兩端部的橫梁使得平移軌道形成封閉的軌道，防止平移裝置從平移軌道內滑出。另外，在橫梁上可以開孔，方便與地面進行固定。

第一龍門框架包括與平移軌道平行設置的頂梁，頂梁的兩個端部分別連接有側梁，兩個側梁底端均設置在底座上。該第一龍門框架的龍門朝向鋼絲繩運行方向，進而可以保證平移裝置3 在橫移的同時調整鋼絲繩的運行方向。

側梁分為上部和下部，至少一個側梁的下部開設有橫向通孔，橫向通孔用于施力機構穿過。通常，平行軌道是兩個，均勻地分布在底座的橫梁上，并且側梁也通常是設置在橫梁的中間，平移裝置由于底部滾輪裝在平移軌道上，所以也是位于裝置的中間部位，因此，在裝置的中間向施力平移裝置施力時最為省力，因此，為了使得施力機構4 能夠更加省力，將其穿過橫向通孔設置[5-6]。

裝置平移裝置還包括支撐平板，支撐平板下方設置有滾輪，滾輪用于在平移軌道內滾動。支撐平板上設置有第二龍門框架，豎直托輥、上托輥和下托輥均安裝在第二龍門框架上；第二龍門框架包括限位頂梁，限位頂梁頂部開設有凹槽，凹槽用于套在第一龍門框架的頂梁的下部。通過設置限位頂梁，可以實現平移裝置的上部固定及限位，防止其傾倒。

第二龍門框架還包括兩個側邊梁，一個側邊梁與施力機構連接。施力機構包括第一推桿，第一推桿穿過橫向通孔且其端部與側邊梁鉸接，另一端鉸接有第二推桿，第二推桿的中部鉸接于第一龍門框架的側梁上。所述第二推桿的另一端固定連接有加長桿。通過第一推桿和第二推桿的鉸接，可以通過簡單的機械結構達到快速施力、省力的效果。

3 工作原理及過程

將絞車鋼絲繩穿過平移裝置上的鋼絲繩穿過空間，固定底座。當發現鋼絲繩跑偏需要糾正時，操作工推/拉加長桿使得第一推桿向平移裝置施加推/拉力，使平移裝置帶動鋼絲繩運動，糾正其運轉方向，使其回歸正確的方向，當鋼絲繩回到正確的運轉方向后，松開加長桿，此時，鋼絲繩位于兩個豎直托輥、上托輥和下托輥之間，正常運轉。

4 實踐應用及效果分析

絞車鋼絲繩防跑偏裝置制作完成后，在山煤國際能源集團經坊煤礦JD-25型調度絞車上進行了安裝調整，并投入到實踐應用。從2020 年5 月至今，絞車鋼絲繩防跑偏裝置已在JD-25型調度絞車中應用有9 個月之久，JD-25型調度絞車工作正常，絞車鋼絲繩防跑偏裝置運行穩定，當JD-25型調度絞車出現鋼絲繩滾筒出繩或跑偏現象時，可及時進行糾偏作業，糾正鋼絲繩的運行方向，保障了絞車的連續穩定工作。JD-25型調度絞車至今無一起因鋼絲繩滾筒出繩或跑偏現象而導致的安全事故。絞車鋼絲繩防跑偏裝置的應用安全可靠，自動化程度高，鋼絲繩糾偏效率理想。該項目的開發及應用為煤礦創造了較好的安全經濟效益，為實現經坊煤礦高產高效安全開采的目標奠定了基礎。

5 結論

針對絞車鋼絲繩跑偏情況，設計了一種絞車鋼絲繩防跑偏裝置。在該裝置底座上設置平移裝置，且在平移裝置上通過豎直托輥、上托輥和下托輥形成鋼絲繩穿過空間，隨著調節平移裝置的平移，通過鋼絲繩穿過空間調節鋼絲繩的走向，進而防止鋼絲繩跑偏，避免發生安全事故。裝置在經坊煤礦JD-25型調度絞車上進行了實踐應用，效果理想。