礦用液壓移動列車組在綜采工作面的應用

文/孫志勇 蔡道濤

呼圖壁縣東溝煤炭有限責任公司東溝煤礦是新疆自治區“十一五”規劃建設項目。東溝煤礦綜采工作面的設備列車牽移方式大多是將供電及供液設備固定在普通平板車上，底板鋪設軌道，以慢速絞車為動力，以切柱或地錨為生根點牽移設備列車組沿軌道行走。這種列車牽移方式存在諸多缺點：易發生鋼絲繩斷繩或生根點失效，從而造成跑車或掉道；對順槽底板要求較高，特別是在順槽底板上下坡或起伏變化劇烈的地質條件下，有較大的安全隱患；頻繁設置生根點和遷移絞車，操作工作量大，浪費人力、物力。

為實現安全、高效、節能的生產目標，東溝煤礦1402工作面首次使用了更為先進的邁步式礦用液壓移動列車組及其配套的伸縮式管纜儲運車，該列車組與傳統絞車鋼絲繩牽引方式相比有著明顯的優勢，在實際使用中取得了良好的效果，具有重要的推廣應用價值。

一、結構組成及功能

礦用液壓移動列車組主要由邁步式液壓自移設備列車及伸縮式管纜儲運車組成。其中，邁步式液壓自移設備列車用于井下綜采工作面隨回采作業移動的供電供液設備及工具、材料的運輸；伸縮式管纜儲運車則用于邁步式液壓自移設備列車與轉載機間的液管和電纜的緩存，以實現礦用液壓移動列車組與割煤工作的同步作業，減輕生產班的工作負擔，提高生產效率。

1．邁步式液壓自移設備列車

邁步式液壓自移設備列車主要由平板車、自移軌道、推移缸、輔助支撐、電纜橋架等組成，如圖1所示。邁步式液壓自移設備列車單個邁步步距為800mm。

圖1 邁步式液壓自移設備列車示意圖

2．伸縮式管纜儲運車

伸縮式管纜儲運車主要由管纜托車、管纜支撐架、柔性電纜托架等組成，如圖2所示。兩管纜托車間可緩存的管纜長度為2500mm。

圖2 伸縮式管纜儲運車示意圖

3．列車組列計算

一般情況下，邁步式液壓自移設備列車與伸縮式管纜儲運車配合使用，即邁步式液壓自移設備列車與伸縮式管纜儲運車組成列車組，該過程稱為組列。組列時，由邁步式液壓自移設備列車組成的列車組在前，由伸縮式管纜儲運車組成的列車組在后，且與邁步式液壓自移設備列車組的尾車相連。其中，邁步式液壓自移設備列車組屬于動力車組，伸縮式管纜儲運車組為無動力車組，伸縮式管纜儲運車組需在邁步式液壓自移設備列車組的牽引下移動。故在組列時，需要對邁步式液壓自移設備列車組的牽引力進行核算，以確認其牽引力是否滿足需要。

設邁步式液壓自移設備列車組的液壓缸總拉力為F拉，邁步式液壓自移設備列車組的對地摩擦力為F摩，伸縮式管纜儲運車組移動所需的最小拉力為F阻，則在組列合理的情況下，須滿足：

首先，校核公式（1）。

計算邁步式液壓自移設備列車組的對地摩擦力F摩。

其中，μ1為邁步式液壓自移設備列車組與地面的摩擦系數，取μ1=0.12；M1為邁步式液壓自移設備列車組及其負載的總質量，g為重力加速度，取g=10m/s2。

經測量，M1=17500kg，計算得F摩=21000N。

計算邁步式液壓自移設備列車組液壓缸的總拉力F拉。

其中，n為液壓缸的個數，n=5；P為液壓系統的工作壓力，P=31.5Mpa；D為液壓缸的缸徑，D=100mm；d為液壓缸的桿徑，d=70mm。

計算得出F拉=803250N。故，公式（1）成立。

然后，校核公式（2）。

計算伸縮式管纜儲運車組的最小拉力F阻。

其中，μ2為伸縮式管纜儲運車組與地面的摩擦系數；M2為伸縮式管纜儲運車組及其負載的總質量，g為重力加速度，取g=10m/s2。

由于μ1和μ2均為鋼與同一地面的摩擦系數，故μ1=μ2

因此，組列后，只要滿足公式（7），即表示邁步式液壓自移設備列車與伸縮式管纜儲運車組列合理。

經實際測量，M1=17500kg，M2=12100kg，明顯地，滿足公式（7）的條件，即公式（2）成立。

二、操作方法

1．操作前的準備工作

（1）檢查各設備列車間的連接是否可靠，推移缸和輔助支撐是否處于復位狀態，如發現不符合安全要求的因素，須及時處理，否則禁止對設備列車進行操作。

（2）檢查液壓系統閥組是否完好，管路及接頭是否有漏液情況，發現問題及時處理，否則禁止對設備列車進行操作。

（3）操作設備列車前，確認列車組周圍無無關人員及障礙。

2．自移操作

首先，操作推移缸控制閥，使推移缸完全伸出，列車組向前移動一個步距；然后操作輔助支撐控制閥，使輔助支撐動作，自移軌道隨車體抬升；接下來，再次操作推移缸控制閥使推移缸復位，此時，自移軌道被拉移一個步距；最后，操作輔助支撐控制閥，使車體回落。至此，一個自移操作循環完成。

3．調偏操作

若列車組行進過程中，頭車跑偏，應及時進行調偏操作，使其回正。調偏操作前，應先檢查調偏缸控制閥是否完好，調偏缸是否為完全復位狀態。調偏時，首先操作調偏缸控制閥使調偏缸伸出，車體在調偏缸的斜向支撐下，滑移一個步距角。重復對調偏缸進行操作，直至車體回正。

三、現場應用

東溝煤礦1402工作面總長約1000米。該工作面的礦用液 壓移動列車組于2020年12月初完成安裝調試并運行。整套列車組含邁步式液壓自移設備列車單車5輛，伸縮式管纜儲運車11輛，液管和電纜的最大緩存長度為25米。工作面割煤作業日均進尺10米，列車組每天拉移1次，設備列車操作人員1人。

經實際應用，礦用液壓移動列車組應用于綜采工作面，有著明顯的優勢：無需鋪設鋼軌，大大節省了設備使用前的準備工作；礦用液壓移動列車組各單車自帶動力部件，無需絞車牽引即可實現自移；礦用液壓移動列車組對地面的適應能力強，最大適應坡度可達±20°，且無需對底板進行硬化，大大降低了巷道底板的施工成本；列車組采用集中控制，操作僅需1人，而且可通過電液控實現遙控，操作簡單，易學易用；列車組的操控為就近操作，操作人員可隨時觀察列車組的運行狀態，增加了操控過程中的安全性；各邁步式液壓自移設備列車單車的自移軌道均通過液壓缸與車體相連，當出現動力故障時，不會溜車，更不會出現跑車現象；礦用液壓移動列車組采用液壓驅動，液壓介質為乳化液，與各種礦用支架保持一致，因此設備的維護更加方便；列車組的使用更為靈活，當進行工作面切換時，可根據實際需求，對列車組各單車的順序進行調整。

四、結語

礦用液壓移動列車組是一種先進的煤礦井下輔助運輸產品，近年來，該產品以安全性高、適應能力強、安裝方便、操作簡單等特點，在全國多個大型煤礦企業得到了應用。該產品的應用符合智能礦山、綠色礦山的發展方向，還具有很大的升級潛力，值得大力發展和推廣。