單軌吊機車在煤礦輔助運輸中的應用

劉大鵬

（潞安化工集團余吾煤業公司，山西 長治 046100）

目前，對于礦井下綜采工作面的運輸來說，采用的都是小絞車和無極繩絞車。但在采用小絞車進行運輸時，運行的距離較短，需要用到的絞車也很多，同時還需要大量的操作人員，在運輸過程中也會產生很多不明因素。而無極繩絞車就可以很好地實現連續運輸，但運輸能力也存在局限性，這也降低了煤礦運輸的工作效率。在無極繩絞車的運行過程中，無極繩絞車鋼絲繩張緊力較大時，特別是在地質條件變化較大時，車輛容易掉道，對巷道坡度要求較平緩；當軌道坡度變化較大時，鋼絲繩容易彈出壓繩輪，引發安全事故；無極繩絞車牽引力相對較小，一次性運輸物料少。因此，煤礦行業的開采深度越深，采掘機械化程度也會越來越高，但在實際運輸過程中，礦井生產條件很差，操作人員嚴重缺乏安全意識，煤炭企業還需要不斷加強操作人員的技能培訓，并引進一些安全性能較好的運輸設備，從而有效促進運輸效率。

1 單軌吊輔助運輸系統概況

單軌吊機車是由吊梁、牽引設備以及安全保障機車三部分組成。其中，發動機設備是整個單柜機吊車的中心主體部分，可以為機車的發展提供源源不斷的能量，起到一定的驅動作用。對于這三部分組成來說，都安裝在機車的承載裝置中，但是需要油箱和冷卻體系來進行工作，這樣才可以保障機車的正常運輸。在機車運輸過程中，還需要對吊裝機車進行選擇，并且操作人員還需要對軌道的上坡條件進行計算，最終選取合適的吊車型號，有效提高運輸效率。比如DZ18003+3型單軌吊車，它就很符合荷載在Q=31 000 kg中，并且功率也可以維持在80 kW中。除此之外，還需要對吊車運輸支架的起吊梁進行選擇，并且這種起吊梁也符合運輸設備的操作標準。吊梁參數具體規格如表1。

表1 吊梁參數具體規格表

對于單軌吊機車中的安全保障機動車來說，它可以有效降低運輸安全事故的發展，并且這種裝置都會安裝在操作人員的下方，當發生一定的安全事故時，便于操作人員及時進行處理，并保持機車的正常運輸。但在實際運輸過程中，安全保障機動車會隨著物料的變化而變化。具體操作如圖1所示：

圖1 安全保障制動車

2 我國煤礦輔助運輸現狀

目前，煤礦輔助運輸主要指綜采設備、工作人員和材料的運輸。我國主要的物料運輸方式有無軌和有軌兩種。我國相比于一些發達國家而言，在煤礦運輸行業中發展是比較落后的，而且在用小絞車和小蓄電池機車運輸中，也需要浪費大量的人力資源，很多中小煤礦企業中都存在這些問題。在煤礦輔助運輸過程中，事故發生的概率占整個運輸的三分之一，這也是煤礦行業中第二大重型事故，同時也給煤礦生產效率帶來了很大影響。近幾年，在我國社會經濟發展迅速的情況下，煤礦行業也得到很大發展，并且還引進了現代化技術，很多煤礦企業也都引進了機械化運輸設備，這與年原煤生產量比，數據上升了很多，綜采綜掘和主煤流皮帶運輸自動化也在隨著大功率設備不斷進行發展，但在采掘運輸過程中也存在很多問題，所以采用與煤炭高效生產相匹配的輔助運輸系統，是促進我國煤炭行業發展的必要手段，也是有效解決問題的關鍵，從而推動煤炭行業的發展。

3 煤礦井下單軌吊機車輔助運輸系統特性

當下，隨著社會經濟的迅速發展，單軌吊機車輔助運輸系統也在煤礦行業得到廣泛應用，并且在地質條件較差的巷道中也應用效果良好。在單軌吊運輸系統中，煤礦行業大多采用的都是柴油機，并且選擇的都是過液壓傳動裝置。在實際運輸過程中，大多都是在工字形鋼軌上進行工作，并且在工作過程中用的都是錨桿和錨索。所以，這就說明單軌吊機車輔助運輸系統在作業時，受巷道地質條件的影響較小，并且還可以在坡度較大的巷道中取得良好的應用效果。從目前單軌吊機車運輸系統的整體情況看，坡度最大可達30°。與此同時，單軌吊機車輔助運輸系統多數使用的都是獨立驅動輪，避免在作業時發生打滑等問題，就可以有效解決這種問題，從而有效提高運行效率。當機車進行緊急制動時，對于主動緊急制動，是針對機車發生緊急情況時，有效保障機車的正常工作。單軌吊機車輔助運輸系統在使用時，可以實現多個方向上的運輸工作，同時還可以對換裝環節進行有效壓縮，從而有效提高機車運輸效率。在對工作面進行轉換時，整體的工作效果也有所提升，并且還可以壓縮工作轉換時間，相比傳統運輸方式，在時間上節約了50%。

4 單軌吊機車輔助運輸網絡系統

對于綜采區大軌道來說，它是煤炭開采系統內部軌道網絡體系的中心，其內部結構還有單軌吊道岔和很多綜采綜掘區等，該網絡系統中的機車，都可以實現自由性，并且在實際運輸過程中，只要不超過規定范圍，都可以自由對角度和軌道進行轉換。但對于軌道內部的吊掛設備來說，主要由錨桿和多種螺栓等構件組成，其中還有具體規格的圓環鏈對其產生作用。在使用單軌吊錨桿過程中，相關的固力必須保持在規定范圍內，這樣才可以有效確保機車的正常運行。

5 煤礦井下單軌吊機車輔助運輸系統組成及應用要點

5.1 機車部分應用要點

機車在實際運輸中主要采用的是柴油發動機，但目前很多煤礦行業采用的都是利波海爾四缸四沖程直噴式發動機，這種類型的發動機結構非常牢固，并且耗能也很低，操作起來也比較方便。所以，在機車輔助運輸過程中，就可以有效提高輔助運輸系統運行效率。機車液壓系統還包含傳統和啟動兩大系統：第一，啟動系統，它的主要動力源泉是來自蓄能器，從而有效實現機車的運輸，該系統還可以通過液壓表，有效控制機車的蓄能壓力，并同時顯示屏中的數據，通過氣動閥門對機車進行控制；第二，在使用傳統系統中，主要采用的是變量軸轉動裝置，并且是通過電磁比例閥門進行控制，這樣就可以有效實現機車正常運行，并對系統中的油量進行實時監控，從而完成輔助運輸。對于機車電控系統而言，它不僅內部結構簡單，在使用中系統內部的參數也會直接呈現出來，這樣一來操作人員就可以對數據中存在的故障進行維修，從而提高工作效率。在此，液壓啟動系統還有雙蓄能器和啟動馬達等，對于機車內的蓄能器來說，它是通過液壓表來對壓力進行控制；機車內部的控制是通過啟動控制閥門來完成的，同時也可以通過顯示屏把數據呈現出來；啟動馬達的作用是對柴油機飛輪進行驅動。在此基礎上，機車電控系統還有發電機和電磁閥等。而發電機的主要作用是為機車提供電源，控制箱是對運輸系統進行合理控制。液壓系統則是通過電磁閥門對機車進行控制，便于后期工作的維修和檢查。在煤礦開采過程中，還需要把瓦斯探測器安裝在機車內部，當瓦斯濃度過高時，機車就會自動啟動緊急裝置，當瓦斯濃度逐漸達標后，機車才會自動開始正常運行，并且在機車制動過程中，機車驅動器也會被安裝上制動裝置，并且內部也會安裝制動閘以及彈簧等。在運輸過程中，機車會受到彈簧的作用力，液壓油就會直接進入到油缸中，這時制動閘就會自動開啟。所以，在機車實際運行中，不僅可以前后控制機車，還可以在機車內的液壓油發生泄漏時，自動復原彈簧彈力，實現機車制動效果。通常情況下，機車內部都有兩個駕駛室，安裝在輔助運輸系統兩端，并且每個駕駛室內都有照明系統，這樣操作人員在駕駛室中就可以有效控制機車前進或者后退，從而保障機車一直處在正常運行中。

5.2 提升梁部分應用要點

提升梁的主要作用是對煤礦井下的情況進行合理控制。提升梁主要有兩種：重型梁和輕型梁。在輔助運輸系統作業時，主要是通過機車系統對液壓動力進行控制。而提升梁是由梁體、提升鏈條等部件組成。在對閥門進行控制時，機車內的齒輪箱就會進行雙向轉動，而提升鏈條就可以對物料進行運輸。當運輸的物料重量過大時，就需要選擇重型梁來進行運輸，這時的重量大多都超過20 t，當運輸的物料重量在8 t內，就需要選擇輕型梁來進行運輸。在機車使用過程中，無論選擇的是輕型梁還是重型梁來進行物料運輸，都可以為操作人員帶來方便，并且運行速度也非常快。

5.3 軌道部分應用要點

在煤礦運輸中，車輛軌道主要分為兩種：重型軌道、輕型軌道。在輕型軌道運輸中，主要運輸的是普通物料，而重型軌道運輸的是大型物料。而在實際煤礦運輸中，不僅要考慮運輸物料的重量，還需要考慮運輸的周邊環境好壞，這樣才可以有效確保物料運輸的安全性。在運輸過程中，當巷道頂板是巖石結構，就需要用錨桿懸吊法來進行懸吊，當巷道頂板的地質很差，并且煤層松軟，這時就需要選擇錨索進行懸吊。對于輕型梁來說，在運輸過程中采用的都是單鏈，而重型梁采用的是雙鏈。在連接過程中，還分為塔扣式和法蘭式連接，直軌道采用的是塔扣式連接，而一些彎軌道選擇的就是法蘭式連接方式。對于岔道的控制，可以分為機械道岔或者氣動道岔兩種。煤礦軌道運輸中的道岔口還分為：右擺道岔和左擺道岔兩種，而這兩種道岔主要分布在井下運輸車場、岔路等位置。在控制啟動道岔時，不僅要使用到氣缸的推動作用，還需要借助軌道和道岔嚙合的方式對機車進行控制。但在實際運輸過程中，機械道岔還需要借助人工作業的方法來實現制動效果。在操作方法的實際選擇時，需要根據煤礦井下實際情況開展工作，有效保證使用效果和運輸安全。見圖2。

圖2 軌道懸掛方式示意圖

6 單軌吊安裝措施

第一，人字梯是吊軌安裝中主要的裝置設備，在安裝的過程中，還需要技術人員有過硬的技能；第二，保險帶也是高空安裝作業中必不可少的一部分；第三，多人配合抬運單軌吊跑道時，需要操作人員多注意抬舉的動作，避免因操作不當而引起不必要的損害；第四，安裝單軌吊梁時，還需要嚴格按照要求進行安裝，同時還需要對兩頭分開進行安裝；第五，在安裝作業時，現場的監督人員還需要把監督工作落實到位，特別是設備的下方避免出現一些人員，從而造成一些不可挽回的事故；第六，還需要對現場施工管理工作進行檢查，一定要及時排除一些可能存在的安全隱患，從而有效確保安裝進度。

7 結語

總的來說，在這個發展迅速的新時代下，煤炭行業也不斷得到發展，而在運輸過程中應用最多的就是單軌吊輔助運輸系統，它具有較強的自由性特征，并且在運輸過程中還可以有效提高運輸效率。目前，單軌吊輔助運輸體系中還存在很多問題尚未解決，要想有效提高運輸效率，還需要管理人員從多個方面把工作落實到位，同時還需要不斷提升自身的管理水平，并不斷加強運輸周圍環境的檢查，避免因煤炭開采等問題，給操作人員帶來傷害。