礦井單軌吊運(yùn)輸安全、節(jié)能創(chuàng)效實(shí)踐研究與應(yīng)用

摘要：文章介紹了協(xié)莊煤礦單軌吊機(jī)車使用現(xiàn)狀，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中存在各類安全保護(hù)問(wèn)題進(jìn)行探索實(shí)踐，解決機(jī)車運(yùn)行中存在問(wèn)題，確保其安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)诬壍?；運(yùn)輸安全；節(jié)能

1 概述

目前，協(xié)莊煤礦共有9部單軌吊機(jī)車，單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)由吊掛在巷道頂部的軌道線路和單軌吊機(jī)車及起吊梁組成。單軌吊機(jī)車由柴油動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)與主泵，兩個(gè)駕駛室以及多組驅(qū)動(dòng)單元（根據(jù)需求決定）組成。每一組驅(qū)動(dòng)單元中安裝有大功率液壓缸，液壓缸將驅(qū)動(dòng)輪壓緊在軌道上，再通過(guò)液壓馬達(dá)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，靠驅(qū)動(dòng)輪與軌道之間產(chǎn)生的摩擦力提供牽引力牽引機(jī)車運(yùn)行。起吊梁通過(guò)連桿與機(jī)車相連，在專門設(shè)置的換裝站將物料、設(shè)備等吊掛在起吊梁上，通過(guò)機(jī)車牽引，運(yùn)送到各個(gè)采掘工作面及其他工作地點(diǎn)。

用于采區(qū)輔助運(yùn)輸，由采區(qū)軌道上下山、各工作面順槽、各掘進(jìn)巷道等組成的單軌吊運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，替代原絞車地軌運(yùn)輸系統(tǒng)，為整個(gè)采區(qū)服務(wù)，為回采工作面安裝、撤除和物料、人員運(yùn)輸服務(wù)；為各掘進(jìn)工作面運(yùn)送物料、設(shè)備和人員等；為采區(qū)內(nèi)其他施工地點(diǎn)運(yùn)送物料、設(shè)備。

2 問(wèn)題提出

為了最大化發(fā)揮單軌吊機(jī)車運(yùn)輸效能，防止單軌吊機(jī)車出現(xiàn)跑車事故，確保單軌吊機(jī)車安全運(yùn)行，對(duì)單軌吊機(jī)車液壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行研究，安裝瓦斯斷電儀、離心式保護(hù)、自動(dòng)滅火器及單軌吊視頻裝置，尤其在復(fù)雜巷道條件下，巷道高低起伏，坡度較大的回風(fēng)巷內(nèi)，巷道內(nèi)無(wú)照明，另加單軌吊機(jī)車車身較長(zhǎng)，單軌吊司機(jī)在駕駛室內(nèi)運(yùn)行單軌吊時(shí)無(wú)法觀察前方，對(duì)巷道動(dòng)態(tài)變換無(wú)法及時(shí)的跟蹤查看，無(wú)法確認(rèn)單軌吊運(yùn)行前方是否有行人以及有行人的情況下是否已經(jīng)躲避至躲避硐室內(nèi)，只能靠管理制度進(jìn)行約束，無(wú)法達(dá)到本質(zhì)安全；為了保證單軌吊運(yùn)輸線路暢通無(wú)阻，保證運(yùn)輸過(guò)程人員安全，對(duì)單軌吊機(jī)車安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)安裝單軌吊視頻監(jiān)控系統(tǒng)，給單軌吊司機(jī)擴(kuò)展了“視力范圍”。

3 研究實(shí)施

3.1單軌吊機(jī)車液壓制動(dòng)系統(tǒng)

3.1.1當(dāng)柴油機(jī)車啟動(dòng)之后，液壓油沿著管路經(jīng)濾油器通過(guò)單向閥之后，液壓油將沿著液壓管路進(jìn)入二位三通閥，該三通閥組為并聯(lián)連接使用，當(dāng)任意一個(gè)二位三通閥出現(xiàn)故障問(wèn)題以后，另外一個(gè)二位三通閥可以繼續(xù)使用。溢流閥具有雙向保護(hù)作用，一方面保證液壓油能夠穩(wěn)定的供給二位三通閥，另一方面能夠保證在二位三通閥出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，確保液壓油順利回歸到油箱，不對(duì)液壓泵以及液壓管路造成損害。

3.1.2當(dāng)柴油機(jī)車啟動(dòng)并帶動(dòng)制動(dòng)液壓泵運(yùn)行時(shí)，如果三位氣控閥還未打開，也即處于復(fù)位狀態(tài)時(shí)，液壓油將無(wú)法進(jìn)入制動(dòng)液壓缸，此時(shí)機(jī)車處于抱閘止動(dòng)安全狀態(tài)；當(dāng)三位氣控閥控制二位三通閥打開以后，液壓油順利進(jìn)入制動(dòng)液壓缸，實(shí)現(xiàn)單軌吊機(jī)車松閘運(yùn)行。

3.1.3當(dāng)單軌吊柴油機(jī)車熄火停止運(yùn)行時(shí)，三位氣控閥復(fù)位，二位三通閥在彈簧彈性勢(shì)能的作用下，產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作。此時(shí)單軌吊制動(dòng)液壓缸內(nèi)的液壓油在彈簧作用下處于回油狀態(tài)，液壓油通過(guò)二位三通閥經(jīng)球形開關(guān)回到油箱，該球形開關(guān)始終處于常開狀態(tài)，確保液壓油沿著液壓油回油管路回到油箱內(nèi)，這樣就可以保證單軌吊機(jī)車熄火停車瞬間，順利實(shí)現(xiàn)抱閘停車。

3.1.4運(yùn)行速度：?jiǎn)诬壍踹\(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，單軌吊運(yùn)行速度快慢，一方面受主機(jī)變量泵的變化而影響液壓流量，單位時(shí)間內(nèi)流量越大，單軌吊運(yùn)行的速度越快。另一方面如果變量泵一定的情況下，單軌吊七個(gè)驅(qū)動(dòng)全部啟動(dòng)，此時(shí)單軌吊運(yùn)行速度是最慢的，但輸出力矩是最大的，當(dāng)單軌吊只啟動(dòng)三個(gè)驅(qū)動(dòng)，單軌吊運(yùn)行速度較大，輸出力矩較小，此時(shí)單軌吊適合輕載或者空載情況下運(yùn)行。

3.2瓦斯斷電儀安裝

系統(tǒng)組成：瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置、電源接線盒、電源開關(guān)組成整套系統(tǒng)。

當(dāng)瓦斯檢測(cè)裝置檢測(cè)到單軌吊機(jī)車周圍瓦斯?jié)舛瘸抟院?，將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)傳給CPU，尤其發(fā)出指令控制單軌吊熄火。

3.3離心式超速保護(hù)

該保護(hù)為機(jī)械式保護(hù)，當(dāng)運(yùn)行區(qū)段巷道坡度較大（超過(guò)25度），單軌吊所運(yùn)輸?shù)呢?fù)載較大時(shí)，容易出現(xiàn)超速，一旦機(jī)車出現(xiàn)超速現(xiàn)象，離心式保護(hù)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，熄滅發(fā)動(dòng)機(jī)。

3.4自動(dòng)滅火裝置

該裝置安裝于單軌吊機(jī)車驅(qū)動(dòng)部，當(dāng)單軌吊發(fā)生火災(zāi)時(shí)，自動(dòng)熄滅發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行噴灑式滅火。

3.5單軌吊視頻裝置安裝

3.5.1監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄登記5大部分組成。攝像機(jī)通過(guò)同軸視頻電纜將視頻圖像傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)，控制主機(jī)再將視頻信號(hào)分配到各監(jiān)視器及錄像設(shè)備，同時(shí)可將需要傳輸?shù)恼Z(yǔ)音信號(hào)同步錄入到錄像機(jī)內(nèi)。通過(guò)控制主機(jī)，操作人員可發(fā)出指令，對(duì)云臺(tái)的上、下、左、右的動(dòng)作進(jìn)行控制及對(duì)鏡頭進(jìn)行調(diào)焦變倍的操作，并可通過(guò)控制主機(jī)實(shí)現(xiàn)在多路攝像機(jī)及云臺(tái)之間的切換。利用特殊的錄像處理模式，可對(duì)圖像進(jìn)行錄入、回放、處理等操作，使錄像效果達(dá)到最佳。

鏡頭：通過(guò)改變鏡頭來(lái)調(diào)整攝像范圍以獲得合適圖像，鏡頭能夠與系列攝像機(jī)配合。分為：定焦鏡頭和變焦鏡頭。定焦鏡頭有廣角、標(biāo)準(zhǔn)和長(zhǎng)焦距型，還可選擇適合照明條件不變場(chǎng)所使用的手動(dòng)光圈鏡頭或更適合光照經(jīng)常變化場(chǎng)所使用的自動(dòng)光圈鏡頭；變焦鏡頭的調(diào)整可以滿足對(duì)被攝物體的視場(chǎng)要求。

3.5.2在單軌吊起吊梁前端加裝視頻探頭，視頻探頭可以檢測(cè)單軌吊線路狀況以及運(yùn)行線路內(nèi)是否有行走人員。

3.5..3在單軌吊駕駛室內(nèi)安裝實(shí)時(shí)畫面屏幕，能夠及時(shí)將單軌吊起吊梁前端情況進(jìn)行實(shí)時(shí)播放。

3.5.4駕駛室內(nèi)單軌吊司機(jī)可以通過(guò)觀察實(shí)時(shí)畫面屏幕，可以隨時(shí)了解掌握單軌吊運(yùn)行線路巷道條件、運(yùn)輸線路質(zhì)量以及人員行走情況。

4 取得效益

4.1 安全效益

4.1.1在單軌吊制動(dòng)、停止過(guò)程中，液壓油供應(yīng)及回油全部由兩個(gè)二位三通通閥完成，具有雙保險(xiǎn)作用。另外，單軌吊具有超溫保護(hù)、欠壓保護(hù)、超轉(zhuǎn)速保護(hù)、機(jī)油壓力保護(hù)、機(jī)油溫度保護(hù)、尾氣溫度保護(hù)、主機(jī)溫度保護(hù)等，當(dāng)任何一項(xiàng)保護(hù)裝置動(dòng)作，機(jī)車就無(wú)法啟動(dòng)運(yùn)行。而且，只有在7組液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、壓力調(diào)節(jié)閥及兩個(gè)三位氣控閥同時(shí)出現(xiàn)故障的時(shí)候，才出現(xiàn)跑車事故發(fā)生，這樣同時(shí)發(fā)生的概率極低，有利于單軌吊司機(jī)安全駕駛操作；液壓回路存有兩個(gè)并聯(lián)三位氣控閥，提高液壓回路的安全性，防止跑車事故發(fā)生。

4.1.2安裝瓦斯斷電儀、離心式保護(hù)、自動(dòng)滅火裝置，能夠保證緊急情況下，能夠可靠停車，保證人員、設(shè)備安全，避免事故擴(kuò)大化。

4.1.3 通過(guò)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以保證單軌吊運(yùn)輸線路安全運(yùn)行，提高單軌吊運(yùn)行的安全性和可靠性；每班可以減少1人巡查單軌吊線路質(zhì)量，提高單軌吊運(yùn)行速度，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

4.2經(jīng)濟(jì)效益

4.2.1新型瓦斯斷電保護(hù)裝置協(xié)莊礦自行研發(fā)應(yīng)用，利用現(xiàn)成設(shè)備設(shè)施進(jìn)行改造，整體構(gòu)造簡(jiǎn)單、便于組裝，費(fèi)用投入底，每套可節(jié)省資金5萬(wàn)余元，

4.2.2新型單軌吊自動(dòng)滅火裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，動(dòng)作靈敏，新型自動(dòng)滅火器每套比原裝自動(dòng)滅火器價(jià)格可節(jié)省3.9萬(wàn)，大大減少了資金投入，具有推廣價(jià)值。

4.2.3節(jié)省人工費(fèi)：每天節(jié)約3人，3x365天x0.25x0.6=164.25萬(wàn)元。

因此，一部單軌吊共節(jié)約費(fèi)用為173.15萬(wàn)元。

作者簡(jiǎn)介：

薛德強(qiáng)，男，山東新泰人，1973年出生，研究生學(xué)歷，高級(jí)工程師，從事井下機(jī)電運(yùn)輸管理工作。