礦井平巷單軌雙向調(diào)車(chē)裝置研究與應(yīng)用

劉煥石　幸奠軍

【摘 要】楊村煤礦六采區(qū)軌道集中巷是為整個(gè)六采區(qū)服務(wù)的主要水平運(yùn)輸巷道，擔(dān)負(fù)著采區(qū)物料、矸石、采煤工作面支架等設(shè)備設(shè)施的運(yùn)輸任務(wù)，是采區(qū)提升運(yùn)輸?shù)难屎砗完P(guān)鍵環(huán)節(jié)。為解決原六采區(qū)軌道集中巷2部小絞車(chē)對(duì)拉運(yùn)輸占用人員多、效率低的問(wèn)題，通過(guò)研究論證，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際在六采區(qū)軌道集中巷設(shè)計(jì)安裝單軌雙向調(diào)車(chē)裝置，實(shí)現(xiàn)平巷單軌雙向氣動(dòng)調(diào)車(chē)運(yùn)輸，既減少運(yùn)輸人員，又提高采區(qū)運(yùn)輸效率和安全可靠性，達(dá)到減人提效之目的。

【關(guān)鍵詞】調(diào)車(chē)機(jī)；單軌；雙向運(yùn)輸；氣動(dòng)控制

0 前言

六采區(qū)軌道集中巷位于楊村煤礦南翼，是薄煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采采區(qū)的主要軌道運(yùn)輸巷道。六采區(qū)軌道運(yùn)輸系統(tǒng)由六采區(qū)輔助軌道上山、六采區(qū)軌道集中巷、六采區(qū)軌道上山組成，采區(qū)輔助軌道上山和軌道上山均采用大絞車(chē)提升運(yùn)輸，六采區(qū)軌道集中巷總長(zhǎng)200米，集中巷內(nèi)兩端布置有臨時(shí)倒車(chē)、換鉤的車(chē)場(chǎng)，巷道兩端各安設(shè)1臺(tái)11.4KW小絞車(chē)，采用2臺(tái)小絞車(chē)對(duì)拉運(yùn)輸。對(duì)拉絞車(chē)運(yùn)輸存在摘掛鉤環(huán)節(jié)多，占用崗位人員多，倒車(chē)、連車(chē)占用時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)輸效率低的問(wèn)題。為此，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的分析和研究，決定對(duì)運(yùn)輸方式重新進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)安裝單軌雙向調(diào)車(chē)裝置，解決現(xiàn)場(chǎng)存在的實(shí)際問(wèn)題。

1 研發(fā)背景

1.1 六采區(qū)軌道集中巷運(yùn)輸工藝現(xiàn)狀、調(diào)車(chē)裝置應(yīng)用比較

①六采區(qū)軌道集中巷運(yùn)輸方式采用傳統(tǒng)的小絞車(chē)對(duì)拉運(yùn)輸。在連接運(yùn)輸車(chē)輛鉤頭時(shí)人力推車(chē)至摘掛鉤地點(diǎn)，利用2臺(tái)小絞車(chē)對(duì)拉，完成運(yùn)輸作業(yè)。

工藝弊端：推車(chē)人員與車(chē)輛直接接觸，出現(xiàn)危險(xiǎn)無(wú)法躲避；人力推車(chē)安全隱患多，需要輔助作業(yè)人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大；工藝復(fù)雜，需要人工摘掛小絞車(chē)鉤頭；容易出現(xiàn)2臺(tái)小絞車(chē)司機(jī)操作配合不好問(wèn)題，造成車(chē)輛掉道事故，存在不安全隱患。

②單軌雙向調(diào)車(chē)運(yùn)輸工藝，使用井下壓風(fēng)為動(dòng)力，風(fēng)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)調(diào)車(chē)裝置實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸車(chē)輛，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、遠(yuǎn)距離操作控制、安全可靠，維護(hù)和檢修方便、占用人員少、運(yùn)輸效率高等優(yōu)點(diǎn)。

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 單軌雙向調(diào)車(chē)裝置的結(jié)構(gòu)組成

本調(diào)車(chē)裝置是一種無(wú)極繩形式的調(diào)車(chē)裝置，主要部分有迂回輪裝置1、推車(chē)到位裝置2、推頭小車(chē)3、推頭倒下裝置4、托輪裝置5、推車(chē)跑道6、安裝底架（含壓板）7、牽引鋼絲繩8、改向輪裝置9、轉(zhuǎn)彎輪裝置10、糾偏輪11、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（含驅(qū)動(dòng)摩擦輪12、驅(qū)動(dòng)輪軸13、減速機(jī)14、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)座15、聯(lián)軸器16、驅(qū)動(dòng)器17）、張緊小車(chē)18、張緊跑道19、張緊氣缸20、反沖洗過(guò)濾器21、氣源處理器22、控制操作臺(tái)23、張緊控制箱24、鋼絲繩托輥25、限位立輪26等部分組成。見(jiàn)圖1：?jiǎn)诬夒p向調(diào)車(chē)裝置結(jié)構(gòu)組成。

2.2 工作原理

①以井下壓風(fēng)為動(dòng)力，采用無(wú)機(jī)繩牽引方式，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，具有牽引平穩(wěn)、沖擊力小、過(guò)載自動(dòng)保護(hù)等特點(diǎn)，推車(chē)速度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要調(diào)節(jié)。驅(qū)動(dòng)摩擦輪12上的牽引鋼絲繩8通過(guò)糾偏輪11、轉(zhuǎn)彎輪裝置10、改向輪裝置9導(dǎo)向進(jìn)入推車(chē)跑道6外側(cè)。在弧型軌道上開(kāi)豁口，鋼絲繩8通過(guò)限位立輪26改向過(guò)道岔。在推車(chē)區(qū)域首尾端，鋼絲繩8通過(guò)迂回輪裝置1迂回、定位，進(jìn)入推車(chē)跑道6內(nèi)，連接推頭小車(chē)3。推車(chē)區(qū)域內(nèi)托輪裝置5將鋼絲繩8托起，防止鋼絲繩8下垂磨繩。

②操作控制操作臺(tái)23，經(jīng)過(guò)濾后的壓風(fēng)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)器17，驅(qū)動(dòng)器17運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出扭矩，將風(fēng)能通過(guò)曲軸、活塞連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。減速機(jī)14吸收驅(qū)動(dòng)器17轉(zhuǎn)速經(jīng)無(wú)級(jí)變速箱變速，達(dá)到減速效果，使其扭矩增加。操縱控制操作臺(tái)23上旋鈕前進(jìn)或后退，驅(qū)動(dòng)輪軸13帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)摩擦輪12產(chǎn)生正反向運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)牽引鋼絲繩8牽引達(dá)到正、反兩個(gè)方向走繩。牽引鋼絲繩8帶動(dòng)推頭小車(chē)3前進(jìn)、后退。推車(chē)到位時(shí)，推頭小車(chē)3頭部碰到推車(chē)到位裝置2，松開(kāi)鋼絲繩8，推頭小車(chē)3停止推車(chē)。

③推車(chē)調(diào)車(chē)過(guò)程：當(dāng)一串車(chē)到達(dá)推車(chē)區(qū)域時(shí)，操作人員操作控制操作臺(tái)，直道推頭小車(chē)推動(dòng)一串車(chē)向前運(yùn)行，當(dāng)一串車(chē)推車(chē)過(guò)道岔，道岔前推頭小車(chē)接住礦車(chē)?yán)^續(xù)向前推至變坡點(diǎn)前道岔，實(shí)現(xiàn)雙向推車(chē)、調(diào)車(chē)的目的。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

①工作介質(zhì)：干燥壓縮空氣；

②工作壓力：0.45～0.7MPa；

③環(huán)境溫度：-10～+55℃；

④額定推力：≥9.8KN；

⑤行程：147m；

⑥推移礦車(chē)數(shù)量：≤10輛；

⑦工作方式：自動(dòng)、遠(yuǎn)控；

⑧推車(chē)速度：15—40m/min；

⑨軌距：600mm；

⑩空氣相對(duì)濕度：<98%（溫度+25℃時(shí)）；

{11}一次最大調(diào)車(chē)數(shù)量可達(dá)10輛1噸礦車(chē)。

3 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

1）調(diào)車(chē)裝置采用兩頭迂回輪實(shí)現(xiàn)鋼絲繩回轉(zhuǎn)，推車(chē)軌道與軌枕連接。推車(chē)頭高度保證礦車(chē)的通過(guò)，推礦車(chē)車(chē)擋，高度為軌面以上35-50mm，同時(shí)保證電機(jī)車(chē)的通過(guò)。推車(chē)機(jī)范圍要確保各類(lèi)車(chē)輛能夠順利通過(guò)，推車(chē)作業(yè)完成后，推車(chē)頭落下，推車(chē)機(jī)各部分的最大高度不高于軌面40毫米。

2）驅(qū)動(dòng)形式為單輪摩擦驅(qū)動(dòng)。繩襯材質(zhì)為QH235，推車(chē)時(shí)鋼絲繩不得打滑。

3）牽引繩輪縱向間距為600毫米，推車(chē)軌道為壓板連接，彎道采用限位立輪限位，立輪結(jié)構(gòu)為雙軸承支撐，立輪直徑為φ100毫米。

4）牽引鋼絲繩通過(guò)導(dǎo)繩輪能夠可靠限位，鋼絲繩不脫落。推車(chē)滑道、推車(chē)頭及其他附件不妨礙絞車(chē)鉤頭、鋼絲繩的運(yùn)行。推車(chē)滑道的連接處必須過(guò)渡順暢，無(wú)卡阻，推車(chē)頭往返自如。

5）推車(chē)頭只有在推車(chē)時(shí)處于抬起狀態(tài)，推車(chē)頭后退至待推車(chē)位置時(shí)，推車(chē)頭能夠自動(dòng)落下，不推車(chē)時(shí)推車(chē)頭處于平臥狀態(tài)，不自行抬起。

6）推車(chē)機(jī)頭在推車(chē)到位后，能夠自動(dòng)脫離鋼絲繩，不影響過(guò)道岔推車(chē)的運(yùn)行。

7）推車(chē)機(jī)頭為雙向推頭，兩推頭互為閉鎖，能夠進(jìn)行雙向推車(chē)，并實(shí)現(xiàn)彎道機(jī)械調(diào)車(chē)。

8）本裝置為氣動(dòng)控制運(yùn)行方式，為了保障運(yùn)行平穩(wěn)安全可靠，控制柜設(shè)置壓風(fēng)過(guò)濾裝置，控制柜采用按鈕操作，并設(shè)置緊急停止按鈕，在遇到壓岔、掉道時(shí)可緊急制動(dòng)，系統(tǒng)設(shè)置留有備用氣路，當(dāng)氣路出現(xiàn)故障時(shí)，可隨時(shí)更換另一路動(dòng)力。

9）控制柜在進(jìn)風(fēng)前設(shè)置潤(rùn)滑噴油裝置，可調(diào)節(jié)進(jìn)油量大小，以保證各閥件及運(yùn)行機(jī)件的充分潤(rùn)滑。

10）推車(chē)機(jī)控制臺(tái)上的操作按鈕標(biāo)明功能名稱(chēng)，防止誤操作。

11）推車(chē)裝置設(shè)集中控制臺(tái)對(duì)兩組組道岔，一個(gè)推車(chē)馬達(dá)（一組使用，一組備用）。

4 效益分析

1）經(jīng)濟(jì)效益明顯。采區(qū)軌道集中巷原來(lái)每班占用2名絞車(chē)司機(jī)，4名把鉤工。使用調(diào)車(chē)裝置后，每班安排2個(gè)人，1名把鉤工，1名調(diào)車(chē)裝置操作工。與人工推車(chē)相比，每班減少4人。僅減人提效一項(xiàng)，每年可節(jié)約人工費(fèi)約28萬(wàn)元。

2）勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低。安裝使用調(diào)車(chē)裝置后，消除了把鉤工人力推車(chē)、鏈接鉤頭的工作量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)了安全生產(chǎn)。

3）該系統(tǒng)一次可推移多輛礦車(chē)，運(yùn)行距離長(zhǎng)，推力大，且具有過(guò)載自動(dòng)保護(hù)功能。遠(yuǎn)程控制，大大提高了輔助運(yùn)輸?shù)陌踩?，提高了運(yùn)輸效率。

4）使用調(diào)車(chē)機(jī)裝置后，消除了因絞車(chē)司機(jī)操作配合不好，造成車(chē)輛掉道的安全隱患，提高了運(yùn)輸?shù)陌踩煽啃浴?/p>

5）該調(diào)車(chē)裝置裝置投資少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障少，便于維護(hù)和檢修，易于推廣使用。

5 結(jié)論

根據(jù)建設(shè)本質(zhì)安全型礦井和提高輔助運(yùn)輸機(jī)械化水平的要求，運(yùn)輸工藝的升級(jí)改造和自動(dòng)化水平提高，解決了人力推車(chē)問(wèn)題和絞車(chē)對(duì)拉運(yùn)輸落后的工藝，實(shí)現(xiàn)調(diào)車(chē)、推車(chē)機(jī)械化。把鉤人員遠(yuǎn)程操作提高了安全可靠性。采用壓風(fēng)動(dòng)力，清潔可靠，具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[責(zé)任編輯：田吉捷]