繩牽引單軌吊車在6198工作面的應(yīng)用

聶鳳祥 劉 峰

（萊蕪市萬祥礦業(yè)有限公司，山東 萊蕪 271107）

1 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)概況及存在的問題

潘西煤礦隸屬山能集團(tuán)新汶礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，1958年建井。2007年以前，采區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備主要以調(diào)度絞車和回柱絞車為主，運(yùn)輸提升環(huán)節(jié)多，提升重量受限，隨著大噸位綜采支架的運(yùn)輸需要，絞車提升不僅制約了生產(chǎn)，而且各環(huán)節(jié)中安全風(fēng)險(xiǎn)大、隱患多。自2007年10月份起，根據(jù)集團(tuán)公司統(tǒng)一部署，各采煤工作面的上巷開始配備柴油機(jī)單軌吊車，作為運(yùn)輸綜采支架及其他物料的輔助運(yùn)輸設(shè)備。柴油機(jī)單軌吊車不僅能適應(yīng)運(yùn)輸系統(tǒng)的局部大坡道，而且能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，機(jī)動(dòng)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，極大地促進(jìn)了安全生產(chǎn)。截至2016年9月份，潘西煤礦共有2部柴油機(jī)單軌吊車，分別服務(wù)于6198工作面和6193工作面的上巷輔助運(yùn)輸。

自2016年5月份起，柴油機(jī)單軌吊車在6198工作面使用過程中頻繁出現(xiàn)故障，其作為輔助運(yùn)輸設(shè)備已嚴(yán)重制約了礦井的安全生產(chǎn)，經(jīng)分析主要原因如下：

（1）因機(jī)車使用頻率高，年限長(zhǎng)，機(jī)車?yán)匣?，新汶礦業(yè)集團(tuán)現(xiàn)使用的絕大部分柴油機(jī)車購(gòu)于2007～2010年間，使用時(shí)間已接近10年報(bào)廢期，機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)及各部件老化或磨損嚴(yán)重，故障率高，維修成本大，嚴(yán)重影響到礦井的安全生產(chǎn)。

（2）因潘西礦單軌吊沒有形成環(huán)網(wǎng)（即一部機(jī)車服務(wù)于從礦井的井底車場(chǎng)、水平大巷至采區(qū)各工作地點(diǎn)或部分），柴油單軌吊車只服務(wù)于單個(gè)采煤工作面，不能將柴油單軌吊車的機(jī)動(dòng)靈活性充分發(fā)揮出來，機(jī)車之間不能形成互為備用、檢修的環(huán)網(wǎng)，單軌吊作為工作面輔助運(yùn)輸?shù)膯我辉O(shè)備，一旦機(jī)車有故障，造成工作面的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，不僅影響生產(chǎn)，而且對(duì)礦井的安全造成重大隱患。

（3）6198工作面（包括新汶礦業(yè)集團(tuán)老區(qū)內(nèi)的其他煤礦）屬于深部開采，具有溫度高、潮氣大、災(zāi)害多、運(yùn)輸距離長(zhǎng)等特點(diǎn)，極大地限制了柴油單軌吊的頻繁使用，主要表現(xiàn)為電氣故障多、發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)常出現(xiàn)超溫現(xiàn)象以及運(yùn)輸距離長(zhǎng)、井上下溫差大造成的油脂污染等問題。

（4）使用成本高，統(tǒng)計(jì)2017年1月～6月6198工作面柴油機(jī)單軌吊車更換的易損件及油脂等費(fèi)用平均每月超過8萬元，每部機(jī)車每年需要大修一次，年使用成本超過百萬元，與其他先進(jìn)的輔助運(yùn)輸設(shè)備相比，既不安全也不經(jīng)濟(jì)。

柴油機(jī)單軌吊車作為6198工作面的輔助運(yùn)輸設(shè)備已嚴(yán)重制約了礦井的安全生產(chǎn)。

2 礦井輔助運(yùn)輸方案選擇

2.1 方案

6198工作面輔助運(yùn)輸設(shè)備現(xiàn)使用的柴油機(jī)單軌吊車已不能滿足安全生產(chǎn)的需要，且已接近報(bào)廢期，不具有大修價(jià)值，需進(jìn)行改造。結(jié)合礦實(shí)際提出了三種方案。

方案1：改造為無極繩連續(xù)牽引車

通過選型計(jì)算，選用SQ-90D型無極繩連續(xù)牽引車，主要技術(shù)參數(shù)為：

電機(jī)功率： 132kW；

調(diào)速方式： 開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速；

滾筒直徑： 1400mm；

最大牽引力： 90kN；

最小張緊力： 300kg。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，故障率低，布置靈活，可適應(yīng)起伏變化坡道的不同運(yùn)輸需求，現(xiàn)場(chǎng)條件能夠滿足安裝要求。

缺點(diǎn)：需要購(gòu)置新設(shè)備，重新布置地軌，施工工期長(zhǎng)，前期投入費(fèi)用高。

方案2：重新購(gòu)置一部柴油機(jī)單軌吊

優(yōu)點(diǎn)：不需要安裝其他輔助設(shè)備，新設(shè)備到貨后可直接安裝使用。

缺點(diǎn)：6198工作面開采深度在1000m以下，溫度高，潮氣大，限制了柴油單軌吊的頻繁使用，且投入費(fèi)用高，對(duì)環(huán)境造成污染，性能不可靠，故障率高，維護(hù)成本高。

方案3：選用繩牽引單軌吊車

通過選型計(jì)算，選用DS-90B型繩牽引單軌吊車，主要技術(shù)參數(shù)為：

電機(jī)功率： 132kW；

運(yùn)行速度： 慢速 0.7m/s 快速 1.3m/s；

滾筒直徑： 1400mm；

最大牽引力： 90kN；

最大靜張緊： 106.5kN；

最小軌道拐彎半徑： 水平6m 垂直10m

優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行安全可靠，牽引車及軌道上各種車輛均采用卡軌式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，任何時(shí)候均不會(huì)出現(xiàn)掉道現(xiàn)象。具有雙重制動(dòng)保護(hù)功能（主機(jī)的制動(dòng)裝置及斷繩制動(dòng)裝置）。爬坡能力強(qiáng)，能在起伏坡度較大和彎道情況下運(yùn)行。對(duì)巷道高度、寬度要求底，高度最低可3.2m，寬度最窄2.5m。且具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、噪音低、無污染、安全可靠、操作維修方便、使用成本低等特點(diǎn)。現(xiàn)在使用的單軌吊專用軌道1140E滿足要求，不需重新敷設(shè)軌道。

缺點(diǎn)：需要安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)部分及沿途繩輪組、回繩站等，安裝周期比無極繩連續(xù)牽引車短，比安裝柴油機(jī)單軌吊車時(shí)間長(zhǎng)。

2.2 對(duì)比分析

三種方案均能滿足6198工作面輔助運(yùn)輸要求，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境及經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較后，選用方案3。

方案3有效克服了無極繩連續(xù)牽引車地面鋪軌繁瑣、投入建設(shè)費(fèi)用高、維護(hù)難度大且不能載人運(yùn)輸?shù)热毕?；克服了柴油機(jī)單軌吊機(jī)車投入成本高、性能不穩(wěn)定、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用高、噪音和空氣污染大、易爆等缺陷，更符合在6198工作面使用。

3 安裝運(yùn)行情況

DS-90B型繩牽引單軌吊車主要有主機(jī)部分和輔助配套電器兩部分構(gòu)成。主機(jī)部分有絞車、張緊裝置、壓繩輪組、牽引車組、起吊梁、連接裝置、行走小車制動(dòng)裝置、運(yùn)人車、集裝箱和回繩輪等組成；輔助配套部分在起始端各安裝一個(gè)阻車器，電控裝置由泄露通信信號(hào)系統(tǒng)、礦用隔爆兼本安型控制臺(tái)等兩大部分構(gòu)成。

在柴油機(jī)單軌吊機(jī)車正常保障生產(chǎn)的情況下，在巷道預(yù)定位置挖基礎(chǔ)坑，將絞車和張緊裝置安裝在基礎(chǔ)坑上找正后，灌注混凝土。凝固過程中，將泄露通信信號(hào)系統(tǒng)及控制臺(tái)等安裝好。

利用礦井月度停產(chǎn)檢修時(shí)間，將繩輪組、牽引車組、起吊梁、連接裝置、行走小車制動(dòng)裝置、運(yùn)人車、集裝箱和回繩輪等安裝完成，并將鋼絲繩敷設(shè)上，具備試運(yùn)轉(zhuǎn)條件。

試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，系統(tǒng)存在的主要問題及解決方案：（1）在上坡道處出現(xiàn)張緊的鋼絲繩將吊軌帶到巷道頂板上。為解決這一問題，用工字鋼制作部分支撐架，支撐在頂板與吊軌之間，打設(shè)頂板錨桿固定，并在大坡道處加密壓繩輪組。（2）鋼絲繩在水平彎道處易脫槽。主要原因是繩輪組數(shù)量不足造成的，加密繩輪組后有效地解決了這一問題。（3）在經(jīng)過大的水平彎道時(shí)，吊軌不穩(wěn)定，易出現(xiàn)橫向擺動(dòng)。在軌道拐彎處、變坡處和斜巷坡度地段，增加側(cè)拉鏈固定，每隔5組吊軌加設(shè)前后固定拉鏈。

通過采取以上措施，試運(yùn)行一周后，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，至此6198輔助運(yùn)輸設(shè)備更換工作順利完成。

4 結(jié)語

6198工作面上巷輔助運(yùn)輸設(shè)備更換為繩牽引單軌吊安裝完成后，經(jīng)驗(yàn)收合格，運(yùn)行正常，以最少的成本有效解決了老礦區(qū)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)這一瓶頸，改善了礦井安全環(huán)境，促進(jìn)了礦井安全高效生產(chǎn)。