鋼絲繩牽引異形軌卡軌車系統(tǒng)在開拓煤業(yè)的應(yīng)用研究

梁安文

（山西潞安集團(tuán)蒲縣開拓煤業(yè)有限公司， 山西 蒲縣 041200）

引言

目前我國煤礦以井工開采為主，90%以上的煤礦井下輔助運(yùn)輸采用的是軌道運(yùn)輸，除了少數(shù)的大型煤礦企業(yè)使用了國內(nèi)外先進(jìn)的輔助運(yùn)輸裝備外，多數(shù)煤礦的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)仍為小絞車、小機(jī)車運(yùn)輸?shù)榷喽畏稚⒙浜蟮膫鹘y(tǒng)運(yùn)輸方式，普遍存在輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、占用人員多、安全隱患多、機(jī)械化程度低等落后現(xiàn)象，且國內(nèi)傳統(tǒng)的普通軌卡軌車系統(tǒng)和槽鋼軌卡軌車系統(tǒng)雖然在技術(shù)上有一定程度的提高，但在運(yùn)輸效率和安全性能方面仍然亟待提高。

山西潞安集團(tuán)蒲縣開拓煤業(yè)有限公司的副斜井巷道全長1 550 m，最大坡度22°，中間一處90°水平轉(zhuǎn)彎，多處起伏坡，巷道整體條件比較復(fù)雜，該巷道主要用于運(yùn)輸日常生產(chǎn)所需的物料和設(shè)備，為了提高輔助運(yùn)輸?shù)陌踩阅芎凸ぷ餍剩撓锏啦捎昧薑SY90/250P異形軌卡軌車系統(tǒng)（以下簡稱“異形軌卡軌車”）進(jìn)行運(yùn)輸。

1 異形軌卡軌車整體構(gòu)成和工作原理

該套異形軌卡軌車主要由軌道系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置、車輛部分等組成，其中軌道系統(tǒng)采用SMJ140軌道，包括直軌道、水平彎軌、凸凹軌、道岔、回繩站以及托、壓繩輪等；驅(qū)動(dòng)裝置主要由牽引絞車、緊繩器、控制及通訊系統(tǒng)組成；車輛部分主要包括牽引儲(chǔ)繩車、安全制動(dòng)車、載重車等。其工作示意簡圖如圖1所示。異形軌卡軌車動(dòng)力由絞車提供，張緊裝置的作用是用于及時(shí)吸收鋼絲繩伸長的部分，拉緊非受力側(cè)的鋼絲繩，以便使鋼絲繩具有足夠的預(yù)緊力，系統(tǒng)以SMJ140異形軌作為車輛的運(yùn)行軌道，并在軌道上安裝有托、壓繩輪和彎道導(dǎo)繩輪、回繩輪等輪系,保證鋼絲繩的合理走向，鋼絲繩的兩端分別固定在牽引儲(chǔ)繩車上，絞車將牽引力傳遞給牽引車，牽引車再帶動(dòng)各種載重車運(yùn)行。

圖1 異形軌卡軌車工作示意簡圖

2 主要性能參數(shù)（見表1）

表1 KSY90/250P異形軌卡軌車主要性能參數(shù)表

3 異形軌卡軌車的主要特點(diǎn)

3.1 特殊的異形軌軌道

異形軌卡軌車的軌道型號(hào)為SMJ140異形軌軌道，外形結(jié)構(gòu)如下頁圖2所示，異型軌底部，頂部內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)為普通軌的結(jié)構(gòu)尺寸形式，頂部外側(cè)設(shè)計(jì)成為槽鋼軌的結(jié)構(gòu)形式，軌道頂面加寬，腰部加高加厚，頂部外側(cè)加長，便于車輪行走及布置車輛的導(dǎo)向輪系及卡軌輪系，也便于和普通軌對(duì)接，并且普通軌車輛可在此軌道上運(yùn)行。

3.2 全程有效卡軌車運(yùn)行

對(duì)于長距離、大坡度、起伏巷道等復(fù)雜工況條件的輔助運(yùn)輸，車輛掉道、翻車一直是事故的高發(fā)點(diǎn)，國內(nèi)外解決這一難題的途徑皆為在車輛上增加卡軌裝置，目前國內(nèi)主要有三種卡軌方式：普通軌卡軌（下頁圖3所示）、槽鋼軌卡軌（下頁圖4所示）和異形軌卡軌（下頁圖5所示）。其中普通軌卡軌車方式，由于軌道高度和軌頭寬度的限制，卡軌空間有限，在出力大的地段常出現(xiàn)卡不住軌的現(xiàn)象，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)道釘?shù)溶壍栏郊c卡軌裝置相互干涉的現(xiàn)象。槽鋼軌卡軌方式雖然能夠可靠地卡軌運(yùn)行，但由于槽鋼型材剛性弱，當(dāng)在大噸位運(yùn)輸或轉(zhuǎn)彎等特殊地段運(yùn)輸時(shí)，易出現(xiàn)軌道變形的現(xiàn)象，并且槽鋼軌無法與普通軌對(duì)接，造成其適用范圍很有限。SMJ異形軌吸收了普通軌和槽鋼軌的優(yōu)點(diǎn)，又克服了各自的缺點(diǎn)，不僅實(shí)現(xiàn)了有效卡軌，而且能與普通軌無縫對(duì)接，尤其符合國內(nèi)煤礦有軌運(yùn)輸現(xiàn)狀的發(fā)展需求[1-2]。

圖2 SMJ140結(jié)構(gòu)（mm）

圖3 普通軌卡軌圖

圖4 槽鋼軌卡軌圖

圖5 異形軌卡軌

3.3 安全的制動(dòng)系統(tǒng)

異形軌卡軌車共有三套制動(dòng)裝置：工作制動(dòng)、緊急制動(dòng)和夾軌制動(dòng)。制動(dòng)方式均為失效安全型。其中工作制動(dòng)為絞車高速端的電液制動(dòng)器。緊急制動(dòng)為絞車驅(qū)動(dòng)輪上的盤式制動(dòng)器。夾軌制動(dòng)為牽引儲(chǔ)繩車和安全制動(dòng)車上的油缸夾軌制動(dòng)裝置（圖6所示），其制動(dòng)結(jié)構(gòu)采用上下制動(dòng)靴夾軌制動(dòng)方式，制動(dòng)緩沖效果好，制動(dòng)沖擊力小，既能人工制動(dòng)，也能超速自動(dòng)制動(dòng)，可有效地防止車輛跑車事故的發(fā)生。

4 建議

4.1 增加可視化監(jiān)控系統(tǒng)

鋼絲繩牽引異形軌卡軌車由絞車司機(jī)遠(yuǎn)程操作，在牽引車上設(shè)跟車人員，絞車司機(jī)根據(jù)跟車人員發(fā)出的信號(hào)來控制設(shè)備的開啟和停車，所以絞車司機(jī)不能直接、及時(shí)地觀察車輛運(yùn)行的路況，當(dāng)通訊系統(tǒng)出現(xiàn)故障或跟車人員沒有及時(shí)發(fā)出正確信號(hào)時(shí)，異形軌卡軌車就可能存在安全隱患。在異形軌卡軌車車輛運(yùn)行的最前端安裝無線攝像儀，路況視頻信號(hào)通過巷道中的基站傳遞到絞車操作臺(tái)的顯示屏上，絞車司機(jī)可以通過實(shí)況視頻對(duì)異形軌卡軌車進(jìn)行可視化操作，可進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性。

圖6 油缸夾軌制動(dòng)裝置

4.2 增加自動(dòng)減速控制系統(tǒng)

異形軌卡軌車在運(yùn)輸散料時(shí)，一般直接使用普通軌料車（無卡軌裝置）裝載散料，5～8輛料車與牽引車組列運(yùn)行，車輛中間使用三環(huán)鏈連接。當(dāng)列車運(yùn)行至起伏地段時(shí)，車輛之間的相互碰撞和擠壓可能導(dǎo)致普通軌料車出現(xiàn)掉道的情況發(fā)生，如在起伏巷道以及水平轉(zhuǎn)彎等特殊地段增加自動(dòng)減速控制系統(tǒng)，當(dāng)車輛進(jìn)入特殊地段前，系統(tǒng)自動(dòng)減速。當(dāng)車輛平穩(wěn)通過特殊地段后，車輛再自動(dòng)恢復(fù)正常行駛速度，可有效避免普通軌料車掉道的現(xiàn)象發(fā)生。

5 結(jié)語

KSY90/250P異形軌卡軌車系統(tǒng)已在山西潞安集團(tuán)蒲縣開拓煤業(yè)有限公司的副斜井巷道安全運(yùn)行近5年，總共完成超過1 000組液壓支架和若干物料的運(yùn)輸，沒有出現(xiàn)任何安全事故，解決了長期困擾煤礦井下軌道運(yùn)輸中常見的翻車、掉道、跑車等難題，消除了軌道運(yùn)輸?shù)谋∪醐h(huán)節(jié)，極大地提高了煤礦軌道運(yùn)輸?shù)陌踩浴⑦\(yùn)輸效率以及機(jī)械化水平。

[1] 何凡，張?zhí)m勝.礦井輔助運(yùn)輸設(shè)備[M].沈陽：東北大學(xué)出版社，2012.

[2] 魏景生，吳淼.中國現(xiàn)代輔助運(yùn)輸[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2016.