恒源煤礦48軌道無極繩牽引普軌卡軌車的應(yīng)用

◎文/王鵬（安徽恒源煤電股份有限公司）

恒源煤礦48軌道巷道全長750m，其中斜巷長度為420m，最大坡度為8°，軌型為30kg/m，軌距600 mm。該巷道原采用55kW絞車提升，根據(jù)恒源公司相關(guān)規(guī)定及《煤礦安全規(guī)程》的要求：斜巷垂直高差大于50m的斜巷必須裝備乘人裝置，須對(duì)該軌道提升設(shè)備進(jìn)行重新選型。

一、方案選擇比較

在方案選擇上，考慮了柴油單軌吊、普軌卡軌無極繩絞車和變頻絞車三種方案，從設(shè)備購置費(fèi)用、改造費(fèi)、安裝費(fèi)、改造工期、使用維護(hù)費(fèi)用及安全性能等方面進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果見表1。

從表1可見，安裝普軌卡軌無極繩絞車比安裝柴油機(jī)單軌吊、變頻絞車在設(shè)備購置費(fèi)和安裝費(fèi)上投入少；安裝無極繩絞車相對(duì)單軌吊、變頻絞車工程量小、工期短；使用單軌吊巷道后期維護(hù)工作量大，投入柴油費(fèi)用高，后期維修費(fèi)用高，使用變頻絞車以及配套推車機(jī)，斜巷機(jī)械運(yùn)送人員設(shè)備的電力投入、鋼絲繩投入費(fèi)用高于無極繩絞車，且設(shè)備多維護(hù)工作量就大，人工費(fèi)用就會(huì)增加；普軌卡軌無極繩絞車在安全性能上也優(yōu)于其他兩種方式。

表1 三種方案改造費(fèi)用及改造工期比較

此外，安裝變頻絞車，需要施工絞車房，需要施工回風(fēng)巷，而安裝無極繩絞車一次安裝施工就可以保障目前48軌道車輛運(yùn)輸，及后期施工軌道上部486機(jī)風(fēng)巷的運(yùn)輸工作。

綜上所述，最終采用普軌卡軌無極繩絞車運(yùn)輸方式。

二、方案簡(jiǎn)述

根據(jù)恒源煤礦48軌道運(yùn)輸巷現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，利用先進(jìn)的無極繩連續(xù)牽引車運(yùn)輸技術(shù)進(jìn)行斜巷輔助運(yùn)輸系統(tǒng)布置。設(shè)備選型根據(jù)載重上8°的坡，需要能夠提供不小于65kN的牽引力，選用變頻無級(jí)變速的KSP-130/200Y型繩牽引普通軌卡軌車。

根據(jù)恒源煤礦48運(yùn)輸軌道現(xiàn)場(chǎng)勘查：巷道全長750m，其中斜巷長度為420m，最大坡度為8°，軌型為30kg/m，軌距600 mm。方案選用主繩在軌道內(nèi)，而副繩布置在軌道外，主副繩間距850mm的布置方式。

三、系統(tǒng)組成

48軌道無極繩牽引普軌卡軌車系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)通用部件、KSP-130/200Y卡軌車、卡軌車制動(dòng)車、卡軌系統(tǒng)、過渡車、軌道卡軌保護(hù)裝置、專用司控道岔等。

1.系統(tǒng)通用部件

無極繩牽引張緊裝置：為保證48軌道系統(tǒng)所需要的最小張緊力，采用兩套五輪張緊器進(jìn)行張緊。

48軌道布置相應(yīng)輪組：在48軌道巷道凸點(diǎn)處布置托繩輪組，每相距約18～22m布置一組托繩輪組，減少鋼絲繩與軌道的摩擦，防止傷繩；在48軌道巷道低洼處分別布置壓繩輪組，防止鋼絲繩抬跳繩而挑翻運(yùn)輸車輛。所有48軌道輪托繩輪組和壓繩輪組用螺栓、壓板固定在軌道底部，保障托繩輪組和壓繩輪組運(yùn)行的可靠性。

2.KSP-130/200Y卡軌車

卡軌車采用進(jìn)口變速箱，雙制動(dòng)閘設(shè)計(jì)。絞車配置變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，速度為0～1.25～2.5m/s,輸入電源電壓AC660V±10%，頻率0～50～100Hz。

考慮到巷道有下坡，必須考慮下坡能耗制動(dòng)，避免出現(xiàn)重載連續(xù)下坡時(shí)絞車出現(xiàn)失速狀況。本方案電控部分設(shè)計(jì)為變頻調(diào)速方式，電控四象限且?guī)в心芰炕仞伖δ堋?/p>

絞車主驅(qū)動(dòng)輪直徑Φ1600mm，繩徑比達(dá)61倍，符合MT/T988-2006《繩牽引普通軌卡軌車》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

3.卡軌車制動(dòng)車

無極繩普軌卡軌制動(dòng)車具有緊急制動(dòng)功能,采用鉗式抱軌制動(dòng)，制動(dòng)時(shí)4組制動(dòng)器同時(shí)抱住軌頭兩側(cè)，能提供足夠的制動(dòng)力。其液壓系統(tǒng)是自動(dòng)保護(hù)的核心，保護(hù)原理是：無極繩普軌卡軌車運(yùn)行速度影響柱塞泵流量，通過液壓系統(tǒng)柱塞泵流量大小驅(qū)動(dòng)流量閥，當(dāng)卡軌車運(yùn)行速度大于給定值的1.15倍時(shí)，流量閥動(dòng)作（流量閥的動(dòng)作值是廠家根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行速度，出廠前調(diào)試設(shè)定完成），液壓系統(tǒng)回油，鉗式制動(dòng)器動(dòng)作抱住軌頭兩側(cè)實(shí)施制動(dòng)，安全性高，可靠性強(qiáng)。

無極繩普軌卡軌制動(dòng)車配套信號(hào)急停裝置，可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)車落閘急停絞車功能。無極繩普軌卡軌制動(dòng)車有專用卡軌器，配合普通軌道使用。

4.卡軌系統(tǒng)

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：無極繩牽引普通軌卡軌車運(yùn)送人員時(shí)必須設(shè)置卡軌或者護(hù)軌裝置，采用具有制動(dòng)功能的專用乘人裝置。根據(jù)上述要求，煤礦井下軌道系統(tǒng)具備軌道改造條件并配合專用卡軌乘人裝置是滿足上述要求的較為經(jīng)濟(jì)的方案。具體軌道連接改造方案如下。

將已具備的軌道（22、24、30、38kg/m）端部原連接螺栓孔單側(cè)焊接沉孔圓柱，通過專用軌道連接板與連接標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)施軌道之間的連接。圖1為軌道的焊接和安裝圖。

圖1 卡軌系統(tǒng)軌道焊接和安裝示意圖

為使無極繩牽引普軌卡軌車能夠?qū)崿F(xiàn)拐彎，在軌道拐彎處必須安裝水平彎道護(hù)軌裝置。

為了系統(tǒng)安全運(yùn)行，恒源煤礦48軌道巷道局部地方需要整改，軌道兩側(cè)臥底200mm，防止系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，巷道底部與鋼絲繩摩擦傷繩。

5.過渡車

無極繩連續(xù)牽引車只負(fù)責(zé)運(yùn)輸區(qū)間內(nèi)的輔助運(yùn)輸，若要由軌道巷向工作面轉(zhuǎn)載物料和運(yùn)送人員，需要采取過渡車。過渡車具有拉串車車列、推串車車列的功能，將人員和物料安全運(yùn)送到指定位置。

6.軌道卡軌保護(hù)裝置

軌道卡軌保護(hù)裝置是配套制動(dòng)車而特制的保護(hù)裝置，以防止大坡度甩調(diào)車時(shí)梭車、過渡車運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的掉道情況。

7.專用司控道岔

專用道岔是采用QDC型系列氣動(dòng)控制,用于無極繩系統(tǒng)的專用配套產(chǎn)品?？稍谙到y(tǒng)運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)甩車，避免了罐車輪對(duì)鋼絲繩的直接碾壓以及以往開槽方式帶來的軌道強(qiáng)度降低并存在掉道的隱患,大大提高甩車效率。該產(chǎn)品具有遠(yuǎn)程控制功能和到位檢測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)道岔打開和關(guān)閉是否到位的狀態(tài)檢測(cè)，且實(shí)現(xiàn)雙擺聯(lián)動(dòng)，保證了梭車正常通行，提高了運(yùn)輸效率，保障了安全運(yùn)行。

四、絞車的電控系統(tǒng)

該電控系統(tǒng)由安全監(jiān)控裝置、防爆變頻調(diào)速系統(tǒng)、通信信號(hào)系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等組成，實(shí)現(xiàn)無極繩運(yùn)輸系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、控制與絞車電機(jī)驅(qū)動(dòng)等功能。

1.安全監(jiān)控裝置

安全監(jiān)控裝置由道岔專用變頻控制臺(tái)、道岔專用可編程控制箱、轉(zhuǎn)速傳感器、編碼器、行程開關(guān)、光控傳感器、電感式接近傳感器、壓力變送器等組成，能實(shí)現(xiàn)道岔遠(yuǎn)程集中控制、道岔裝置的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與保護(hù)、道岔打開后的梭車越位保護(hù)、梭車精確定位、關(guān)鍵區(qū)間限速保護(hù)以及超速、機(jī)頭機(jī)尾越位等功能。

2.防爆變頻調(diào)速系統(tǒng)

防爆變頻調(diào)速系統(tǒng)由具有四象限運(yùn)行特性的礦用隔爆兼本安型交流變頻器及其配套礦用隔爆型濾波電抗器、礦用隔爆型交流電抗器等設(shè)備組成，該調(diào)速系統(tǒng)是一種集防爆技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)和散熱技術(shù)為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，具有重負(fù)荷軟起動(dòng)、軟停車和無級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有明顯的節(jié)能效果，可實(shí)現(xiàn)無極繩絞車經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.通信信號(hào)系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)

信號(hào)系統(tǒng)由聲光報(bào)警器、通訊聲光信號(hào)器、漏泄通信信號(hào)系統(tǒng)等組成。設(shè)備啟動(dòng)前，有聲光“預(yù)警”信號(hào)，行車時(shí)發(fā)出“正在行車，不準(zhǔn)行人”的聲光告警，提醒行車注意避讓。漏泄通信信號(hào)由跟車工通過手持機(jī)實(shí)現(xiàn)無線移動(dòng)式打點(diǎn)、通話、急停功能。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是在48軌道巷每隔100m和主要變坡點(diǎn)均安裝視頻攝像頭?？ㄜ壾囘\(yùn)行時(shí)，司機(jī)通過視頻可以全程監(jiān)控卡軌車運(yùn)行狀況，保證行車安全。

五、應(yīng)用效果

恒源煤礦48軌道普軌卡軌車自安裝后，運(yùn)行安全平穩(wěn)，解決了48軌道人員運(yùn)輸問題，解決了48軌道運(yùn)料問題，滿足了新版《煤礦安全規(guī)程》的要求，對(duì)斜巷運(yùn)輸安全起到了保障作用。