煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車技術(shù)的分析

李文宇

（西山煤電股份有限公司西銘礦，山西 太原 030052）

引言

近年來，工業(yè)、商業(yè)和國內(nèi)生產(chǎn)過程對(duì)鋼絲牽引技術(shù)水平要求顯著增強(qiáng)[1-2]。因此，相關(guān)專家學(xué)者致力于在鋼絲牽引技術(shù)方面發(fā)現(xiàn)和開發(fā)新技術(shù)，以緩解該技術(shù)存在的問題。鋼絲繩牽引卡軌車技術(shù)的概念于20 世紀(jì)40 年代被提出，在70 年代被廣泛采用[6]。

1 煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車的用途和特點(diǎn)

1.1 卡軌車的用途

煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車適用于采用鋼絲繩牽引的一般軌道上的運(yùn)輸設(shè)備，該卡軌車具有運(yùn)輸距離長、傾斜角大、載重噸位高的特點(diǎn)。它能夠在金屬礦上的巷道工作，也能夠在有起伏變化的坡度軌道上運(yùn)輸，傾斜角最大不能大于30°。它能夠?qū)⒅匦驮O(shè)備和材料直接運(yùn)輸至目的地，代替工作人員完成不方便完成的工作。

1.2 卡軌車的特點(diǎn)

1）該設(shè)備具有兩種并行的制動(dòng)系統(tǒng)裝置，兩種系統(tǒng)相互配合，魯棒性高。通過按鈕對(duì)其進(jìn)行控制，操作簡單，對(duì)工人的操作要求低。

2）該設(shè)備既可以在綜采區(qū)運(yùn)輸，也能夠在集中軌道巷中使用，還可以為煤礦掘進(jìn)提供配套服務(wù)。

3）在不同環(huán)境條件下，通過采用不同輪組的配置，煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車能夠適應(yīng)不同坡度軌道的運(yùn)輸需求，結(jié)構(gòu)固定靈活，拆卸裝配方便，運(yùn)輸便捷。

4）該設(shè)備采用帶張緊力保護(hù)的張緊鋼絲繩，張力隨著牽引變化而變化。鋼絲繩中加入導(dǎo)向輪，將鋼絲繩分成兩部分，以免出現(xiàn)咬繩現(xiàn)象，同時(shí)較少繩之間的磨損使鋼絲繩使用壽命更長。該設(shè)備的儲(chǔ)繩結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)不同距離之間的運(yùn)輸，避免鋼絲繩浪費(fèi)。

5）該設(shè)備在安全區(qū)域內(nèi)能夠直達(dá)運(yùn)輸點(diǎn)，不需要中途轉(zhuǎn)載，這樣減少了人力搬運(yùn)倒車的次數(shù)，減少了工人的無用勞動(dòng)，同時(shí)大幅度降低了管理難度和設(shè)備的使用故障率。

2 技術(shù)應(yīng)用

2.1 工作原理

絞車是基于煤礦井下鋼絲繩牽引的卡軌車的動(dòng)力來源，發(fā)動(dòng)機(jī)提供源動(dòng)力，經(jīng)過絞車滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，加之以與鋼絲繩之間的摩擦力使得繩子運(yùn)動(dòng)，鋼絲繩進(jìn)而能夠牽引軌道上的牽引車，從而實(shí)現(xiàn)提升重物的效果，實(shí)現(xiàn)過程如圖1 所示。

圖1 煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車總圖

2.2 工作條件

必須要求在礦用軌道上，并且物體質(zhì)量要滿足送運(yùn)要求；需采用專用的連接器連接卡軌；軌道要順直，禁止出現(xiàn)陰陽軌道，且間距符合500～600 mm 范圍內(nèi)；轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑小于9 m，并且彎道上不能有岔道出現(xiàn)；出現(xiàn)坡度的地方需要平緩過度，曲線的半徑要不小于15 m；絞車的安裝位置要滿足寬度范圍在3～4 m 之內(nèi)；對(duì)于岔道比較多的巷道區(qū)域（采取上山以及軌道集中的地方），需要采用木軌枕，以保證繩子通過。

2.3 絞車

絞車是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的源動(dòng)力部分，傳動(dòng)方式為機(jī)械傳動(dòng)，由底座、電機(jī)、減速器、制動(dòng)器組成。底座為整個(gè)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)固定，減速器采用硬齒面齒輪裝置，滾筒部分由主軸、傳動(dòng)等組成，見下頁圖2。

圖2 絞車組成圖示

2.4 張緊裝置

為了保證鋼絲繩有一定力度的張力，必須對(duì)鋼絲繩牽引卡軌車配置張緊裝置，如圖3 所示。該裝置為重錘式，主要包括張緊繩輪、定論組、動(dòng)輪組、張緊力下降保護(hù)、框架、防護(hù)網(wǎng)、配重等。它能夠吸收鋼絲繩系統(tǒng)彈性變形伸長部分，并且能夠?yàn)榻g車產(chǎn)生初張力，保證了鋼絲繩在卷筒上穩(wěn)定的壓力，促進(jìn)絞車的正常牽引。

圖3 張緊裝置示意圖

2.5 制動(dòng)裝置

制動(dòng)裝置如圖4 所示，屬于失效安全型。該裝置在正常運(yùn)行時(shí)，無桿腔體注入液體，使得制動(dòng)缸伸長，閘鉗打開，并且將閘塊提升離開軌道面，車能夠正常運(yùn)行。當(dāng)需要停止時(shí)，將無桿腔內(nèi)的壓力釋放，使得制動(dòng)缸收縮，閘鉗關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)器夾緊軌道。

圖4 制動(dòng)裝置示意圖

3 結(jié)論

本文研究了煤礦井下鋼絲繩牽引卡軌車的關(guān)鍵技術(shù)，其中包括絞車、張緊裝置、制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)，確定主要技術(shù)參數(shù)。并開發(fā)出適用于長距離、大傾角、多變坡、大噸位工況條件下的工作面順槽、采區(qū)上（下）山和集中軌道巷等材料、設(shè)備以及人員的不經(jīng)轉(zhuǎn)載的直達(dá)運(yùn)輸工具。研究結(jié)果表明，該技術(shù)的應(yīng)用使得牽引卡軌車可靠性提升、操作更容易、一機(jī)多能用途廣泛，并且容繩量大，運(yùn)行費(fèi)用低，安全系數(shù)更高，更適合現(xiàn)代化煤礦井下開采。