膠帶架一體式自移設(shè)備平臺的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

岳崇華，馬創(chuàng)創(chuàng)

(1.晉能控股煤業(yè)集團(tuán) 長治公司，山西 長治 046000； 2.太原科技大學(xué)，山西 太原 030024)

隨著采煤技術(shù)自動化、智能化的推進(jìn)，綜采工作面巷道設(shè)備的運(yùn)輸成為影響采煤自動化的重要環(huán)節(jié)。巷道設(shè)備的運(yùn)輸主要用于搬運(yùn)井下緊急處理工具箱、防爆開關(guān)和帶式輸送機(jī)機(jī)尾周邊設(shè)備以及電纜的拖掛。現(xiàn)有的有軌絞車鋼絲繩牽引運(yùn)輸技術(shù)需要綜采隊(duì)安排專門人員進(jìn)行鋪軌道、拆軌道等復(fù)雜工序來運(yùn)輸設(shè)備，操作繁瑣，還存在絞車跑車和側(cè)翻的危險(xiǎn)，存在安全隱患[1]。由于設(shè)備運(yùn)輸工作在輸送機(jī)膠帶架外的巷道內(nèi)進(jìn)行，占據(jù)了較大的巷道地面空間，不利于人員通行和設(shè)備的運(yùn)輸。目前代替有軌絞車的方案為自移設(shè)備列車。雖然設(shè)備列車自帶軌道，省去了鋪設(shè)軌道的工序，但其運(yùn)行在輸送機(jī)膠帶架外的巷道里，依舊占用巷道地面空間；另一方面，由于運(yùn)輸巷道環(huán)境惡劣，巷道內(nèi)煤泥及積水較多，并且設(shè)備列車的自移裝置處于列車底部，對自移設(shè)備列車液壓系統(tǒng)影響較大[2]。膠帶架一體式自移設(shè)備平臺考慮了設(shè)備列車的弊端，解決了現(xiàn)有巷道設(shè)備運(yùn)輸技術(shù)存在的問題，達(dá)到了設(shè)備安全和便捷移動的目的，保障了設(shè)備和人員的安全。

1 自移設(shè)備平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

膠帶架一體式自移設(shè)備平臺包括平臺架體和自移裝置。平臺架體是由依次鉸接在一起的平臺段組成，通過鉸接可實(shí)現(xiàn)較大的爬坡能力，最大爬坡角度±25°.平臺架體平臺段從上到下分為槽頂、槽體和槽體底座，槽頂?shù)纳厦娣胖秒姎庠O(shè)備和存儲電纜；槽體布置有上托輥?zhàn)拖峦休伡埽糜诎惭b掛鉤托輥組和回程托輥，其托輥與配合的輸送機(jī)帶寬相匹配；槽體底座用來承載平臺架體并輔助平臺架體自移。

自移裝置包括調(diào)高油缸、推移油缸和推移導(dǎo)軌等。調(diào)高油缸上端通過聯(lián)接架與平臺架體連接，下端鉸接滾輪組，滾輪組與下方的推移導(dǎo)軌滾動接觸，每節(jié)平臺段都布置有4根調(diào)高油缸。平臺架體需要升起時(shí)，調(diào)高油缸伸出下壓推移導(dǎo)軌使槽體底座離開地面，另外，滾輪組底部的兩側(cè)設(shè)置有提升塊，在調(diào)高油缸縮回時(shí)用于提起推移導(dǎo)軌。選用額定壓力31.5 MPa、推力247 kN、拉力126 kN、行程250 mm的調(diào)高油缸，適用大多數(shù)巷道設(shè)備的運(yùn)輸。推移油缸一端通過聯(lián)接座與平臺架體連接，另一端與推移導(dǎo)軌鉸接，隨著推移油缸的伸出和縮回，推移導(dǎo)軌不斷往復(fù)運(yùn)動，再結(jié)合調(diào)高油缸的伸縮使平臺架體邁步式移動。推移導(dǎo)軌由多個(gè)導(dǎo)軌段鉸接組成，推移導(dǎo)軌上配有專用軌道，無需在巷道中鋪設(shè)軌道，在推移導(dǎo)軌下面布置有防滑塊，大大提升了爬坡能力。選用額定壓力31.5 MPa、推力485 kN、拉力237 kN、行程1 100 mm的推移油缸，可實(shí)現(xiàn)每次移動1 m.

平臺架體由平臺段鉸接組成，具體平臺段數(shù)量可根據(jù)實(shí)際承載電氣設(shè)備的需要進(jìn)行模塊化拼裝。調(diào)高油缸和推移油缸通過聯(lián)接架和聯(lián)接座與平臺架體連接，并均布在平臺架體的兩側(cè)，可以避免巷道內(nèi)煤泥及積水對自移裝置的影響，延長了設(shè)備的維護(hù)周期，如圖1所示。

圖1 膠帶架一體式自移設(shè)備平臺結(jié)構(gòu)示意

2 液壓控制系統(tǒng)

自移設(shè)備平臺由工作面乳化液泵站提供的額定壓力為31.5 MPa的高壓工作液作為動力，不需要再布置動力設(shè)備。電磁閥通過控制高壓工作液的流向，完成對相關(guān)油缸的動作，實(shí)現(xiàn)膠帶架一體式自移設(shè)備平臺的自移。在調(diào)高油缸回路添加雙向鎖，當(dāng)電磁閥停止供油時(shí)，調(diào)高油缸仍能保持靜止，保證了調(diào)高油缸在伸出和縮回后的穩(wěn)定，也可避免因壓力不足而引起事故。通過對調(diào)高油缸的分組控制，可實(shí)現(xiàn)對輸送帶跑偏的調(diào)整，通過對兩邊的推移油缸分別控制，可實(shí)現(xiàn)自移平臺的轉(zhuǎn)彎控制，控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 液壓控制系統(tǒng)示意

3 布置方式

本文設(shè)計(jì)的膠帶架一體式自移設(shè)備平臺用于配套可伸縮帶式輸送機(jī)機(jī)身，實(shí)現(xiàn)對配置設(shè)備的自移功能。其布置在距離自移機(jī)尾大概50 m處。該布置的優(yōu)點(diǎn)為：自移設(shè)備平臺不需要每班或者每天移動，可實(shí)現(xiàn)10～15 d周期性移動，具體移動天數(shù)由負(fù)荷電纜的富余量決定。

4 工作循環(huán)動作

隨著采煤機(jī)割煤的推進(jìn)，轉(zhuǎn)載機(jī)沿著自移機(jī)尾導(dǎo)軌逐漸前移，自移機(jī)尾也在不斷向前移動，當(dāng)自移機(jī)尾接近膠帶架一體式自移設(shè)備平臺時(shí)，需移動自移設(shè)備平臺，此時(shí)控制電磁閥依次執(zhí)行以下動作：動作一：調(diào)高油缸伸出，將平臺架體抬高至脫離地面；動作二：推移油缸伸出，推移油缸以推移軌道為支點(diǎn)向后伸出，推動平臺架體前移；動作三：調(diào)高油缸縮回，在縮回過程中平臺架體的槽體底座先接觸地面，繼續(xù)縮回至推移導(dǎo)軌脫離地面；動作四：推移油缸縮回，推移油缸以槽體底座為支點(diǎn)將推移導(dǎo)軌向前拖動，直至推移油缸完全縮回；動作五：調(diào)高油缸伸出，將推移導(dǎo)軌落地。此為一個(gè)自移周期，若要繼續(xù)前移只需重復(fù)上述循環(huán)即可，如圖3所示。

圖3 工作循環(huán)動作示意

5 結(jié) 語

膠帶架一體式自移設(shè)備平臺解決了現(xiàn)有技術(shù)的弊端，利用自帶軌道的自移裝置來移動平臺架體，運(yùn)輸前期無需鋪設(shè)軌道，在設(shè)備移動時(shí)參與人員少，原則上3人可完成移動工作，使設(shè)備移動變得方便快捷。將自移裝置設(shè)置在平臺兩側(cè)，有效避免了順槽中惡劣環(huán)境對液壓系統(tǒng)的影響。本設(shè)計(jì)將平臺架體和帶式輸送機(jī)機(jī)身結(jié)合，形成膠帶架一體式自移平臺，減少了對巷道地面空間的占用，有助于采煤效率的提升；自移設(shè)備平臺采用模塊化拼接，如果后期增加設(shè)備，在現(xiàn)基礎(chǔ)上增加平臺段和對應(yīng)的自移裝置，即可完成對自移平臺的升級；該自移設(shè)備平臺不需要每班或者每天移動，可實(shí)現(xiàn)10～15 d周期性移動。本文設(shè)計(jì)的膠帶架一體式自移設(shè)備平臺操作便捷，降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，消除了操作人員的安全隱患，可有效提高采煤效率，有助于采煤自動化水平的提高，為煤礦綜采工作面安全、高產(chǎn)、高效提供了保障。