礦用無極繩絞車安全保護裝置的設(shè)計及應用分析

王浩偉

（晉能控股煤業(yè)集團晉城煤炭事業(yè)部趙莊二號井，山西 長治 046000）

1 無極繩絞車使用概況

煤礦井下運輸作業(yè)中常常采用無極繩絞車裝置，其工作原理是通過鋼絲繩進行引導，施加一個牽引力產(chǎn)生動力，主要運用在煤礦長距離作業(yè)面特殊情況下進行作業(yè)的。傳統(tǒng)煤礦井下作業(yè)通常是采用小型絞車進行運輸作業(yè)，其弊端是工作效率不高、工人勞動強度大等，然而，通過使用無極繩絞車進行替代后能夠有效的對礦井下的所有裝置進行運輸，大大降低了工人的勞動強度，提高了工作效率。當該類型的絞車在煤礦井下進行作業(yè)的過程中，能夠發(fā)揮最大的工作優(yōu)勢，然而在使用過程中，由于經(jīng)過道岔處時會與巷道進行摩擦，最終將會導致鋼絲繩出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，嚴重的情況下將會造成絞車出現(xiàn)重大的安全事故。

2 無極繩絞車運輸系統(tǒng)改進及優(yōu)化

無極繩絞車在煤礦井下進行，安裝時需要考慮到在工作面處設(shè)立或者也可以通過進行混凝土安裝等方式，若采用工作面巷道進行安裝該設(shè)備時，有可能會出現(xiàn)安裝困難的現(xiàn)象，在這種情況下，需要對運輸設(shè)備進行完善和優(yōu)化操作處理。

在面對綜采工作面進行作業(yè)的過程中，具有的特點是作業(yè)速度高，對無極繩絞車的要求比較高，需要進行不斷地安裝和拆卸工作，從而能夠有效地減小設(shè)備出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象，大大提高了工作的時間利用，在進行安裝的過程中，可以先將絞車和平板車進行結(jié)合，然后再通過將平板車和軌道進行連接進行。在整個作業(yè)過程中，會出現(xiàn)很多問題，比如由于無極繩絞車本身的質(zhì)量較大，而且所承載的符合高等情況，在這種現(xiàn)象下，將會導致在進行齒輪之間的嚙合過程中出現(xiàn)卡齒的現(xiàn)象，從而導致絞車不能夠順利進行，通過對這些現(xiàn)象進行分析，應該對爬車緊繩進行后期的維護和優(yōu)化處理。

為了能夠確保無極繩絞車在運輸?shù)倪^程中，車尾輪能夠精準的在預定位置處進行裝配，使運輸車輛更加方便地進行切眼作業(yè)，在整個作業(yè)的過程中，需要將絞車的尾輪上進行處理操作，需要添加特殊的小尾輪。但是當進行實際的操作過程中會發(fā)現(xiàn)，添加小尾輪會經(jīng)常出現(xiàn)問題，這也導致絞車在運輸?shù)恼麄€環(huán)節(jié)中處于最薄弱狀態(tài)。針對該現(xiàn)象在后期的優(yōu)化過程中，需要對小尾輪尺寸進行改進，將直徑改為500 mm，對其小尾輪處的軸徑進行放大處理，此外，還需要采用柱狀類型的雙軸承，從而能夠有效地解決該現(xiàn)象產(chǎn)生。針對該煤礦井下進行作業(yè)后，應該注意的是需要通過八字柱加壓柱的操作方式進行處理，然而采用該方式的弊端是在進行大噸位運輸作業(yè)時造成齒輪之間的施加負荷較大，出現(xiàn)脫輪的嚴重事故。為了能夠確保在進行運輸?shù)倪^程中不會出現(xiàn)小尾輪無法順利進行作業(yè)的情況，在針對該現(xiàn)象進行多次試驗以后，最后選擇工字鋼地錨固定方式[1-2]。

3 無極繩絞車保護裝置的設(shè)計

3.1 結(jié)構(gòu)分析

如圖1 所示為絞車保護裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該設(shè)備具有的優(yōu)勢是能夠有效地實現(xiàn)語音方面的提示特點。在該設(shè)備的內(nèi)部設(shè)有相應的揚聲器裝置和紅外線發(fā)射器，其相應的接收裝置設(shè)置在該設(shè)備的外表面上，在進行作業(yè)的過程中，會產(chǎn)生大量的熱，將會通過機殼旁的散熱板將大量及時的散布到外面，并且在側(cè)殼內(nèi)有相應的散熱風扇，能夠有效的將熱量散出去。

圖1 無極繩絞車保護裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 為異常情況監(jiān)測裝置的輸出端和信息化處理模塊的輸入端結(jié)合，通過該種連接方式，將單片機的輸入端和該輸出端相結(jié)合，語音功能裝置的輸入端和該輸出端進行解決[3]。

圖2 無極繩絞車保護裝置工作原理模塊結(jié)構(gòu)示意圖

通過對設(shè)備進行分析發(fā)現(xiàn)，機殼的頂部和底板都會采用安裝片進行設(shè)立，在其內(nèi)部中需要增添相應的螺紋用以對螺絲的連接，從而能夠?qū)⒃撛O(shè)備和絞車保持良好的連接。在機殼的外表面會安裝有紅外線發(fā)射裝置，能夠在進行作業(yè)的過程中對異常情況進行監(jiān)測，從而能夠提高紅外線監(jiān)測效果。

通常情況下，散熱風扇的安裝位置需要注意的是在其散熱側(cè)板上進行固定，這樣安裝的優(yōu)勢是能夠?qū)崿F(xiàn)防塵散熱網(wǎng)拆卸操作。在進行散熱風扇的安裝過程中，應該采用三個等間距的方式進行設(shè)立，這樣的作用是能夠有效地增加設(shè)備在進行作業(yè)的過程中對產(chǎn)生的熱量實現(xiàn)及時散熱。紅外線發(fā)射器的端口需要采用電性連接的方式進行，紅外線發(fā)射器的工作原理是通過發(fā)射端發(fā)射紅外線，當紅外線監(jiān)測到異常情況時，紅外線將會折射返回，最終會被設(shè)備的接收器接收，處理器進行分析和處理后，確定周圍的異常情況距離絞車的位置。

3.2 工作原理及使用流程

通過將該設(shè)備進行裝配時需要選用螺絲的方式進行固定，當絞車進行作業(yè)的過程中，紅外線會通過發(fā)射器進行產(chǎn)生，當遇到異常情況時，紅外線將會折射返回，最終會被設(shè)備的接收器接收，處理器通過對接收紅外線的時長來確定周圍的異常情況距離絞車的位置。當測到的距離在預期范圍之外時會進行啟動語音播報系統(tǒng)進行提示，從而能夠及時地降低絞車的工作速度，避免發(fā)生意外事故。

3.3 特點

1）在設(shè)備的兩邊裝有散熱裝置，能夠?qū)⒐ぷ鬟^程中產(chǎn)生的熱及時散出，并且散熱板能夠大幅度將熱量傳輸出去，從而大大降低了因工作熱量太大導致設(shè)備出現(xiàn)故障。

2）在設(shè)備上裝有相應的異常情況探測裝置，及時的將設(shè)備周圍的出現(xiàn)的故障進行探測，確保在絞車工作的過程中不會出現(xiàn)安全事故。

4 實踐應用及效果分析

4.1 工程概況

該煤礦屬于晉能集團，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，每年的生產(chǎn)值約為150 萬t，該礦井主要的開采方式為主立副斜，配備有4 個井筒進行作業(yè)，工藝手段為綜采頂煤。

在該煤礦的C3 號煤層安裝的無極繩絞車的型號為SQ-120/132P 進行作業(yè)，通過一段時間的研究發(fā)現(xiàn)，該絞車運行時出現(xiàn)過多次的異常情況，嚴重的情況下出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。

4.2 應用及效果

該煤礦中絞車作業(yè)過程中，選擇的巷道底板坡度為12°，長為703 m。能夠?qū)崿F(xiàn)采用該絞車將礦井中的設(shè)備進行運輸作業(yè)。在進行運輸作業(yè)時，應該注意的是需要通過保護裝置進行操作，確保能夠進行對設(shè)備的運輸任務。絞車的保護裝置能夠大大提高絞車在作業(yè)過程中的順利運行，避免出現(xiàn)故障，能夠?qū)χ車霈F(xiàn)的額故障進行提前探測，提前針對異常情況進行相應的調(diào)整。

5 結(jié)語

無極繩絞車作為煤礦行業(yè)中廣泛使用的設(shè)備，能夠很好地適應坡度為8°以下的巷道作業(yè)，此外，還可以在綜采工作面處進行投入使用。面對目前在膠帶輸送機的普遍運行過程中，采用設(shè)備的質(zhì)量不斷增加，這就使得無極繩絞車能夠體現(xiàn)出獨有的特點和優(yōu)勢。為了能夠確保絞車在井下進行作業(yè)，應該從對絞車的固定和綜合保護裝置設(shè)立等方面進行有效地完善和優(yōu)化，確保無極繩絞車能夠在井下最大程度地發(fā)揮其工作優(yōu)勢和特點。