一种实用KFZ102矿车即时防跑车装置

熊权湘,张卓慧

(娄底职业技术学院,湖南娄底 417000)

一种实用KFZ102矿车即时防跑车装置

熊权湘,张卓慧

(娄底职业技术学院,湖南娄底 417000)

国内斜井矿车防跑车装置各具特色,但因有电子元件,使得安装、调试、维护繁杂,抗尘、抗腐蚀性能差,性能不稳定等原因而难以推广。KFZ102矿车即时防跑车装置是纯机械装置,具有安装简便、维护方便、性能可靠、可实现即时抓捕等诸多优势,可广泛应用于各类矿井提升系统。

矿车;防跑车装置;技术应用

1 前言

《煤矿安全规程》[1]第三百七十条规定:倾斜井巷内使用串车提升时,必须在倾斜井巷内安设跑车防护装置。矿车在斜井运行时,经常出现跑车现象,从而导致伤亡事故时有发生。如何可靠、有效地把发生跑车的矿车拦截下来,是所有煤矿、金属矿、非金属矿都面临的问题,也是所有矿业机械制造公司、相关院校、科研单位等着力解决的难题。

表1 我国生产防跑车装置的厂家

我国生产防跑车装置厂家有十多家,比较有名的如表1[2]所示。

表1所示产品有以下共同点[3]:(1)必须有自己单独的动力;(2)离不开电子元件;(3)拦截距离不超过50 m,拦截能量在1～2 MJ之间;(4)拦截方式都是用钢丝绳,钢丝绳拦截时会与矿车激烈碰撞而产生火花;(5)一个斜井要多段拦截才能达到防跑车效果,必须挖多个安装基础;(6)仅适用于30°以下的斜井,对30°～40°的斜井无能为力。

因而在使用时必须采取以下相应措施:(1)增加专用电源线路;(2)经常派专人对电子元件及设施进行维护;(3)每隔30～50 m挖好安装基础,以适应相应的拦截距离和能量;(4)经常对钢丝绳进行维护,以免其生锈而影响性能;(5)对钢丝绳进行防爆处理。

这些措施都给矿山生产带来极大的不便,因此这些防跑车装置很难大面积推广使用。实地考察淮南矿务局和淮北矿务局下属煤矿斜井使用防跑车装置情况表明:安装的防跑车装置每100 m装了一档,违反了说明书上30 m一档的要求[4];更严重的是,那些装置本来应该是常闭型的,在使用现场却变成了常开的,防跑车装置仅仅成了一个摆设。而在南方省份,例如湖南,煤矿斜井中连这一类防跑车装置也很难看到。《煤矿安全规程》[1]第三百七十条根本得不到贯彻落实。

为解决上述问题,研制了一种无需动力、安装简便、维护方便、恢复快捷、成本低廉,且性能可靠、安全、即时抓捕的纯机械传动的新型防跑车装置——KFZ102矿车防跑车装置。

KFZ102矿车防跑车装置是湖南省三立矿业机械科技有限公司根据《煤矿安全规程》,自行研发的可靠、实用的斜井矿车防跑车装置。适用于煤矿、金属矿山、非金属矿山等所有在30°以下的单轨或双轨运输斜井[5]。

2 KFZ102矿车防跑车装置的结构与工作原理

KFZ102矿车防跑车装置主要由四部分组成,分别是:插爪部分、连接部分、闭锁部分、脱钩部分。其主要部分安装在矿车上,其余部分分别安装在主牵引钢丝绳上、斜井井口和井底轨道两侧,如图1所示。在由枕木、钢轨构成的斜井轨道上放置有由多台矿车组成的矿车组列,各矿车之间用三环链和插销相连接,矿车组列的最后一台矿车用插销与牵引钢丝绳相连。钢丝绳卡将保护钢丝绳的连接环固连在牵引钢丝绳上,牵引钢丝绳通过固定在其上的带保护钢丝绳的连接环部分与矿车上的制动装置相连。每节矿车后轴的两车轮之间对称安装有插爪,插爪一端焊接有连接板,连接板上有一小孔,保护钢丝绳穿过小孔,一端与连接钩相连,另一端与带保险销的连接环相连。保护钢丝绳在连接板小孔的一侧还固联着限位卡销。限位卡销的作用是阻止保护钢丝绳向前移动而使抓捕钩在起保护作用时掉下来。最后一节矿车上的保护钢丝绳的连接钩与固连在牵引钢丝绳上的连接环相连,其它矿车上的保护装置分别通过相应的连接钩及连接环而连成一个整体。自锁装置的棘杆焊接固定在矿车车架槽钢某一位置上,棘爪则固定在插爪侧面相应的位置上。

当矿车单独工作时,将手动闭锁装置的锁定杆向右转动,此时锁定插销可阻止抓捕钩下落;在矿车进入斜井运行时,由于有牵引钢丝绳拉紧,此时应将锁定杆向左转动,以免影响抓捕钩的下落;当矿车运行到达平巷时,又要及时将锁定杆锁住,以确保矿车的下一步工作。

当矿车发生跑车时,发生跑车的矿车在重力作用下将保护钢丝绳连接环上的保险销拉断而向斜井下方移动,此时发生跑车的矿车的插爪将牢牢插入轨道枕木上,矿车或矿车组列及时制动下来。这样就保证了被抓捕的矿车(或矿车组列)不翻车、不掉道、不损害、不变形,并且能在很短时间内恢复原状,继续工作。

2.1 插爪部分

插爪部分由插爪、连接底座、连接螺栓等组成,如图2所示。插爪由螺栓固定在矿车的后车轮轴(或后车轮轴后部装置)上,可绕后车轮轴或后车轮轴后部装置灵活地转动。

图2 插爪装置

当矿车在斜井轨道上处于正常状态时,插爪由保护钢丝绳相连,处在抬起状态(此时插爪底面与轨道平面平行),这时闭锁部分打开。跑车事故发生时,一类情况是:主牵引钢丝绳断裂,插爪的连接保护钢丝绳没断裂,此时矿车组列的所有插爪一起落下而插入轨道枕木,从而使整个矿车组列在斜井轨道上停下来而达到制动的目的;第二类情况是:当矿车组列其中的任何一台或多台矿车因在斜井上发生断链(连接三环链)、断销(矿车插销)或断碰头座等其他情况时,则连接部分的保险销会因矿车的重力而被拉断,这时,插爪也会因本身的重力下落而插入轨道枕木,并达到矿车制动的目的。

2.2 连接部分

连接部分由连接钢丝绳、连接钩、保险销、连接环、限位卡销及钢丝绳卡等组成,如图3所示,通过它可将矿车与矿车架下的插爪连成一体,也可与固联在主牵引钢丝绳的固定块上的连接环连在一起。正常工作时,它仅起连接作用,确保插爪不往下落;当发生矿车或矿车组列跑车时,它会因失去牵引力的作用,或因矿车重力的作用把保险销拉断,而随插爪下落,达到矿车制动的目的。

图3 连接装置

2.3 闭锁部分

闭锁部分由闭锁杆、弹性锁紧机构、固定板、上下套板等组成,它分别焊接在矿车车架左右两侧的相应位置,使用时仅将位于矿车车架两侧的开、闭锁手柄向左或右旋转一个角度,即可将插爪部件锁住或打开(注意:矿车在平道作业时,操作工不得随意转动闭锁手柄)。在斜井井口和井底处某一相应位置各安装一个开、闭锁装置(见图1),当矿车组列提升到达该位置时,旋转手柄因碰到该装置而自动旋转一个角度,而达到开、闭锁的目的。

2.4 脱钩部分

脱钩部分由插销、固定板、连接件、U型螺丝等组成。正常情况下,当矿车组列到达斜井上部车场或下部车场时,由把钩工把脱钩器上连接钢丝绳的插销拔掉,就可以使主牵引钢丝绳与该防跑车装置分离而进入下一步工作。

图4 脱钩装置

3 结束语

KFZ102矿车防跑车装置具有以下特点和优势: (1)采用的是简单的机械传动装置,无需另设动力,体积小,制造成本低;(2)易于安装:煤矿在正常生产时可很快完成安装,而上述其他装置必须停产15～20 d才能安装好;(3)性能可靠,结构设计科学,便于维护,捕车后恢复时间短;(4)即时抓捕:在矿车上行时(矿车上行都是重车)还可以达到零速度抓捕,抓捕后对矿车、轨道斜井两侧设备及人员无任何损伤;(5)适用于各种类型的矿车;(6)制动平稳,能多次重复使用;(7)适用范围广,能抓捕的斜井角度可达30°;(8)处理事故时间短,恢复时间快,比同类产品可节省90%以上的人力,物力及财力;(9)直接安装于矿车上,能在斜井的任何位置起保护作用。

REFERENCES

[1] 国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2010.

[2] 张义华.斜井跑车防护装置的研究与探讨[J].能源与环境, 2008,5:63-64.

[3] 汪进雅.斜井跑车防护装置布置形式分析[J].煤矿开采, 2008,6:74-74,62.

[4] 杨明淘.矿井跑车防护装置问题探讨[J].江西煤炭科技, 2008,2:41-42.

[5] 卢月雄.KFZ102矿车防跑车装置专利:中国, ZL200720063574.9[P].2007.

Practical Application of Instant Anti-sliding Device of KFZ102 Tramcar

XIONGQuan-xiang,ZHANG Zhuo-hui
(LoudiVocational and Technical College,Loudi,Loudi,Hu’nan,China 417000)

Tramcar anti-sliding devices in inclined shaft are different from one another,but their electronic components design suffers low performance in respect to installation,testing,debugging,maintenance,dust proof and anti-corrosion,which makes it hard to be widely applied in the industry.The instant anti-sliding device of KFZ102 tramcar,however,is wholly mechanical designed,which has so many advantages including s imple installation,convenient maintenance,reliable performance and real time prompt catching,so it can be widely used in variousmine hoisting systems.

Tramcar;Anti-slidingDevice;TechnologyApplication

TD50

:B

:1009-3842(2010)02-0077-03

2010-02-04

熊权湘(1968-),女,湖南双峰人,工程硕士,副教授,主要从事煤矿安全技术应用与煤矿安全管理的教学与研究。E-mail:ldxqx@163.com