气动单轨吊车在煤矿井下应用研究

刘凤富

（枣庄矿业集团公司田陈煤矿设备管理中心，山东 枣庄 277523）

田陈煤矿地质条件复杂，上下山多，煤炭埋藏深，提升运输环节多，提升绞车多，上下车场必须有把钩硐室等，程序复杂，费工费时。为探索井下运输安全、高效、节能的运输方式，该矿通过调研，在井下应用了气动单轨吊车场。

1 概 述

气动单轨吊车（以下简称“单轨吊车”）是利用悬空轨道（轨道由I140E工字钢加工而成），以气动马达经减速机构减速后带动滚轮沿轨道立板摩擦驱动的设备。该单轨吊车由轨道、吊挂及高度调节装置、风动葫芦、主驱动装置、滑车、承载车、控制系统等部分组成，每节轨道由工字钢及拖链托板组成，靠销轴联接。整机用高度可调节的吊挂装置吊挂于巷道顶板上的吊挂底座、十字梁或锚杆、锚索、U型棚等上面，主要用于煤矿井下采、掘工作面上下端头巷道超前支护的物料、设备的运输，也可用于井下其他短距离的运输，该单轨吊车动力取自井下压风管路。

2 井下安装工序

2.1 轨道生根点安设

在巷道顶板打2个锚杆或锚索眼（根据巷道顶板岩性情况，顶板不好打锚索），根据吊挂座间距，安装吊挂座；然后根据轨道长度重复以上工序（吊挂座间距依据轨道长度3m或2m）。如图1所示。

图1 轨道生根点安设

2.2 安装轨道

在吊挂座上穿上高强度螺栓，挂上吊挂链，吊挂链上穿上马蹄环，马蹄环下利用高强度螺栓连上轨道，轨道与轨道下面之间有限位装置（公母环相扣），巷道内轨道高度利用挂链调节，保持平顺过渡；导轨上方采用了弧形快接头的连接方式，安装时首先将上部连接左吊环板紧贴右吊环板，公扣插入母扣中，然后下落，再穿入高强度螺栓即可。如图2所示。

图2 轨道安设

2.3 承载车及起吊梁的安装

承载车主要起承载作用，起吊葫芦直接吊挂在承载车上，伸缩梁主要是根据吊挂物件的长短调节起吊点用。共有2台气动葫芦，其主要作用就是将需运输的物件吊挂在该设备上。首先将承载车推入，然后用起吊梁将两承载车连接起来后，再将气动葫芦挂在承载车上即可。

2.4 主牵引装置的安装

先将减速箱推入轨道预定位置，然后将驱动部分安装到2个连接方向连杆上，收缩夹紧油缸即可。内部的气动总成在出厂时已经连接完毕，各阀的限制参数均设定合适，安装过程中不要随意改变各阀体参数，同时确保各气管未折断或严重弯曲、翘裂等。

2.5 失效制动装置的安装

主牵引装置安装完毕后将失效制动装置安装在拖线相反方向的连接车上。首先将气缸的一端用销轴连接到杠杆端，然后用带截止阀的气管（先打开截止阀）与压力在0.6MPa的气源接通至气缸顶杆弯曲缩回（弹簧被完全压缩）后再将另一端抬起至另一杠杆端并插入销轴，然后关断气源，将截止阀关闭，慢慢从截止阀处拔出气源气管，再将截止阀慢慢打开至气缸阀杆完全弹出后拔出气管。安装过程中应注意将气管留出足够的伸展空间并用扎带将其固定牢靠，防止在弹簧回缩时夹住气管，同时在设备未完全连接前切勿打开截止阀。安装后总图如图3所示。

图3 总图

3 调试及使用

3.1 调试前的检查

（1）检查各操作手柄及档位等是否处在停车位置；

（2）检查各滑动小车，各小车车轮必须转动灵活，小车相对导轨不跑偏；

（3）检查各导轨，接头连接部位连接牢靠，无大的变形或错位，各滑轮应可轻松滑过接头部位；

（4）各电缆扎带是否将气管等扎紧，气管在拉、弯过程中不会与扎带发生相对移动；

（5）气管在来回折返时无交错打扭等现象；

（6）检查气动总成，各接头是否连接牢靠、无破皮及硬性划伤，各元件与轨道等无干涉；

（7）失效制动器的截止阀已经去掉。

3.2 设备的调试

各项检查完成以后，如果一切符合要求则可以进行调试设备。调节各部件车上车轮的位置，使四轮都能很好接触导轨，尽可能让小车左右受力相当，前后拉动小车在3m范围内如果没有跑偏即可使用。如果跑偏则调节防偏车轮装置，向哪边偏就将那边车轮向轨道端调节直至不再跑偏为止。调节气动总成内的油雾流量，油雾器在出厂时已经做了调整，调定出厂油雾，如果在安装过程中动了位置，通气后应将调节旋钮用一字头螺丝刀调整到每分钟约40滴左右的通用量。同时油雾器内注入润滑油（气动马达专用油），注入的量是容器内MIN与MAX之间位置接近MAX标识的位置。注油的位置在控制箱外侧已经标注，拧开黑色的螺栓，将油直接注入，然后拧紧即可。设备送气后首先测试葫芦各动作是否灵敏、停车是否可靠，并加载悬停3min左右，无异常后卸载。空载前后运行主机10m左右，来回3次无任何异常后加载来回动作10m，无异常后加入即可投入使用。

3.3 设备的使用

3.3.1 葫芦的使用

首先将设备可靠制动，然后将气动葫芦根据运载设备的长短置于起吊梁的不同位置上，观察压力是否达到0.6MPa，如果达到压力要求即可开动葫芦。葫芦有2个操作手柄，其中按下箭头向上的手柄为提升，松开后即停止，按下箭头向下的手柄为下放，松开后即停止。

3.3.2 主牵引机头的使用

主牵引机头的操纵阀有2个，分别向前和向后（前、后方向现场确定），其中本设备为点动控制，即按下不松设备一直运行，松开后设备便停止运行。

3.4 使用中的注意事项

在使用时主驱动装置和气动葫芦不可同时使用，要提升重物时应先将设备停稳后再操作气动葫芦，气动葫芦在提升过程中，其下方不得站人，同时2台气动葫芦尽可能单独作业；管道配置上主进

气回路管径直径不小于22mm；各管道应避免直角转弯，各软管不得有折弯（影响了内部截面积）；外部主接入气源接入的地方，其开口端应处于总气管的上方，防止总气管内有积水、泥沙流入设备内；操作人员必须跟随工件，不得超过5m，以防视线不清操作失控。

4 推广后使用情况

该单轨吊车设备首先在田陈矿7123工作面推广使用，性能稳定，达到预期目的。该单轨吊车具有如下主要特点:

（1）结构紧凑，布局合理，适应性强。

（2）重量轻，移动方便，可随工作面一同推进，解决了采掘迎头最后“1km”的运输问题。

（3）操作简单，可大大降低工人劳动强度。

（4）无需用电源，从根本上杜绝了井下失爆现象发生，更安全可靠。

田陈矿7123工作面首次采用了单元巷道支架进行超前维护，由于巷道支架成对并排使用，巷道中间空间变得有限，而单轨吊车轨道生根在顶板，解决了传统轨道敷设在地板用平板车运输的空间不足的问题，这样起吊运输一体，省时省力省工序。另外一些支护材料、配件等物品吊起就走非常方便，不存在传统封连车安全隐患等问题。轨道随工作面推采而由头变尾，循环使用，效果非常好。在7123工作面使用后又在7118采煤面、503掘进迎头、7109采煤面推广使用，并且还可通过加工异形轨道实现拐弯运输问题，效果良好，省去了传统调度运输绞车安装轨道、敷设车场、掘硐室、安装安全设施等复杂性工作量，起到了减人提效，降本增效的作用，并且安全系数高，无电源，无火花，没有失爆隐患，带压、失压、意外及故障刹车更可靠。