煤矿井下单轨吊辅助运输系统研究

2020-11-27魏科

商品与质量 2020年32期

魏科

中煤新集能源股份有限公司机电信息管理部安徽淮南 232001

近几年，基于柴油机动力的单轨吊机车辅助运输系统在煤矿井下辅助运输系统中的应用，能够有效代替传统的调度绞车、无极绳绞车等地轨运输方式，克服复杂的巷道运输环境，实现高效、安全运输。基于此，文章对煤矿井下单轨吊辅助运输系统的应用进行了介绍、分析。

1 煤矿井下单轨吊辅助运输系统概况

煤矿井下单轨吊辅助运输系统主要由单轨吊机车设备、起吊梁和单轨吊轨道系统三个部分组成，单轨吊机车设备主要包括主机、行走部（含制动装置）、液压系统、电控系统、驾驶室等，单轨吊轨道系统主要包括弯轨、直轨、道岔、吊挂装置等。目前，煤矿井下单轨吊机车以防爆柴油机单轨吊机车、防爆蓄电池单轨吊机车和绳牵引单轨吊三种类型，防爆蓄电池单轨吊机车受蓄电池续航能力及井下充电等影响，使用范围受限，绳牵引单轨吊运输距离受钢丝绳长度限制，运输距离有限，本文重点对防爆柴油机型单轨吊机车进行介绍。防爆柴油机单轨吊机车按照驱动多少和牵引力大小可划分为重型防爆柴油机单轨吊机车和轻型防爆柴油机单轨吊机车，重型防爆柴油机单轨吊机车多见六驱及以上结构，额定牵引力100kN以上，主要用于主运输巷道或综采工作面大型设备运输，轻型防爆柴油机单轨吊机车多见两驱、四驱，额定牵引力40-80kN，主要用于掘进工作面常用轻型生产材料运输[1]。

相对来说，防爆柴油单轨机车的自重更小，且防爆柴油单轨机车的牵引力较大，目前国内取得煤安证的防爆柴油机单轨吊机车最大牵引力可达280kN，在复杂的煤矿井下环境体现出较为良好的负载能力、爬坡能力。根据中煤新集能源股份有限公司下属矿井应用实践证明，德国沙尔夫公司生产的十驱防爆柴油单轨配合48T起吊梁能够满足在坡度为15°的斜巷打运48T整体液压支架的需要，极大地提高了综采工作面安装效率和安全性。

2 单轨吊辅助运输系统组成及其应用

2.1 起吊梁部分

在起吊梁的设置方面，通常需要结合煤矿井下实际运输要求进行合理配置，以达到较好的运输效果。起吊梁分为重型梁与轻型梁两种，都是通过机车系统进行液压动力传递。一般来说，起吊梁组成部分包括有起吊液压马达、液压控制阀、提升链条、梁体等。借助对液压控制阀的操控，让马达实现双向转动，带动提升链条进行物料的上下提升操作。其中，吊运重型设备、物料等采用重型梁，其提升能力通常在16吨到48吨之间。轻型提升梁则主要应用于5吨到8吨左右相对较轻物料的运输。这两种提升梁都具备操作简单、提升速度快的优势[2]。

2.2 机车部分

机车的主要运行是利用液压启动及传动系统。对于液压启动系统主要应用的是蓄能器、启动系统、液压表及启动器等。蓄能器需要提供一定的动能原动力，液压表主要显示蓄能器压力情况，启动机构主要用于启动机，马达的驱动作用于柴油机飞轮。机车的电子控制系统主要由发电系统、控制箱、电闸等器械组合而成。主要通过发电机进行电源输送，再由控制箱进行转换信号控制，由操作箱进行实际操作，机车集成了液压油液位传感器、冷却水温度传感器、尾气温度传感器、甲烷传感器、故障检测系统等各种安全保护装置，保障单轨吊机车安全可靠运行。

2.3 轨道部分

结合煤矿进行运输要求，可分别设置轻型轨道与重型轨道，前者主要用运输普通轻型物料，后者则主要用于承载重型物料运输作业。轨道在连接方面主要包括有法兰板连接与塔扣式连接，前者主要应用于弯道，而后者应用于直道轨道连接。轨道的道岔主要用于岔路、车场方面的布置。岔道控制方面，主要包括气动道岔、机械道岔两类种，气动岔道控制主要借助气缸推动作用，让道岔与轨道进行啮合。而机械道岔则是纯人工操作。

3 单轨吊辅助运输系统存在的问题

虽然防爆柴油单轨机车性能良好、可靠性高，但是防爆柴油单轨机车的前期购置成本高昂，后期使用维护成本也较高，设备运作产生的柴油燃烧尾气，对井下空气质量有一定影响，我国防爆柴油单轨机车的生产技术尚未完全成熟，多数配件需要国外引进。目前还未建立可靠的单轨吊运输管理系统，同一线路上运行多部单轨吊机车时，存在因司机的操作不当造成机车相撞的风险，单轨吊气动道岔由于无计划停风或者司机操作不当误动作，造成机车撞道岔或脱轨，机车日常检修不到位，进气滤芯、隔爆板清理不彻底，可能引发巷道内CO传感器报警，永久巷道单轨吊轨道使用时间较长，部分锚杆、锚索存在退锚、锈蚀现象，容易导致轨道吊挂点脱落[3]。

4 如何提升单轨吊辅助运输系统

针对单轨吊辅助运输系统使用过程中出现的问题，应重点做好设备的升级，逐步完善设备设计制造技术，进一步提高设备可靠性，完善单轨吊运输管理系统，加强单轨吊司机业务培训，增强工作责任心，完善单轨吊道岔位置指示和与机车的闭锁信号系统，加强单轨吊的日常维护和管理，建立单轨吊系统使用管理台账，对使用时间较长的单轨吊轨道定期进行更换。