迈步自移轨道铰接式设备列车的应用

吴 宁，冀 辉

(陕西黄陵二号煤矿有限公司，陕西 延安 727307)

0 引言

随着我国的采煤技术的日趋成熟，自动化水平也不断提高，先进的设备列车移动技术也应运而生[1-3]。黄陵二号煤矿综采工作面原使用的设备列车为绞车牵引式，配置35节板车，设备列车长度约160 m，为了减少设备列车前移频率，单轨吊敷设120 m，单轨吊小车采用设备列车尾部绞车拉移，设备列车前移过程中带着单轨吊小车移动。由于设备列车较长，重量较大，且巷道有起伏，在移动设备列车时存在跑车、侧翻等不安全因素[4-7]。为解决这一现状，黄陵二号煤矿引进了交替离地迈步轨道铰接式自移设备列车，以期减少井下突发事件的发生概率，保护工作人员的人身安全。

1 自移设备列车结构及调试

1.1 自移设备列车概述

1.1.1 使用背景

工作面的走向长度4 093 m，倾向长度300.5 m；煤层为2号煤层，厚度2.7～3.3 m，平均厚度3.0 m，煤层下部含夹矸；工作面可采长度3 900 m，可采储量483万t。切眼宽度8.6 m，煤层倾角0～3°，平均2°。辅运顺槽4.6 m×3.8 m(宽×高)，胶带运顺槽5.4 m×3.6 m(宽×高)，回风顺槽4.6 m×3.8 m(宽×高)。

1.1.2 列车用途

交替离地迈步轨道铰接式自移设备列车安装在煤矿综采工作面顺槽，用于安装、固定、牵移移动变压器、组合开关、乳化液泵站、液箱、综保、工具箱、备件箱及高低压电缆、液压胶管等，取代传统绞车牵引设备列车方式。工作面向前推进一段距离后，由电液控制系统或手动换向阀对所有车辆进行集中控制，通过列车的移动机构完成整套列车向前牵移。各车辆间采用刚性连接板连接，自移轨道间用铰接轨道连接段连接。主液压管路贯穿所有车辆，列车组动力源直接取自乳化液泵站。

1.2 列车结构及工作方式

1.2.1 结构组成

交替离地迈步轨道铰接式自移设备列车由车体、自移轨道、辅助支撑油缸、辅助支撑滑靴、推拉油缸、电缆桥架、液压管路等组成，如图1所示。

图1 移动列车组单车结构示意

1.2.2 工作方式

设备列车的推进工作分为车体的向前推进、车体及自移轨抬升、自移轨道的拉移跟进、车体及自移轨道落地4个步骤。每四步为一工作循环，每次操作一个动作要待上一步动作完成后才可进行操作下一个动作。

第1步：车体的向前推进。推拉油缸换向阀动作，推拉油缸活塞杆伸出，推动车体沿着自移轨道前进。

第2步：车体及自移轨道抬升。辅助支撑机构换向阀动作及伸出，辅助支撑滑靴对车体形成支撑；同时带动车体及自移轨道上升脱离地面。

第3步：自移轨道的拉移跟进。推拉油缸换向阀反向动作，推拉油缸活塞杆收回，拉动自移轨道向前跟进。

第4步：车体及自移轨道落地。辅助支撑机构换向阀反向动作，辅助支撑机构缩回，带动辅助支撑滑靴上升脱离地面；同时自移轨道与车体着地。

1.3 调试验证

通过对交替离地迈步轨道铰接式自移设备列车的结构体系和工作原理进行分析和探究，结合井下原有的设备列车遇到的困难制定合理的解决方案，可以提高井下综采工作的效率[8-12]。通过计算，得出了每辆设备列车所受的工作阻力和牵引力之间的关系，结合大量数据的支持，对原有的设备列车进行改良，为煤矿企业的井下综采工作提供技术方面的支持，从而大大降低井下工作人员的劳动强度。

2 使用效果

2.1 自移设备列车优点分析

2.1.1 安全性高

车体碰头之间通过高强度连接板及防脱销轴连接。运行时，所有车辆的自移轨道通过连接段铰接为一整体，能适应巷道底板高低起伏的地质条件；车辆轮对在轨道内运行，不受巷道地面情况影响，运行更平稳。单车布置4颗支撑油缸，最大支撑力可达942 kN(单车)；移动轨道与辅助支撑滑靴底部都焊有防滑筋，与巷道地面摩擦阻力大，有效杜绝了在上下坡巷道中“跑车”事故。此外，每节车都有电缆存放架，通过4条站管固定在车辆四角，存放架为框架结构，并将高压电缆、乳化液管、控制电缆及水管分类存放。各管线都铺设在车辆顶部，与车辆整体同步前进。从而确保高压电缆、乳化液管、控制电缆及水管在运行时不受牵拉。轨道间用型材作为横梁，将轨道焊接成框架结构，轨道底部焊有防滑筋。行走轮材质为ZG400，经过热处理工艺，粗车、精车等工艺完成，轴承内加注70%锂基酯润滑脂，行走轮两端设置密封，防止水分、灰尘进入，满足使用要求，无需维护。列车带有调偏装置，能对列车组运行过程中跑偏进行纠偏。

2.1.2 节省人力物力

列车以工作面乳化液泵站为工作动力，不需要配备绞车及电气设备。节省绞车及其电控系统。不需要人工设置牵移生根点，减少材料消耗和人力消耗。轨道和平板车交替移动，不需要人工循环铺设轨道；减少工人劳动量。每一台设备列车都有千斤顶与轨道相连，液压系统设有液压锁。列车移动完毕不需要加机械阻车器。

2.1.3 提高综采工作面供电质量

在采用自移设备列车之前，泵站和变电站之间的距离较远。自移设备列车投入使用后，自移设备列车能够自动的近距离的为综采工作面供电，确保综采工作面的工作效率。

2.2 自移设备列车的注意事项

在一项技术投入使用时，不仅可以显现出优点，还有许多需要注意的问题逐渐暴露。在自移设备列车移动期间，除了施工人员和操作人员必须留在现场，其他任何人员不得以任何理由在现场逗留，以免出现安全事故，造成不必要的伤害。因此，在自移设备列车移动之前，要拉一条警戒线，防止无关的工作人员进入。

3 结语

通过介绍自移设备列车的结构体系和工作方式，全面展示自移设备列车在煤矿综采工作面中的重要作用。交替离地迈步轨道铰接式自移设备列车的使用，将大量的工作人员解放出来，具有效率高、用人少、操作方便、维护费用低、安全可靠等优势；降低了煤矿工人劳动的强度，减少在采煤过程中拉移设备列车的准备时间等。此外，消除了移动设备列车存在的跑车、侧翻等不安全因素，提高了煤矿工作的生产效率。