山东兖州煤矿机械有限公司 山东省济宁市兖州区 272100
摘要：近些年来，随着工作面产能的不断提升，工作面安装了大量的综采装置，其中综采支架具备较大的质量。在顺槽巷道内存在的运输具有较大的起伏性，尽管无极绳绞车所具备的相关参数能够满足其运输要求，但在实际的运输过程中因巷道不具备较大的竖曲线，在运输过程中钢丝绳的张紧力较大，如此就能将钢丝绳弹出，极易造成工作人员受伤。若弹出的距离较高，钢丝绳可能会造成顶板受损，这样不仅使相应的摩擦因数增大，而且加大了相应的磨损程度。鉴于此，本文主要分析无极绳绞车在矿井辅助运输中的应用。
关键词：无极绳绞车；矿井辅助运输；应用
无极绳绞车是目前煤矿井下采掘工作面主要的运输设备，适用于长距离、多变坡、多转弯等复杂条件下的工作面顺槽、集中轨道巷等地点。尤其是作为替代传统调度绞车接力、对拉运输方式的一种运输装备，在运输巷道多转弯的情况下能够发挥巨大的优势，可以大大减少运输设备和操作人员数量，实现不经中间转载一次运输到位，减少运输环节，提高劳动效率。无极绳绞车工作原理是通过绞车驱动滚筒旋转，借助钢丝绳与驱动滚筒之间的摩擦力使钢丝绳运动，钢丝绳通过梭车底部两端的梭头后固定缠绕在梭车上，并由梭车牵引其他车辆实现运送物料及设备的目的。 目前常用的无极绳绞车运输方式为双轨单向运输，主绳布置在轨道中间，副绳布置在轨道外侧，在轨道上安装压绳轮、拐弯轮、尾轮等轮组牵引钢丝绳连续运输。
1、无极绳绞车工作原理
无极绳绞车主要由电控、信息系统和牵引系统构成，通过钢丝绳完成井下物料的运输任务，其主要用于巷道坡度不大于20°的煤矿井下巷道的轨道运输，可进行区段内直达运输，无须转载，减少人力倒车次数，实现连续运输。
巷道掘进后会存在多个转弯点，过去采用的绞车运输方式在转弯点加设绞车实现水平转弯运输，既耗费成本，又可能会导致脱轨、翻车等状况，影响矿井的安全运输。而采用无极绳绞车运输，配置专用转弯护轨和梭车达到水平曲线运输之目的，能够实现S形转弯。
无极绳弯道地点钢丝绳在运行过程中存在脱绳的危险，除了设备本身的缺陷外，与运行轨道和绞车弯道轮组的安装质量有着密切的关系。巷道拐弯处轨道弯曲半径不够，或者弯曲段前后巷道存在坡度、轨道过渡不顺畅，都容易造成无极绳绞车牵引钢丝绳脱绳，对弯道内侧人员及设备造成伤害。由此来看确保弯道地点施工及安装质量至关重要，该方案对无极绳绞车拐弯轮组设计及安装标准进行了进一步规范，对无极绳绞车弯道地点巷道工程、轨道敷设标准及对绞车安全运行的参数进行明确，并对弯道地点可能出现的车辆掉道、钢丝绳跳绳处理等内容进行了规范，从根本上采取措施确保弯道运行安全。巷道工程按照运行无极绳绞车的要求进行施工，倾角小于12°，弯道处前后3m必须是平巷不得有变坡。轨道敷设应符合标准要求，水平曲率半径不小于12m，竖直曲率半径不小于15m。变坡点处不得使用整体罗锅道、塌弯道，可以根据底板情况选择多点弯曲轨道，确保轨道平缓过渡，避免出现陡坡。绞车安装期间严格按照标准要求进行安装，确保安装质量。
2、无极绳绞车在矿井辅助运输中的应用
某矿12310工作面辅助运输巷采用JWB无极绳绞车牵引系统，电机调速，额定功率为110kW，最大牵引力80kN，牵引速度为0.67~1.0m/s，钢丝绳规格为6×19-22~26mm，绞车上采用防爆三相异步电动机，设备示意图如图1所示。
通过上述公式验证可知，马兰矿12310工作面辅助运输巷无极绳绞车最大运输能力为31.49t。
3、防止钢丝绳弹出或脱绳的方法
（1）将巷道的起伏坡度减小，就是将巷道竖曲线的半径进行增加。因受到断层及煤层倾角的影响，掘进操作面无法在同一个坡度进行工作，因此巷道起伏存在较大的变化。但应当与实际状况相结合，尽可能的减小巷道起伏坡度，从而使该设备及设施的安全系数增大；其次，尽可能地增大巷道竖曲线半径。在2014年颁布了相关的要求：无极绳绞车运输的竖曲线半径应当超过20m。但在实际的运用中，牵引车存在较大的质量，其竖曲线半径也应当最大化，从而降低压绳装置的数量及相应的风险。
（2）使用重型的压绳轮。该装置不仅要使用强度较大的机架及弹簧，而且还需要对其压绳轮进行改进，成为三组压绳轮。当梭车通过时，当经过第一组压绳轮的时候，梭子会将弹簧打开，而第二及第三组依旧处于关闭状态；经过第二组时将打开弹簧，第一及第三组依旧处于关闭状态；经过第三组时将打开弹簧，第一及第二组依旧处于关闭状态。这样可以维持钢丝绳处于一组压绳轮内，且三组压绳轮运用同一个机架来构成整体，具备较高的强度、较小的变形，钢丝绳不会出现脱绳现象。
（3）将压绳轮组的数量加以增加。单组压绳轮组不具备较强的力量，在重车运输及大坡度时，较难进行压绳，极易导致钢丝绳弹出。这就要求在底弯段添加多组压绳设备，确保钢丝绳不会产生相应的风险。
4、经济效益分析
采用小绞车接力运输方式的人员配备、设备购置，租赁、材料费用投入等情况明显大于采用无极绳绞车运输系统，但前者仍存在许多难以克服的弊病。
安装7部小绞车需投资：7×3.8=26.6万元，再加上与绞车配套的开关、电缆、信号装置、阻车器、钢丝绳等预计费用约10万元左右。
购置JWB-8/1.27型无极绳绞车一套需38万元，仅设备购置费可节约资金1万元左右。
人工费用使用无极绳绞车每小班可减少运输人员5人，设备维修人员每小班可减少1人，按一个掘进工作面从开口到掘完需要8个月计算可节约人工费：8×6×0.75=36万元。
考虑到人工、材料、电耗等因素，经测算每个掘进工作面的总体经济效益可节约37万元左右。
参考文献：
[1]洪阳.无极绳绞车在矿井辅助运输中的应用[J].矿业装备,2018(02):120-121.
[2]史小平.无极绳绞车在矿井辅助运输中的应用[J].机械管理开发,2017,32(11):31-32.
[3]赵建强.无极绳绞车在矿井生产中的应用[J].山东煤炭科技,2015(07):82-84.
论文作者:刘孝峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/11
标签：绞车论文; 无极论文; 钢丝绳论文; 巷道论文; 工作面论文; 弯道论文; 轨道论文; 《基层建设》2019年第25期论文;