淮北矿业集团机电装备部
摘要：钢丝绳牵引单轨吊车是无极绳绞车与单轨吊机车相结合而产生的一种新型辅助运输装备，它是以悬挂在巷道上的I140E型轨道作为导轨，利用无极绳绞车作为牵引动力运送货物，适用于长距离、多变坡、大吨位工况条件下的工作面顺槽、采区上（下）山和集中轨道巷等材料、设备的安装区段内的运输，是对井下辅助运输系统的进一步完善和提高。
关键词：钢丝绳牵引单轨吊车；无极绳绞车；辅助运输
淮北矿业集团芦岭煤矿的III13机巷全长1388m，采用锚注支护形式（净宽净高＝5000×3400mm），整个巷道为6个坡度，最大坡度为15°。III13机巷使用DS120型绳牵引单轨吊，配置一台SQ-120/132B绞车，电控系统采用软启动控制。最大运输能力20吨，轨道轨型Ⅰ140E；4辆运人车10座。运行速度0.7米/s和1.4米/s。运输综采大件选用0.7米/s的速度。III13软岩工作面支架型号ZY6800-14/28，单架重量17吨，小于DS120型绳牵引单轨吊设计运输能力，每天可运输支架8架；运输人员120人次。为保证安全运输，配置安全制动小车2辆。由于巷道坡度多，距离长，无法采用绞车接力运输；无极绳运输时巷道无法行人，且边坡点处容易飘绳伤人；柴油单轨吊运输成本高，气动单轨吊、电动单轨吊适用距离短巷道，且人员来回跟车劳动强度大。可对于重量大的材料设备，则需要人工拖运，耗时多，劳动强度大，特别是运输距离较长的掘进巷道更是如此。为减少设备的投入和人员的占用，提高掘进效率、运输过程中的安全系数和矿井的经济效益，该矿根据现状，结合巷道布置的特点，进料系统采用钢丝绳牵引单轨吊车，以解决掘进后路物料运输问题。
运输路线示意图：
一、钢丝绳牵引单轨吊车运输系统的优点
钢丝绳牵引单轨吊车操作简单，运行速度较慢，保护齐全，安全可靠。该矿地质条件较差，地压大，底鼓严重，如果采用调度绞车及普通无极绳绞车运输方式，运行期间的维护维修量较大，且在维修期间整条巷道不能进行正常运输工作，严重耽误生产。底鼓对单轨吊几乎不会产生影响，唯一的就是对运送大件时巷道的高度，且可通过局部卧底解决。
该巷道最大坡度为15°，且巷道起伏段较多，如果使用调度绞车则需多台调度绞车进行接力，设备投入与人员投入较大。而钢丝绳牵引单轨吊车可实现整体无转载运输，直接送至工作面。使用普通无极绳绞车则存在较大的安全隐患，无极绳绞车钢丝绳贴地面运行，巷道起伏处需多加压绳轮，导致故障点较多，费时费力费材料，且有时大绳弹出会在半空中前后行走，增加了发生安全事故的几率，而且存在安全隐患的范围比较大，运输物料时整条线路都存在安全风险。而钢丝绳牵引单轨吊车则无此方面安全隐患，且能更好的适应巷道的起伏。其中钢丝绳牵引单轨吊车储绳滚筒可以储存约300米钢丝绳，使得本系统在掘进面安装后，随着掘进头的前移，系统也可以随之延伸，可将运输系统多余的钢丝绳贮存在该储绳滚筒上。
钢丝绳牵引单轨吊车是利用煤矿上普遍使用的无极绳连续牵引车和国外进口的柴油机单轨吊进行了有机整合形成的一种新的辅助运输方式，有效克服传统地面无极绳连续牵引车带来的地面铺轨繁琐，投入建设费用高，维护难度大，且不能载人运输等缺陷；同时克服了国外的柴油机单轨吊机车投入成本高，噪音和空气污染大、易爆，维护保养费用多难度大等缺陷。具有结构紧凑、重量轻、噪音低、无污染、安全可靠、操作维修方便、巷道利用效率高、使用成本低等特点，极大地提高了生产效率。
二、钢丝绳牵引单轨吊车组成
钢丝绳牵引单轨吊车组成由无极绳绞车主机、五轮张紧器、双牵引车（由2套储绳梭车、2套超速自动保护安全制动小车组成）、若干起吊梁、运人车以及连接杆、轨道轮组、尾轮、钢丝绳、专用钢轨以及通讯控制电器组成。
轨道直接用链条悬挂在隧道拱形钢架上，或选择锚杆悬挂链子的方式固定轨道，每个固定点只需两根锚杆和一条链子即可固定。起吊梁动力源采用矿井本身的气压源。采用超速自动保护安全制动小车，从而起到安全自动防护作用，实现了矿井物料及乘人吊挂运输。设备安装十分简单，吊轨系统维护量很小，钢丝绳牵引单轨吊车车只需要2名司机即可完成运输任务。
钢丝绳牵引单轨吊车是有人跟车驾驶的设备，可全程掌握运行状况，能及时采取措施应对异常情况，实现了运输中的全过程控制，大大减少了辅助运输安全事故发生的概率，实现了好又快的安全生产。牵引车及轨道上各种车辆均采用卡轨式结构，任何时候均不会出现掉道现象；具有双重制动保护功能（主机的制动装置和安全制动小车）和断绳制动保护装置。
钢丝绳牵引单轨吊车不仅可以作为综掘机高效掘进巷道的后配套辅助运输系统，而且也可作为工作面安装的运输系统使用，可以节省工作面安装前的准备时间。
根据运输对象的不同，运行车辆可以有不同的编组方式，但牵引车和制动车必须编入其中。
1绳牵引单轨吊在运输支架中存在的问题和整改措施
虽然绳牵引单轨吊在使用过程中，优点比较突出，但是也存在一些问题：
（1）无极绳绞车与涨紧装置中线不一致，易爬绳、咬绳。（2）打点信号不具备通话功能，不利于施工确认、通话。（3）两端牵引板（分绳器）都布置在牵引车同一侧牵引主绳运行，在吊装重物运行时，牵引板受力倾斜，自身高度和宽度改变，容易出现分绳器分不开压绳轮，长期冲击压绳轮易导致牵引板变形、牵引底座开口角度变大，造成主绳掉道甚至撞毁压绳轮。（4）制动小车离心器损坏、油缸卸压，制动不起作用。（5）牵引车各部跑轮设计存在缺陷，受重物拉力，跑轮内部轴承易损坏，摩擦阻力增大。跑轮装配轴承损坏后固定螺栓不好拆除，8.8级高强螺栓锯断费时费力，而且高空作业，劳动强度大。（6）牵引车连接销为上入式底穿孔销，运行时开口销易扭曲折断，销子上下窜动易脱落。（7）风动葫芦起吊梁承载力小，起吊支架时，发生横向变形，与16吨风动葫芦不匹配。（8）风动葫芦马达工作压力要求不小于0.55MPa，矿井压风一般在0.4-0.55MPa，负重时起吊困难。（9）单轨吊牵引绳松，牵引重物爬坡时，滚筒上钢丝绳打滑。
2整改措施：
（1）在绞车与涨紧装置之间安装一道抗绳轮，调整涨紧装置导向轮，减小出绳中心线偏差，杜绝滚筒上爬绳、咬绳现象。定期对抗绳轮和导向轮涂油、更换。（2）选择与起吊重物相匹配的风动葫芦、起吊梁、索具、10.9级M20高强螺栓、φ18×64高强度圆环链。（3）更换变形的牵引板、滑轮底座，调整牵引板升降螺栓至合适高度并固定。在滑轮底座的副绳侧加配重（约100kg），减小主绳受牵引力导致滑轮底座与牵引板倾斜，解决了因开口过大，牵引板不能顺利分开压绳轮、刮压绳轮、掉绳的问题。（4）更换磨损严重、连轴转的跑轮，减小牵引车运行阻力。（5）牵引车连接销更换为螺丝缝合加开口销方式，防止销子脱落，安全可靠性更高。（6）修复、完善制动小车，经常检查油缸是否卸压，确保发生意外事故，制动小车能够安全可靠的制动。（7）风动葫芦连接气源前，检查、清理管路接口淤泥；对压风管路放气、排水和杂质；保持油壶和油水分离器内有充足的机油给风动马达润滑；定期排放油水分离器内的水和杂质，清洗油水分离器和风动马达。保证风动马达有干净的压风动力源和良好的润滑状况。（8）使用无线视频、通讯手机和急停按钮，便于在运输过程中发现问题及时停车。（9）钢丝绳张紧度调整。在牵引车一端使用锚链、绳卡与钢丝绳固定生根在吊挂点上，保证松、紧绳时牵引车不发生窜动。再使用5吨拉子在牵引车另一端拉紧钢丝绳，逐次调整，以单轨吊牵引重物爬坡时，滚筒上钢丝绳不打滑为宜；松绳时，先拆除张紧装置配重，再拆牵引车锁绳器，抽出钢丝绳，把钢丝绳从牵引板导绳槽内窜出，根据需要调整钢丝绳。
3钢丝绳牵引单轨吊跑道、压绳轮存在的问题和整改措施
（1）单轨吊跑道生根锚杆有个别被拉断、拉出、扭曲，锚杆外漏较长，悬挂板不贴岩面。（2）整体支架试车时，发生顶板生根锚杆断裂，跑道底部卡扣断裂，跑道连接固定马蹬被拉变形，造成支架车连同多节跑道坠落。（3）斜巷上下坡巷道内的单轨吊跑道使用的倾斜对拉加强链较少，单轨吊运行时，跑道偏摆角度大。（4）吊挂跑道的马磴子B型销易脱落、折断，底部连接点强度不够，卡扣变形，搭接不实。（5）变坡点、拐弯巷道未使用硬连接固定跑道；单轨吊跑道较轻，生根点使用圆环链连接，在上、下坡时，发生跑道倾斜、挤压变形，牵引车卡阻，增大提升阻力，而且容易掉绳。（6）跑道铺设不平直，变坡处不顺滑。（7）压绳轮固定方式不合理，采用压板配合沉头内六角螺栓固定在跑道上部，牵引车运行易摩擦压板损坏螺栓，对损坏的压绳轮更换极不方便。（8）变坡点压绳轮安装数量少，容易掉绳。
整改措施：
（1）改进跑道连接方式，斜巷的跑道连接点使用硬连接，防偏摆、挤压，底托销设计要具备防脱功能。（2）在变坡点处每节跑道都安装一副加强型压绳轮，一直安装到出垂直切线位置，（下变坡巷道的顶点处跑道不需要安装压绳轮）；斜巷和平巷内6米（每隔2节跑道）安装一副压绳轮；拐弯巷道主要安装拐弯轮，一直安装到出水平切线位置，并在两端各安装2副加强型压绳轮。（3）为解决斜巷上下坡时，牵引车挤压跑道，造成跑道扭曲、上挑，设计要求在斜巷内安装一种中间有吊挂板的跑道，沿冲击方向的反方向，在垂直于跑道的顶板打吊挂锚杆拉紧。现场由于绳式单轨吊整体已形成，不方便按照以上方案处理，即采用在跑道生根点冲击方向的相反方向夹角45°偏中400mm分别打1组生根锚杆，配合锚链斜拉固定，减小了跑道受力后的偏斜度。（4）全线跑道进行调整，高的降、低的升，保证变坡点跑道平直、顺滑。（5）变坡点和上下山巷道内，在跑道顶部安装硬撑与顶板结实，接头处生根采用硬连接，避免牵引车运行时挑起跑道。（6）沿跑道垂直方向打生根锚杆固定，锚杆外露小于150mm，选用M24×2500mm高强锚杆，吊挂件的悬挂板贴紧岩面。（7）运送支架避免来回反复进出，容易造成吊挂点锚杆反复受力折曲变形，破断力减小。
4 结语
通过现场使用钢丝绳牵引单轨吊车运输支架存在一些问题，经过整改后，使用效果良好，解决了巷道压力大、距离长、多变坡，底鼓严重，大吨位工况运输问题，提升了运输的安全系数，避免了调度绞车、无极绳绞车轨道矿车掉道事故的发生，保证了运输时设备及人身安全。
论文作者:陈和
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：单轨论文; 钢丝绳论文; 跑道论文; 巷道论文; 牵引车论文; 绞车论文; 吊车论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;