矿井采区主运输上、下山拐弯巷道液压传动遥控自驾卡轨连续运输系统研究与应用

矿井采区主运输上、下山拐弯巷道液压传动遥控自驾卡轨连续运输系统研究与应用

魏建文1林相亮2黄光见3

魏建文1林相亮2黄光见3

1.身份证：3728281972****0813

2.身份证：3728281965****0410

3.身份证：3708301982****0838

临矿集团里彦煤矿山东邹城273517

摘要：矿井采区大巷一般采用轨道运输，使用大型调度绞车配合矿车进行物料的运输，行人步行或使用猴车进行机械运人，传统方式运人与物料运输不能同时进行，且轨道运输一次最多只能挂两个车皮，运行过程中受巷道起伏情况的影响，绞车运行速度较慢，巷道平缓段还需人工推车，增加了安全隐患，造成物料运输效率较低。为此，对矿井主运输巷道液压传动遥控自驾卡轨连续运输系统进行研究，增大运输系统对巷道地质条件的适应性，不受巷道起伏的影响，实现物料运输的连续化，通过无线遥控实现运输无人化。

关键词：辅助运输绳牵引液压驱动卡轨车远程操作

引言

本文以临矿集团里彦煤矿六采区轨道巷运输为例，具体情况如下：巷道全长2500米，坡度3～15°，巷道高度2.3m，宽度3.6m，采用单轨道双向运输的绳牵引系统，最大运物重量20吨，轨道巷最低洼点成135°拐弯（基本在巷道全长的中部），卡轨车拐弯曲率半径≥9000mm；轨道巷局部有小的起伏。

一、项目主要研究内容

a.开发可适用于各类巷道的低净空底板卡轨系统。

b.开发低净空的绳牵引卡轨运行车辆，如牵引车、人车等。

c.设计开发可用于绳牵引卡轨车系统的整体式自张紧液压驱动单元。

d.无人值守、遥控自驾等智能控制技术的应用。

二、项目技术创新点

a.整体式液压驱动单元由闭式液压驱动系统、液压紧急制动系统及液压驱动系统等构成，一套动力站能够完全实现无极调速驱动、停车制动及钢丝绳张紧等多项功能，尺寸紧凑、成本低廉。

b.运行车辆应用多点紧急制动技术，一旦运行车辆出现脱销、短轴或断绳等事故引起超速运行时，车辆能够自动实施超速紧急制动保护，紧急制动力由多套制动装置分摊，对于柔性卡轨运输系统可将紧急制动变得安全可靠。

c.遥控自驾技术可实现绳牵引单轨吊系统的跟车司机独立操控系统，突破以往绳牵引式设备的制约，便携式控制装置可方便实现运行方向、速度控制，跟车司机即是系统控制司机，车辆前方运行路况一目了然，安全可靠。

项目产品最大的特点为：卡轨运行、高效安全；无人值守、遥控自驾；整体驱动张紧、成本低廉。轨道系统一旦形成，可适用多种形式卡轨车系统运行，且轨道安装、回撤极为便捷，适用于国内轨道运输矿井的辅助运输现代化改造。

三、主要技术指标：

（1）泵站与绞车分离，降低驱动部尺寸及安装尺寸，加大对巷道断面适应性。工作、停车、紧急三套制动，提高安全性。

（2）卡轨制动车、卡轨人车与常规的乘人运输装置使用同一类型的配件，实现常规运输系统与本系统的无缝连接，提高本运输系统的适应性。

（3）配合通用性卡轨转向架在不影响车辆正常制动前提下轴距可在900mm至1600mm调整，25°坡满载爬坡，牵引车无“翘头”现象

（4）遥控系统具有“前进”、“后退”、“停车”、“增速”、“减速”、“复位”、“急停”等多个控制功能，通过不同的操作及接口的传输实现对无极绳绞车的控制。

（5）专用视频系统具有矿井下图像采集、传输和显示等功能，并保持图像信息的原始完整性和实时性

四、系统运输能力运输方案布置方式

1、系统运输能力

KSP-130/200Y煤矿井下普轨卡轨车系统一趟运进一部液压支架所用时间的计算：重载时为获得大的牵引力，以及运输的安全，绞车运行速度中间速度1.25m/s，摘、挂钩用时按15分钟计算。空车列等运行可以以2m/s运行，运距2500m，系统运行一个来回需要的时间T为：

运送支架等重车列，速度慢，系统以重载模式运行，

T=T摘挂+T进=15+2500&pide;1.25&pide;60=48（min）

运送普通车列，速度快，系统以轻载模式运行，

T=T摘挂+T进=15+2500&pide;2&pide;60=36（min）

2、运输方案布置方式

选择单轨双向运输方案。根据计算，选用KSP-130/200Y型煤矿井下普轨卡轨车，系统包括：绞车、张紧装置、梭车和尾轮及轮组，通过钢丝绳串联成一套运输系统。

煤矿井下普轨卡轨车系统布置方式。绞车和张紧装置正对轨道布置，布置在原来的绞车处。系统采用单轨双向运输方式，一条主钢丝绳布置在轨道中心线上，一条副绳布置在轨道外侧，主副钢丝绳间距650mm。

五、液压驱动绞车

1、绞车原理介绍

绞车传动基本原理。电机è变量泵è高速马达è壳转行星减速器è滚筒ñ比例减压阀ñ比例放大器ñ电控手柄（遥控或近控）

2、绞车驱动部

绞车部分主要由液压马达、减速器、滚筒、末级制动闸及底座等组成。液压泵站输出压力油驱动液压马达，马达带动减速器以拖动滚动产生大扭矩。另外泵站供给湿式驻车制动及紧急失效制动起闸压力，正常操作停车或遇故障时制动闸实施抱闸制动。如下图所示，驱动部外形尺寸较小，布置方便。

3、张紧装置

为保证系统所需要的最小张紧力和吸收运输途中多余的钢丝绳，系统配置2套五轮张紧器进行张紧。五轮张紧装置体积为：3700×880×2650（长×宽×高），要求安装张紧器处的巷道局部高度2700mm以上。

4、普轨卡轨液压制动梭车

制动车具有脱钩（断销、脱销、断绳、断链等总称）自动保护、人工保护功能和卡轨保护。制动采用钳式抱轨制动，既可手动、又能自动控制，为失效安全型。运行时，闸钳可以提离轨面以上，适用于普通轨运行；制动时钳式制动器抱住轨头两侧。制动车在脱钩后实施制动，能提供足够的制动力。安全性高，可靠性强。

5、液压辅助牵引车

辅助牵引制动车主要具有两种功能，其一，紧急制动，其二，解决无极绳系统车列下坡时冲击掉道问题，其三，辅助牵引功能，保证无极绳系统运送矿车列调度问题。

结束语

卡轨车是近代一种新型高效的煤矿辅助运输设备，适用于煤矿井下材料设备和矸石等的辅助运输，可实现轻型液压支架的整体搬运。主要用于大巷采区上、下山及采掘工作面的巷道运输。项目产品一改传统绳牵引卡轨车设备形式及控制方式，创新性采用液压驱动单元，带有无极调速、工作制动及钢丝绳张紧等功能；运行车辆具备超速自动抱轨紧急制动功能，在紧急制动后还能通过通讯系统急停驱动单元避免二次事故，安全可靠；同时系统采用无人值守、跟车司机遥控智能控制的开车方式，最大程度的节约了系统的人员投入，技术领先于市场同类产品，且经济效益高。