KFZ1 02矿车即时防跑车装置应用研制.pdf

第 7 卷 第 3 期 2 0 0 9 年 9月 职教与经济研究 Vo c a t i o n a l Ed u c a t i o n a nd Ec o n o mi c Rc s e a r c h Vo1 ． 7 No ． 3 S e p． ， 2 0 0 9 K F Z 1 0 2 矿车即时防跑车装置应用研制 熊权湘， 张卓慧 娄底职业技术学院， 湖南 ， 娄底4 1 7 0 0 0 摘要 随着科学发展、 安全发展观念的深入人心， 矿山企业的安全生产日益引起社会的重视与关注。 目前国内斜井矿车 防跑车装置各具特色， 但因有电子元件 ， 使得安装、 调试、 维护繁杂， 抗尘、 抗腐蚀性能差， 性能不稳定等原因而难以推广。 K F Z 1 0 2矿车即时防跑车装置是纯机械装置， 具有安装简便、 维护方便、 性能可靠、 可实现即时抓捕等诸多优势， 可广泛应 用于各类矿 井提升 系统。 关键词 矿车； 防跑车装置； 技术应用 中图分类号 T D 4 文献标识码 A 文章编号 2 0 0 9 0 3 0 0 5 4 0 4 Re s e a r c h o n Te c h no l o g y App l i c a t i o n o f I ns t a n t An t i -s l i d i ng De v i c e 0 f KFZ1 0 2 Tr a m c a r X I O N G Q u a n - x i a n g ； Z H A N G Z h u o - h u i r L 0 u d i V o c a ti o n a l a n d T e c h n i c a l C o e g e ， L o u d i H u n a n 4 1 7 0 0 0 Ab s t r a c t Wi t h the c o n c e p t o f s c i e n t i fi c d e v e l o p me n t an d s a f e d e v e l o p me n t d e e p l y r o o t e d a mo n g p e o p l e ，p r o d u c ti o n s a f e t y o f mi n i n g e n t e r p r i s e s h a s a r o u s e d i n c r e a s i n g c o n c e r n o f the s oci e ty．At p r e s e n t ，t r a mc a r ant i s l i d i n g d e v i c e s i n i n c l i n e d s h a f t d i ff e r f r o m o n e an o the r ,b u t the i r e l e c t r o n i c c o mp o n e n t s ma k e t h e i n s t a l l a ti o n ， d e b u g g i n g an d ma i n t e n an c e c o mp l e x ,w i t h b a d an d s t a b l e an t i - d u s t an d c o r r o s i o n r e s i s t a n c e p e rf o r ma n c e ，w h i c h i s h a r d t o p o p u l a r i z e the m．T h e i n s t a n t a n t i s li d i n g d e c e o f KF Z1 0 2 t r a me a r i s a p u r e l y a me c h a n i c a l o n e ，wi t h the a d v an t a g e s o f s i mp l e i n s t a l l a ti o n ，c o n v e n i e n t main t e n an c e ， r e li a b l e p e r f o rm an c e an d r e a l i z a b l e p r o mp t c a t c h i n g ， S O i t C an b e wi d e l y u s e d i n v a r i o u s mi n e h o i s ti n g s y s t e rns ． Ke y wo r d s t r a mc a r ；an ti - s li d i n g d e v i c e ；t e c h n o l o g y a p p li c a ti o n 1 ．技术背景 煤矿安全规程 第三百七十条规定 倾斜井巷内 使用串车提升 时，必须在倾斜井巷内安设跑车防护装 置 。矿车在斜井运行 时， 经常出现跑车现象 ， 从 而导致 伤亡事故时有发生。如何可靠、 有效的把发生跑车的矿 车拦截下来 ， 是所有煤矿 、 金属矿 、 非金属矿都面 临的 问题 ， 也是所有矿业机械制造公 司、 相关 院校 、 科研单 位等着力解决的难题 。 现在， 我国生产防跑车装置厂家有十多家 ， 比较有 名的有以下几家 收稿 日期 2 0 0 9 - 0 9 1 2 作者简介 熊权湘 1 9 6 8 一 ， 女， 湖南双峰人， 娄底职业技术学院副教授， 主要研究方向 矿山机电设备安全技术与煤矿安全管理。 张卓慧 1 9 6 6 一 ， 女， 湖南新化人， 娄底职业技术学院高级工程师， 主要研究方向 矿山机械。 总第 2 3 期 熊权湘， 张卓慧 K F Z 1 0 2矿车 即时防跑车装置应用研制 5 5 综括起来 ， 这些产品都有以下共同点 1 、 必须有 自己单独的动力 ； 2 、 离不开电子元件 ； 3 、 拦截距离不超过 5 0 米 ， 拦截能量在 1 2兆焦耳 之间 ； 4 、 拦 截方式 都是用 钢丝绳 ， 钢丝绳拦截时会与矿 车激烈碰撞而产生火花 ； 5 、一个斜井要多段拦截才能达到防跑车效果 ， 必 须挖多个安装基础 ； 6 、 仅适用于 3 0 度 以下的斜井 ， 对 3 0 - - 4 0 度 的斜井 无能为力 。 因而在使用时必须采取 以下相应措施 1 、 增加专用电源线路 ； 2 、 经常派专人对电子元件及设施进行维护 ； 3 、 每隔 3 0 5 0米挖好安装基础 ， 以适应相应 的拦 截距离和能量 ； 4 、 经 常对 钢丝 绳进 行维 护 ， 以免 其 生锈 而影 响 性 能 ； 5 、 对钢丝绳进行 防爆处理。 这些都给煤矿带来极大的不便 ，因此这些防跑车 装置很难大面积推广使用。 在北方 ， 我们实地考察 了淮 南矿务局和淮北矿务局下面煤矿斜井使用 防跑车装置 情况，他们安装 的是陕西航泰 电气有 限公 司和常熟 市 煤矿井筒专用设备厂 的防跑车装 置 ， 我们发现 他们是 每 1 0 0 米装了一档 ， 这违反了说 明书上 3 O 米一档的要 求 ， 更严重 的是 ， 那些装置本 来应该是常闭型 的， 在使 用现场却变成了常开的。设备处的领导和维修工人解 释说 这些装置刚开始使 用时 ， 是常闭型 的， 但 由于每 次矿车经过 时 ， 都要频繁 的打开 和关 闭 ， 次数多了 ， 故 障就来 了， 本来运行正常的矿车因为装置故障， 在该打 开时却关闭了， 反而把牵引钢丝绳拉断了 ， 使本来运行 正常 的矿车反而跑车了，就把常闭 的改成 常开的 。这 样 ， 防跑车装置就仅仅成了一个摆设 在南方 ， 尤其在 我们湖南 ， 很难看到这一类 防跑车装置。这样 ， 所有斜 井贯彻落实 煤 矿安全规程 第三百七 十条就成了一句 空话。 为解决 上述 问题 ， K F Z 1 0 2矿车 防跑 车装置 应运 而生 。 2 ．K F Z1 0 2矿车防跑车装置概述 K F Z 1 0 2 矿车 防跑 车装 置是湖南省三立矿业 机械 科技有限公 司根据 煤矿安全规程 ， 自行研发的可靠 、 实用的斜井矿车防跑 车装置。 该装置是一种无需动力、 安 装简便 、 维护方 便 、 恢 复快捷 、 成 本低廉 ， 且性能可 靠 、 安全 、 即时抓捕的纯机械传动的新型防跑车装置 。 其主要部分安装矿车上 ，其余分别安装在主牵引钢丝 绳上及斜井井 口和井底轨道两侧 。 主要适用于煤矿 、 金 属矿 山、 非金属矿山等所有在 3 0 度 以下的单轨或双轨 运输斜井。 3 ．K F Z 1 0 2 矿车防跑车装置的结构与工作原理 K F Z 1 0 2 矿车防跑车装置由四部分组成 见图 1 ， 分别是 插爪部分 、 连接部分、 闭锁部分、 脱钩部分 。 各部分的工作原理如下 3 ． 1插爪部分 如图 2 所 示 ， 插爪部分 由插爪 、 连接座 、 连接螺栓 5 6 职 教 与 经 济 研 究 总第 2 3 期 图 1 K B Z 1 0 2型矿车防跑车装置结构示意图 等组成， 插爪由螺栓固定在矿车 的后车轮轴 或后车轮 轴后部装置 上 ， 可绕后车轮轴或后车轮轴后部装置灵 活地转动。 图 2 插爪装置 1 、 插 爪； 2 、 连接底座 ； 3 、 连接螺栓 ； 4 、 闭锁装置 当矿车在斜井轨道上处 于正常状态时 ，插爪 由前 后钢丝绳相连， 处在抬起状态 此时插爪底面与轨道平 面平行 ， 这时闭锁部分打开 。 一旦发生跑车事故 ， 跑车 事故 又分二类情况。一类情况是 主牵引钢丝绳断裂 ， 插爪的连接钢丝绳没断裂 ，此时矿车组列的所有插爪 一 起落下而插入轨道枕木，从而使整个矿车组列在斜 井轨道上停下来而达到制动的 目的 ； 第二类情况是 当 矿车组列其中的任何一 台或多 台矿车因在斜井上发生 断链 连接三环链 、 断销 矿车插销 或断碰头座等其 他情况时，则连接部分的保险销会因矿车的重力而被 拉断 ， 这时 ， 插爪也会 因本身 的重力下落而插入轨道枕 木 ， 并达到矿车制动的 目的。 2 、 连接部分 如 图 3 所示 ， 它 由连接 钢丝绳 、 连接钩 、 保险销 、 连接环 、 限位 卡销及 钢丝绳卡等组成 ， 通过它可将矿 车与矿 车架下 的插爪连成一体 ， 也可与 固联在主牵引 主 1 、 插爪部分 2 、 连接 部分 3 、 开闭锁基础 4闭锁部 分 5 、 脱钩部 分 钢丝绳 的固定块上 的连接环连在一起 。正 常工作时 ， 它仅起连接作 用 ， 确保插爪 不往下落 ； 当发生矿车或 矿车组列跑 车时 ， 它会 因失 去牵引力 的作 用 ， 或 因矿 车重力 的作用 把保险销拉 断 ， 而随插爪下 落 ， 达到矿 车制动 的目的。 图 3 连接装置 1 、 钢 丝绳； 2 、 连接钩 ； 3 、 连接环 ； 4 、 保险销 ； 5 、 限位销 ； 6 、 钢丝绳卡 3 ． 3闭锁部分 闭锁部分由闭锁杆 、 弹性 锁紧机构 、 固定板 、 上下 套板等组成 ，它分别焊接在矿车车架左 右两侧的相应 位置， 使用时仅将位于矿车车架两侧的开 、 闭锁手柄 向 左或右旋转一个角度 ， 即可将插爪部件锁住或打开 注 意 矿车在平道作业时 ，操作工不得随意转动闭锁手 柄 。 在斜井井 口和井底处某一相应位置各安装一个 开、 闭锁装置 见图 1 ， 当矿车组列提升到达该位置时， 旋转手柄因碰到该装置而自动旋转一个角度，而达到 开、 闭锁 的目的。 3 ． 4脱钩部分 脱钩部分 由插销 、 固定板 、 连接件 、 u型螺丝等组 成。 正常情况下， 当矿车组列到达斜井上部车场或下部 车场时 ， 由把钩工把脱钩器上连接钢丝绳的插销拔掉 ， 就可 以使 主牵引钢丝绳与该防跑车装置分离而进入下 一 步工作 。 总第 2 3 期 熊权湘 ， 张卓慧 K F Z 1 0 2矿车即时防跑车装置应用研制 5 7 图 4 脱钩装置 1 、 主 牵引钢丝绳 ； 2 、 保护钢 丝绳； 3 、 插销 ； 4 、 U型螺栓 ； 5 、 固定板 4 ． K F Z 1 0 2矿车防跑车装置 的具体实施方式 如图 1 所示 在 由枕木 、 钢轨构成 的斜井轨道上放 置有 由多 台矿车组成的矿车组列 ，各矿车之间用 三环 链和插销相连接 。矿车组列的最后一 台矿车用插销与 牵引钢丝绳相连 ，钢丝绳卡将保护钢丝绳的连接环 固 连在牵引钢丝绳上 ，牵引钢丝绳通过 固定在其上 的带 保护钢丝绳 的连接环部分与矿车上 的制 动装 置相 连 ， 每节矿车后轴的两车轮之间对称安装有插爪 ，插爪一 端之间焊接有连接板 ， 连接板上有一小孔 ， 保护钢丝绳 穿过小孔 ， 一端与连接钩相连 ， 另一端与带保险销的连 接环相连 ，保护钢丝绳在连接板小孔 的一侧还 固联着 限位卡销 ，限位卡销的作用是阻止保护钢丝绳 向前移 动而使抓捕钩在起保护作用时掉下来 ，最后一节矿车 上 的保护钢丝绳 的连接钩与 固连在牵引钢丝绳上 的连 接环相连 ，其它矿车上 的保护装 置分别通过相应 的连 接钩及连接环而连成一个整体。 自锁装置的棘杆焊接 固定在矿车车架槽钢某一位置上 ，棘爪则固定在插爪 侧面相应 的位置上。 当矿车单 独工作 时 ， 将手动闭锁装置的锁定杆 向 右转动 ， 此 时锁定插 销可阻止抓捕 钩下落 ； 在矿车进 入 斜井运行 时 ， 由于有 牵引钢丝绳 拉紧 ， 此 时应将锁 定 杆向左转动 ， 以免影 响抓捕钩 的下落 ； 当矿 车运行 到达平巷时 ， 又要 及时将 锁定杆锁住 ， 以确保 矿车 的 下～步工作 。 当矿车发生跑车时 ，发生跑车的矿车在重力作用 下将保护钢丝绳连接环上的保险销拉断而向斜井下方 移动 ，此时发生跑 车的矿车的插爪将牢牢插入轨道枕 木上， 矿车或矿车组列及时制动下来。 这样就保证了被 抓捕的矿车 或矿 车组列 不 翻车 、 不掉道 、 不损害 、 不 变形 ， 并且能在很短时间内恢复原状 ， 继续工作。 5 。K F Z 1 0 2 矿车防跑车装置的技术特点与优势 K F Z 1 0 2矿车防跑车装置与上述其他装置相 比， 具 有以下特点和优势 1 、 采用的是简单的机械传动装置， 无需另设动力， 体积小 ， 制造成本低 ； 2 、 易于安装。煤矿在正常生产时可很快完成安装 ， 而上述其他装置必须停产 1 5 2 0天才能安装好 ； 3 、 性 能可靠 ， 结构设 计科学 ， 便于维护 ， 捕 车后恢 复时间短 ； 4 、 即时抓捕 。在矿车上行时 矿车上行都是 重车 还可以达到零速度抓捕 ， 抓捕后对矿车 、 轨道斜井两侧 设备及人员无任何损伤 ； 5 、 适用于各种类型的矿车 ； 6 、 制动平稳 ， 能 多次重复使用； 7 、 适用范围广。能抓捕 的斜井角度可达 3 0 度 。 8 、 处理事故时间短 ， 恢复时间快。比同类产品可节 省 9 0 ％以上 的人力 ， 物力及财力 ； 9 、 直接安装于矿车上， 能在斜井的任何位置起保 护作用 。 责任编辑 王李平 参考文献 [ 1 ] 国家安全生产监督管理总局．煤矿安全规程【 M 】 ．北京 煤炭 工业出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 2 ] 蔡建国．机械设计手册 第 6卷 [ M】 ．北京 机械工业出 版 社 。 2 0 0 4． [ 3 ] 钱强明． 斜井防跑车装置电控技改[ J ] ． 矿山机械， 2 0 0 6 ． [ 4 ] 许树林． 对斜井防跑车装置的探讨【 J 】 ．湖南煤炭科技 ， 1 98 9． [ 5 ] 杨明淘． 矿井跑车防护装置问题探讨[ J ] ．江西煤炭科技 ， 2 0 0 8 ． [ 6 ] 汪进雅． 斜井跑车防护装置布置形式分析【 J 】 ．煤矿开采， 2O O8 ．