绳牵引单轨吊车在6198工作面的应用.pdf

1242018 年第 4 期 收稿日期 2018-02-06 作者简介 聂凤祥（1965-），男，山东，高级工程师，现担任煤 矿矿长。 绳牵引单轨吊车在 6198 工作面的应用 聂凤祥 刘 峰 （莱芜市万祥矿业有限公司，山东 莱芜 271107） 摘 要 根据老矿区深部开采的现状， 探索研究了适合矿井实际的辅助运输系统， 通过改造， 提高了系统的安全性、 可靠性， 达到预期目标，保证了矿井的安全生产。本文详细阐述了对绳牵引单轨吊车的选择及安装调试过程，为下一步矿井选用辅 助运输设备积累了宝贵的经验。 关键词 深部开采 绳牵引单轨吊车 研究应用 中图分类号 TD527 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2018.04.051 Application of Rope Traction Monorail Crane in 6198 Working Face Nie Feng-xiang Liu Feng Laiwu Wanxiang Mining Co., LTD., Shandong Laiwu 271107 Abstract According to the present situation of the old mine deeply mined, and exploration for an auxiliary transportation system is studied and transed, which improves the security, reliability of the system, achieves the desired goal, and ensures the mine safety production.This paper elaborates the selection and installation and debugging process of the rope traction monorail crane, and accumulates valuable experience for the next stage of mine selection auxiliary transportation equipment. Key words deep mining rope traction monorail crane research and application 1 辅助运输系统概况及存在的问题 潘西煤矿隶属山能集团新汶矿业集团有限责任 公司，1958 年建井。2007 年以前，采区辅助运输 设备主要以调度绞车和回柱绞车为主，运输提升环 节多，提升重量受限，随着大吨位综采支架的运输 需要，绞车提升不仅制约了生产，而且各环节中安 全风险大、隐患多。自 2007 年 10 月份起，根据集 团公司统一部署，各采煤工作面的上巷开始配备柴 油机单轨吊车，作为运输综采支架及其他物料的辅 助运输设备。柴油机单轨吊车不仅能适应运输系统 的局部大坡道，而且能实现连续运输，机动灵活， 适应性强，极大地促进了安全生产。截至 2016 年 9 月份，潘西煤矿共有 2 部柴油机单轨吊车，分别服 务于 6198 工作面和 6193 工作面的上巷辅助运输。 自 2016 年 5 月份起，柴油机单轨吊车在 6198 工作面使用过程中频繁出现故障，其作为辅助运输 设备已严重制约了矿井的安全生产，经分析主要原 因如下 （1）因机车使用频率高，年限长，机车老 化，新汶矿业集团现使用的绝大部分柴油机车购于 20072010 年间，使用时间已接近 10 年报废期，机 车发动机及各部件老化或磨损严重，故障率高，维 修成本大，严重影响到矿井的安全生产。 （2）因潘西矿单轨吊没有形成环网（即一部 机车服务于从矿井的井底车场、水平大巷至采区各 工作地点或部分），柴油单轨吊车只服务于单个采 煤工作面，不能将柴油单轨吊车的机动灵活性充分 发挥出来，机车之间不能形成互为备用、检修的环 网，单轨吊作为工作面辅助运输的单一设备，一旦 机车有故障，造成工作面的辅助运输系统处于瘫痪 状态，不仅影响生产，而且对矿井的安全造成重大 隐患。 （3）6198 工作面（包括新汶矿业集团老区内 的其他煤矿）属于深部开采，具有温度高、潮气大、 灾害多、运输距离长等特点，极大地限制了柴油单 轨吊的频繁使用，主要表现为电气故障多、发动机 时常出现超温现象以及运输距离长、井上下温差大 造成的油脂污染等问题。 1252018 年第 4 期 （4） 使 用 成 本 高， 统 计 2017 年 1 月 6 月 6198 工作面柴油机单轨吊车更换的易损件及油脂等 费用平均每月超过 8 万元，每部机车每年需要大修 一次，年使用成本超过百万元，与其他先进的辅助 运输设备相比，既不安全也不经济。 柴油机单轨吊车作为 6198 工作面的辅助运输 设备已严重制约了矿井的安全生产。 2 矿井辅助运输方案选择 2.1 方案 6198 工作面辅助运输设备现使用的柴油机单轨 吊车已不能满足安全生产的需要，且已接近报废期， 不具有大修价值，需进行改造。结合矿实际提出了 三种方案。 方案 1改造为无极绳连续牵引车 通过选型计算，选用 SQ-90D 型无极绳连续牵 引车，主要技术参数为 电机功率 132kW； 调速方式 开关磁阻电机调速； 滚筒直径 1400mm； 最大牵引力 90kN； 最小张紧力 300kg。 优点结构简单，可靠性高，故障率低，布置 灵活，可适应起伏变化坡道的不同运输需求，现场 条件能够满足安装要求。 缺点需要购置新设备，重新布置地轨，施工 工期长，前期投入费用高。 方案 2重新购置一部柴油机单轨吊 优点不需要安装其他辅助设备，新设备到货 后可直接安装使用。 缺点6198 工作面开采深度在 1000m 以下， 温度高，潮气大，限制了柴油单轨吊的频繁使用， 且投入费用高，对环境造成污染，性能不可靠，故 障率高，维护成本高。 方案 3选用绳牵引单轨吊车 通过选型计算，选用 DS-90B 型绳牵引单轨吊 车，主要技术参数为 电机功率 132kW； 运行速度 慢速 0.7m/s 快速 1.3m/s； 滚筒直径 1400mm； 最大牵引力 90kN； 最大静张紧 106.5kN； 最小轨道拐弯半径 水平 6m 垂直 10m 优点运行安全可靠，牵引车及轨道上各种车 辆均采用卡轨式结构设计，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 及断绳制动装置）。爬坡能力强，能在起伏坡度较 大和弯道情况下运行。对巷道高度、宽度要求底， 高度最低可3.2m， 宽度最窄2.5m。 且具有性能稳定、 结构紧凑、重量轻、噪音低、无污染、安全可靠、 操作维修方便、使用成本低等特点。现在使用的单 轨吊专用轨道 1140E 满足要求，不需重新敷设轨道。 缺点需要安装设备驱动部分及沿途绳轮组、 回绳站等，安装周期比无极绳连续牵引车短，比安 装柴油机单轨吊车时间长。 2.2 对比分析 三种方案均能满足 6198 工作面辅助运输要求， 经现场使用环境及经济和技术比较后， 选用方案3。 方案 3 有效克服了无极绳连续牵引车地面铺轨 繁琐、投入建设费用高、维护难度大且不能载人运 输等缺陷；克服了柴油机单轨吊机车投入成本高、 性能不稳定、维护保养费用高、噪音和空气污染大、 易爆等缺陷，更符合在 6198 工作面使用。 3 安装运行情况 DS-90B 型绳牵引单轨吊车主要有主机部分和 辅助配套电器两部分构成。主机部分有绞车、张紧 装置、压绳轮组、牵引车组、起吊梁、连接装置、 行走小车制动装置、运人车、集装箱和回绳轮等组 成；辅助配套部分在起始端各安装一个阻车器，电 控装置由泄露通信信号系统、矿用隔爆兼本安型控 制台等两大部分构成。 在柴油机单轨吊机车正常保障生产的情况下， 在巷道预定位置挖基础坑，将绞车和张紧装置安装 在基础坑上找正后，灌注混凝土。凝固过程中，将 泄露通信信号系统及控制台等安装好。 利用矿井月度停产检修时间，将绳轮组、牵引 车组、起吊梁、连接装置、行走小车制动装置、运 人车、集装箱和回绳轮等安装完成，并将钢丝绳敷 设上，具备试运转条件。 试运转过程中，系统存在的主要问题及解决方 案（1）在上坡道处出现张紧的钢丝绳将吊轨带 到巷道顶板上。为解决这一问题，用工字钢制作部 分支撑架，支撑在顶板与吊轨之间，打设顶板锚杆 固定，并在大坡道处加密压绳轮组。（2）钢丝绳 在水平弯道处易脱槽。主要原因是绳轮组数量不足 1262018 年第 4 期 时间限制，对于故障部位能进行模块化更换的就可 拆下故障模块更换新模块，然后将故障模块升井维 修，这样可以节省时间，如更换立柱和换向阀。结 束时要重新核对所用工具种类和数量，数量一致时 才能收工。 2.4 故障处理质量检验 每项故障排除后，必须经过实际的检验或试运 转，各项指标均合格后，本项工作才告结束。 3 故障分析处理案例 3.1 液压支架案例 （1）2016 年 6 月 23 日夜班，3203 综采面 37 号液压支架管路系统无液压，操作无动作。 首先巡查支架管路系统，软管接头无脱落或扣 压不紧；接头密封件无损坏；软管无被砸挤破而漏 液；断路阀确保已经打开，进液侧过滤器无堵死； 经邻架控制发现操纵阀损坏，其内密封环失效导致 高低压腔窜通。现场立即更换操纵阀。 （2）2016 年９月 27 日夜班，3203 综采面 37 号 液压支架前梁千斤顶供液后液压缸活塞杆伸出太慢。 首先巡查供液软管、回液管无打折、堵死；前 梁千斤顶缸体无变形，上下腔无窜液；活塞杆无弯 曲变形卡死现象；管路中压力正常；乳化液泵的流 量正常；操纵阀无漏液，动作灵活可靠；最后发现 液控单向阀顶杆密封损坏造成泄漏。现场立即更换 液控单向阀。 （3）2017 年 5 月中班，3203 综采面 65 号液 压支架有一立柱千斤顶支升起后自动下降。 观察立柱缸体没有变形，活柱没有弯曲；再观 察立柱液压锁以及立柱缸体也没有泄漏现象；管路 和管接头无漏液；检查液压锁高压安全阀调定值也 合理；操纵阀动作灵活，无卡死；最后确定是立柱 缸体内部活塞密封失效，导致高低压腔之间串液是 该事故的原因，因此立即更换。 3.2 泵站故障案例 （1）2016 年 9 月 5 日中班，3203 综采面乳化 液泵运转噪声大，撞击声严重。 首先观察连杆无螺钉松动；泵内无杂物；连杆 衬套与滑块磨损不超标；联轴器安装正对中心；吸 液正常；曲轴、曲拐与轴瓦磨损正常，间隙合理； 柱塞端部与承压块间隙合理；最后确定是泵体上轴 承精度差，间隙不合理，因为磨损而失效。更换泵 体轴承。更换轴承时要用铜套、铜锤或铜棒，以免 用铁锤造成机械损伤和引起火花，并保证与轴同心。 （2）2017 年 6 月夜班，3205 综采面乳化液泵 润滑油油温升高，发热异常。 首先观察曲拐和轴瓦无拉毛、轴瓦受压面良好， 配合间隙合理；润滑油量合适、油质合格；连杆大 头侧面与曲轴限板没有阻卡现象；两半联轴器间隔 距离合理；最后确定是综采面压力过大造成管路和 阀组损坏泄漏，用液量增加，液压泵超负荷运行时 间过长造成的。因此除了启动备用泵外，及时更换 损坏的管路和阀组并采取强制放顶措施处理顶板。 4 结语 要在生产实践中不断总结经验，多动脑思考找 出故障的原因和分析处理的规律性。实践证实上述 方法实用可靠，确保了沿空留巷综采面在恶劣条件 下的安全生产。 【参考书目】 ［1］ 程红伟 . 液压支架与泵站 [M]. 中国劳动社会保障 出版社 ,2014． （上接第123页） 造成的， 加密绳轮组后有效地解决了这一问题。 （3） 在经过大的水平弯道时，吊轨不稳定，易出现横向 摆动。在轨道拐弯处、变坡处和斜巷坡度地段，增 加侧拉链固定，每隔 5 组吊轨加设前后固定拉链。 通过采取以上措施，试运行一周后，设备运转 正常，至此 6198 辅助运输设备更换工作顺利完成。 4 结语 6198 工作面上巷辅助运输设备更换为绳牵引单 轨吊安装完成后，经验收合格，运行正常，以最少 的成本有效解决了老矿区辅助运输系统这一瓶颈， 改善了矿井安全环境，促进了矿井安全高效生产。 【参考书目】 ［1］ 雷煌 . 综采工作面快速搬家成套装备与技术的应 用 [J]. 煤炭科学技术 ,2008,3641-3. ［2］ 姜汉军 . 矿井辅助运输设备 [M]. 徐州 中国矿业 大学出版社 ,2008. ［3］ 钟春晖 . 矿山运输与提升 [M]. 北京 化学工业出 版社 ,2009.