刘焕石　幸奠军

【摘 要】杨村煤矿六采区轨道集中巷是为整个六采区服务的主要水平运输巷道，担负着采区物料、矸石、采煤工作面支架等设备设施的运输任务，是采区提升运输的咽喉和关键环节。为解决原六采区轨道集中巷2部小绞车对拉运输占用人员多、效率低的问题，通过研究论证，结合现场实际在六采区轨道集中巷设计安装单轨双向调车装置，实现平巷单轨双向气动调车运输，既减少运输人员，又提高采区运输效率和安全可靠性，达到减人提效之目的。

【关键词】调车机；单轨；双向运输；气动控制

0 前言

六采区轨道集中巷位于杨村煤矿南翼，是薄煤层综合机械化开采采区的主要轨道运输巷道。六采区轨道运输系统由六采区辅助轨道上山、六采区轨道集中巷、六采区轨道上山组成，采区辅助轨道上山和轨道上山均采用大绞车提升运输，六采区轨道集中巷总长200米，集中巷内两端布置有临时倒车、换钩的车场，巷道两端各安设1台11.4KW小绞车，采用2台小绞车对拉运输。对拉绞车运输存在摘挂钩环节多，占用岗位人员多，倒车、连车占用时间长，运输效率低的问题。为此，通过对现场的分析和研究，决定对运输方式重新进行改造，设计安装单轨双向调车装置，解决现场存在的实际问题。

1 研发背景

1.1 六采区轨道集中巷运输工艺现状、调车装置应用比较

①六采区轨道集中巷运输方式采用传统的小绞车对拉运输。在连接运输车辆钩头时人力推车至摘挂钩地点，利用2台小绞车对拉，完成运输作业。

工艺弊端：推车人员与车辆直接接触，出现危险无法躲避；人力推车安全隐患多，需要辅助作业人员多，劳动强度大；工艺复杂，需要人工摘挂小绞车钩头；容易出现2台小绞车司机操作配合不好问题，造成车辆掉道事故，存在不安全隐患。

②单轨双向调车运输工艺，使用井下压风为动力，风动马达驱动调车装置实现运输车辆，具有结构简单、远距离操作控制、安全可靠，维护和检修方便、占用人员少、运输效率高等优点。

2 方案设计

2.1 单轨双向调车装置的结构组成

本调车装置是一种无极绳形式的调车装置，主要部分有迂回轮装置1、推车到位装置2、推头小车3、推头倒下装置4、托轮装置5、推车跑道6、安装底架（含压板）7、牵引钢丝绳8、改向轮装置9、转弯轮装置10、纠偏轮11、驱动机构（含驱动摩擦轮12、驱动轮轴13、减速机14、驱动机构座15、联轴器16、驱动器17）、张紧小车18、张紧跑道19、张紧气缸20、反冲洗过滤器21、气源处理器22、控制操作台23、张紧控制箱24、钢丝绳托辊25、限位立轮26等部分组成。见图1：单轨双向调车装置结构组成。

2.2 工作原理

①以井下压风为动力，采用无机绳牵引方式，系统简单可靠，具有牵引平稳、冲击力小、过载自动保护等特点，推车速度可根据现场需要调节。驱动摩擦轮12上的牵引钢丝绳8通过纠偏轮11、转弯轮装置10、改向轮装置9导向进入推车跑道6外侧。在弧型轨道上开豁口，钢丝绳8通过限位立轮26改向过道岔。在推车区域首尾端，钢丝绳8通过迂回轮装置1迂回、定位，进入推车跑道6内，连接推头小车3。推车区域内托轮装置5将钢丝绳8托起，防止钢丝绳8下垂磨绳。

②操作控制操作台23，经过滤后的压风进入驱动器17，驱动器17运转，输出扭矩，将风能通过曲轴、活塞连杆机构转变成机械能。减速机14吸收驱动器17转速经无级变速箱变速，达到减速效果，使其扭矩增加。操纵控制操作台23上旋钮前进或后退，驱动轮轴13带动驱动摩擦轮12产生正反向运转，经牵引钢丝绳8牵引达到正、反两个方向走绳。牵引钢丝绳8带动推头小车3前进、后退。推车到位时，推头小车3头部碰到推车到位装置2，松开钢丝绳8，推头小车3停止推车。

③推车调车过程：当一串车到达推车区域时，操作人员操作控制操作台，直道推头小车推动一串车向前运行，当一串车推车过道岔，道岔前推头小车接住矿车继续向前推至变坡点前道岔，实现双向推车、调车的目的。

2.3 主要技术参数

①工作介质：干燥压缩空气；

②工作压力：0.45～0.7MPa；

③环境温度：-10～+55℃；

④额定推力：≥9.8KN；

⑤行程：147m；

⑥推移矿车数量：≤10辆；

⑦工作方式：自动、远控；

⑧推车速度：15—40m/min；

⑨轨距：600mm；

⑩空气相对湿度：<98%（温度+25℃时）；

{11}一次最大调车数量可达10辆1吨矿车。

3 关键技术及创新点

1）调车装置采用两头迂回轮实现钢丝绳回转，推车轨道与轨枕连接。推车头高度保证矿车的通过，推矿车车挡，高度为轨面以上35-50mm，同时保证电机车的通过。推车机范围要确保各类车辆能够顺利通过，推车作业完成后，推车头落下，推车机各部分的最大高度不高于轨面40毫米。

2）驱动形式为单轮摩擦驱动。绳衬材质为QH235，推车时钢丝绳不得打滑。

3）牵引绳轮纵向间距为600毫米，推车轨道为压板连接，弯道采用限位立轮限位，立轮结构为双轴承支撑，立轮直径为φ100毫米。

4）牽引钢丝绳通过导绳轮能够可靠限位，钢丝绳不脱落。推车滑道、推车头及其他附件不妨碍绞车钩头、钢丝绳的运行。推车滑道的连接处必须过渡顺畅，无卡阻，推车头往返自如。

5）推车头只有在推车时处于抬起状态，推车头后退至待推车位置时，推车头能够自动落下，不推车时推车头处于平卧状态，不自行抬起。

6）推车机头在推车到位后，能够自动脱离钢丝绳，不影响过道岔推车的运行。

7）推车机头为双向推头，两推头互为闭锁，能够进行双向推车，并实现弯道机械调车。

8）本装置为气动控制运行方式，为了保障运行平稳安全可靠，控制柜设置压风过滤装置，控制柜采用按钮操作，并设置紧急停止按钮，在遇到压岔、掉道时可紧急制动，系统设置留有备用气路，当气路出现故障时，可随时更换另一路动力。

9）控制柜在进风前设置润滑喷油装置，可调节进油量大小，以保证各阀件及运行机件的充分润滑。

10）推车机控制台上的操作按钮标明功能名称，防止误操作。

11）推车装置设集中控制台对两组组道岔，一个推车马达（一组使用，一组备用）。

4 效益分析

1）经济效益明显。采区轨道集中巷原来每班占用2名绞车司机，4名把钩工。使用调车装置后，每班安排2个人，1名把钩工，1名调车装置操作工。与人工推车相比，每班减少4人。仅减人提效一项，每年可节约人工费约28万元。

2）劳动强度大幅降低。安装使用调车装置后，消除了把钩工人力推车、链接钩头的工作量，降低了劳动强度，促进了安全生产。

3）该系统一次可推移多辆矿车，运行距离长，推力大，且具有过载自动保护功能。远程控制，大大提高了辅助运输的安全性，提高了运输效率。

4）使用调车机装置后，消除了因绞车司机操作配合不好，造成车辆掉道的安全隐患，提高了运输的安全可靠性。

5）该调车装置装置投资少、结构简单，故障少，便于维护和检修，易于推广使用。

5 结论

根据建设本质安全型矿井和提高辅助运输机械化水平的要求，运输工艺的升级改造和自动化水平提高，解决了人力推车问题和绞车对拉运输落后的工艺，实现调车、推车机械化。把钩人员远程操作提高了安全可靠性。采用压风动力，清洁可靠，具有极高的推广应用价值。

[责任编辑：田吉捷]