矿用单轨吊存在问题与对策

2021-01-17黄英豪淮河能源集团煤业分公司谢桥煤矿

环球市场 2021年4期

黄英豪淮河能源集团煤业分公司谢桥煤矿

辅助运输是指煤矿井下的运输除煤炭运输以外的人员、材料、设备和矸石等各种运输的统称。煤矿井下辅助运输可分为轨道辅助运输和无轨辅助运输两种。轨道辅助运输以铺设双轨或悬吊单轨为主要特征，采用架线电力、防爆柴油机、蓄电池和钢丝绳为牵引动力；而无轨辅助运输则以胶轮或履带为行走机构，采用防爆柴油机、蓄电池等为牵引动力。

一、现行单轨吊运行中存在的问题

（一）容易出现机车下滑

单轨吊机车运行过程中，因为巷道起伏不平，必须采取可靠的制动措施，提高作业的安全性。单轨吊在倾斜巷道上行过程中，需要减速或制动时，当工作闸失灵，而又未能及时投入保险闸，因无制动力矩，机车将会出现下滑；在单轨吊工作运行，提升物料过程中突然停电时，未能及时使用工作闸的情况下，同样因无制动力矩下滑；在停车期间，工作闸及保险闸均处于松闸状态，机车自身重力作用，也会导致机车下滑，机车下滑时，整个机车一系列装置连锁受到影响，引发极其严重事故。

（二）柴油机、绳牵引和电牵引机车的不足

单轨吊车按牵引动力分为柴油机、绳牵引和电牵引3种形式。绳牵引单轨吊由于使用牵引绞车，使其多道岔、长距离的优势及运输的灵活性得不到体现。致使其应用受到一定程度的限制。目前防爆柴油机单轨吊运输在煤矿辅助运输中得到了广泛的应用，但是使用过程中由于机车液压件本身的质量问题和使用维护不到位，导致机车漏油、噪声大、成本高、排出的废气有少量污染和异味。电牵引单轨吊由于电缆的拖拽距离有限，限制了单轨吊的运动范围，只能起转载作用。

（三）其他问题

单轨吊机车在下坡运行中，由于重力势能作用，机车抱闸停止时，总不能稳定、精确地到达预期位置点，这也是单轨吊急需解决的一个问题。同时当抱闸停止完毕再启动时，总会出现机械传动制动装置和电气控制电机的动作不协调，出现启动延时的现象。这种情况下，机车瞬间产生极大的冲击力作用，大大缩短机车的整体使用寿命，甚至带来其他危险性。

二、改进措施探讨

（一）防止机车下滑的改进措施

为了预防单轨吊上坡下滑事故的发生，下坡运行过程中能及时停车，可以利用机械摩擦自锁原理，在减速器结构上可以增加一个自锁装置——反传动双向逆止器，达到防止机车下滑的目的。在单轨吊需要停止运转时，星轮（从动轴）此时作为原动件，顺时针转时，滚柱受摩擦力作用被楔紧在楔槽内，形成自锁，随着星轮继续转动，越锁越紧。同样星轮逆时针方向转动趋势时，滚柱体在摩擦力作用下压向楔槽狭窄部分被楔紧，形成自锁。反传动双向逆止器能够在反传动时顺时针和逆时针2个方向形成自锁。这样单轨吊能够在正反2个方向上通过自锁装置，可靠准确地停车。为减小单轨吊重量和结构尺寸，在单轨吊减速器上安装反传动双向逆止器装置，大幅度地提高单轨吊的安全性。

（二）蓄电池电牵引单轨吊的投入使用

针对以上柴油机、绳牵引和电牵引3种形式单轨吊使用中存在的问题分析了研制与开发蓄电池电牵引单轨吊并得到使用。电牵引单轨吊以蓄电池为动力源，用快速插头，将电源送至防爆电控箱，再经电控箱内的四象限变频器处理，把蓄电池提供的直流电逆变成三相交流电，驱动牵引电机以及油泵电机。牵引电机动力经减速机，最终传递至摩擦驱动轮，使摩擦驱动轮与道轨摩擦产生驱动力，同时经过变频器的控制实现正反双向行驶和变频无极调速。另一方面油泵电机驱动液压油泵工作，使液压系统建立压力，提供给起吊梁，完成起吊梁对物料的提升与下放。压力油也施压于每组机车驱动部上的夹紧油缸，来保证摩擦驱动轮给吊轨足够的夹紧力，以使摩擦驱动轮与吊轨摩擦产生驱动力。机车在平坦或者上坡路段时，依靠蓄电池提供能量来完成牵引工作；机车下坡时，重力势能使机车产生下滑力，下滑力传动至电机，使电机旋转处于发电工况，电能经电控箱内的四象限变频器处理后，向蓄电池充电，实现能量回馈制动。

防爆蓄电池单轨吊车有许多不同的型号，如：有用于巷道底板条件差的，能快速运人和运送一些轻型辅料的DX27 型、TXD-25 型防爆蓄电池单轨吊车，有用于掘进距离长、速度快的掘进巷道运输的TXD-7 型防爆蓄电池单轨吊车，以及用于大型综采工作面，运送机重量大机械装备的DXP40 型、DX6 型和DX80 型防爆蓄电池单轨吊车。

（三）电气控制的改进方案

电气控制采用PLC与变频器配合实现对单轨吊的控制，具有调速范围宽、精度高、响应速度快和四象限的可逆运行等优点，能够更有效地保证控制系统操作灵活、安全可靠，实现运行状态显示和故障报警功能，能够使电牵引单轨吊操作简单，科学合理。

单轨吊机车在停车时，2个司机室的操作权是均等的，哪个司机室首先操作，哪个司机室取得操作权，另一个司机室则失去操作权，当取得操作权的司机室操作结束，即单轨吊车停止运行，2个司机室都又获得相同的操作机会（司机室显示器允许操作指示灯亮）。一个司机室操作单轨吊车运行时，另一个司机室正向/反向推杆失效，但急停按钮、鸣号按钮可正常操作。