浅议单绳索道人车托轮梁设计

王丽平

（阳泉煤业（集团）有限责任公司，山西阳泉 045000）

目前本矿井下单绳索道人车的托轮梁安装是利用现有巷道两帮凿眼蹬梁的方式来固定，对现有巷道两帮要求较高，此蹬梁工艺只适用于小断面的砌碹巷道及专用于行人的岩石巷道[1]。

1 巷道概况

竖井扩四区地质储量为2 033.4万吨，采区共有7个工作面，分两翼布置。北翼有4个工作面，南翼有3个工作面，采区设计生产能力为120万吨/年，服务年限为6年。采区主运巷有两条：分别为采区轨道巷和采区机猴合一巷。采区轨道巷承担着本采区进风、行人、下料、排矸、供水、排水、供电等任务，机猴合一巷承担本采区出煤、进风、行人、供水、供电等任务。机猴合一巷沿15#煤层顶板掘进，全长800 m，最大坡度21.42°。断面设计为矩形断面，净宽5 100 mm，净高2 850 mm，巷道支护采用锚杆、锚索、钢筋网联合支护，巷道主要用于采区各个工作面的出煤及人员运输，必须安装一部1.2米主强力皮带出煤和一部单绳索道人车运送人员，才能满足生产运输的要求。

2 托轮梁传统的蹬梁方式

扩四区机猴合一巷断面净宽达到5 100 mm，采用传统的蹬梁方式，蹬梁高度为2 050 mm，蹬梁长度为5 100 mm，一侧搭接700 mm，托轮梁总长度为6 500 mm，由于托轮梁跨度太大，所以蹬梁工字钢规格必须为12号矿用工字钢，才能满足安装使用要求。巷道两帮为煤帮，蹬梁梁窝有一边深度达到1 400 mm才能将12号工字钢调正。给施工队组凿眼蹬梁带来了很大困难，即便如此，索道人车在运转过程中托轮梁在受不稳定的重力时，托轮梁容易出现上下晃动，使钢丝绳跳出托绳轮。发生安全事故。所以，急需一种新方法来代替传统的蹬梁方式。如图1所示。

3 设计改进后托轮梁的蹬梁方式

图1 托轮梁传统的蹬梁方式

由于扩四区机猴合一巷是沿着15号煤层上层顶板掘进的，直接顶为泥岩，平均厚度为3 960 mm，而且顶板成型较好，单绳索道人车托轮梁可以利用锚杆将托轮梁通过组合件连接锚固于巷道顶板上面，如图2所示，此组合件利用5根锚杆将此部件底座锚固于巷道顶板上，托轮梁利用两根直腿联接于底座上。其中锚杆规格为直径20 mm的左旋无纵肋螺纹钢锚杆，长度为2 m。

安装前预先由地质测量部门给定单绳索道人车安装中心线，施工队组按照给定的中线先锚固底座中心用于定位的锚杆，然后固定好底座后再施工剩余的四根承重锚杆。经技术人员校队无误后安装直腿及托轮梁。托轮梁间距为8 m一组，如遇边坡时按照图纸要求加密托轮梁，1 m一组，安装3组。

图2 底座

4 单绳索道人车固定托轮梁部件设计原理

由于机猴合一巷左侧要安装1.2 m强力皮带，安装单绳索道人车时巷道可利用宽度为2 700 mm。此部件分为三部分：底座、直腿、托轮梁。底座由一块300（宽）×960（长）×20 mm（厚）钢板和4块175（长）×100（宽）×20（厚）钢板焊接加工而成，并在上加工5个直径32 mm的通孔，如（图3）所示：直腿由900 mm的11号矿用工字钢和90（宽）*170（长）*40（厚）焊接加工。如图3所示：托轮梁为1 500 mm的11号矿用工字钢。底座与直腿采用销轴联接，其中直径为30 mm的销用于承载重量，M20的螺栓和底座上宽度为22 mm的圆弧型的开口通过紧固，固定直腿的角度及左右位置。如遇巷道顶板局部角度与底板不符，安装时可以适当的调节直腿角度，用螺栓紧固，固定直腿位置，使直腿始终垂直于巷道底板。底座上圆弧型开口为28°，直腿调节角度范围就为0°到10°，横梁左右调节范围为0到160 mm，由于直腿长度为900 mm，横梁高度在直腿上可调节范围为0～300 mm。

5 效果对比分析

（1）单绳索道人车托轮梁采用传统的蹬梁方式，单根工字钢长度为6.5 m，每组托轮梁间距为8 m算，安装完后共需矿用12#工字钢110根，共计715 m。改进后由于单绳索道人车托轮梁固定方式的改变，蹬梁规格采用了矿用11#工字钢，每组托轮梁需要工字钢长度为3.5 m，安装共须工字钢组合件数量为110组，共计385 m，节约工字钢330 m。而且蹬梁的强度增大，实用性强，可以减少单绳索道人车运行过程中工字钢的维护量。

图3 底座

图4 直腿

（2）采用此部件固定托轮梁，结构相对简单，所有部件现场安装固定，结构紧凑，有效的缩短了蹬梁安装时间，通过改进，由于托轮梁跨度降低，托轮梁长度由6 500 mm缩短为1 500 mm，托轮梁由12号矿用工字钢降低到11号矿用工字钢，就可以满足安装使用要求。

(3）利用此部件固定托轮梁，使托轮梁实现了高度和左右在一定范围内的可调节性，通过这样，即使固定底座时误差较大，也能够通过现场调节托轮梁位置，满足单绳索道人车托轮梁安装精度，大大加强了此部件的实用性。

6 结束语

单绳索道人车在扩四区机猴合一巷的安装运行中，采用改进后托轮梁强度明显增强，易于调整，完全能够满足使用要求。

随后在竖井扩三区机猴合一巷单绳索道人车安装过程中，巷道局部顶板遇陷落柱，顶板破碎严重，造成托轮梁无法利用巷道顶板顺利安装。此时，需要先对顶板进行修复，修复完毕后，即可安装托轮梁。

实践证明：单绳索道人车托轮梁经过改造后，其强度提高，调整更加方便，能够降低单绳索道人车的故障率，从而提高了运输工作的安全性。

［1］李卯金.单绳索道人车在煤矿中的应用［J］.阳煤科技，2001（03）：14-16.