DDD8J型隔爆型电动单轨吊车的研究与应用

田瑞臣　王忠平 杨起

摘 要：对我国工作面辅助运输现状进行了分析，提出了综采工作面变电列车至工作面运输机尾以及掘进工作面料场至掘进工作面之间的材料和设备运输难题，给出了解决问题的方案，论述了DDD8J型电动单轨吊车结构特征与工作原理，对小康矿现场应用情况及改进意见进行了简要阐述，应用表明：DDD8J型电动单轨吊车能够充分利用巷道空间，安装操作简单，维修方便，提高了运输效率，降低了劳动强度。对该装置在铁能公司应用前景做了展望。

关键词：隔爆型电动单轨吊车；研究；应用前景

1 问题的提出

近年来，我国煤矿综合机械化开采水平得到了较快发展，工作面机械化程度及单产水平已经达到国际先进水平，但与之相对应的是我国煤矿辅助运输系统仍然相当落后。煤矿辅助运输落后现象主要集中在采区，由于采区运输巷道条件复杂，多数巷道存在上下山起伏多变、巷道转弯分岔多、巷道狭窄低矮等因素，运输难度较大，其中综采工作面变电列车至工作面运输机尾以及掘进工作面料场至掘进工作面之间的材料和设备运输就更加困难，全靠人背肩扛的运输方式，用人多，速度慢，效率低，是工作面巷道辅助运输亟待解决的问题。

2 方案的确定

辅助运输设备落后、安全事故频发的现状始终困扰着铁能公司运输管理人员，2010年开始铁能公司组织有关技术人员对蓄电池动力（包括防爆柴油机动力）单轨吊车以及隔爆型电动单轨吊车生产厂家以及应用现场进行调研，蓄电池动力（包括防爆柴油机动力）单轨吊车的运行轨道是一种特制的“工”字型钢，由链条柔性地固定于巷道顶部，机车运行承载轮卡入工字钢两侧，因此，无脱轨、掉道现象，运行安全、可靠。它不仅能运输材料、人员和设备，还可以完成井下设备的提升、吊装等工作，是一种投资少、维护方便、多功能、高效率的井下辅助运输设备。蓄电池动力（包括防爆柴油机动力）单轨吊车由司机室、驱动部、电液控制车、蓄电池车构成，是一种机动性强、运行速度快、载重量大、安全可靠的行驶于悬吊单轨系统的辅助运输设备，由于机车自身编组长度较大，部件外形尺寸较大，因此，它的应用受巷道条件限制，运输的材料及设备只能到达综采工作面变电列车及掘进工作面料场，主要适用于采区上、下山和工作面顺槽内运送材料、设备和人员。而隔爆型电动单轨吊车的运行轨道是由一种特制的“工”字型钢与齿条组合而成，也是由链条柔性地固定于巷道顶部，行走机构的行走轮嵌入工字钢两侧，因此，该装置的运行也是非常安全可靠。由于该装置具有结构紧凑，移动方便的特点，控制系统采用无线防爆遥控，运行轨道可随工作面推进一同推移等特点，因此，决定采用DDD8J隔爆型电动单轨电车运输方案来解决综采工作面变電列车至运输机尾及掘进工作面料场至掘进工作面之间的物料运输问题。

3 DDD8J隔爆型电动单轨吊车结构特征与工作原理

3.1 结构与特点

DDD8J隔爆型电动单轨吊车由电动葫芦、电控系统、轨道、行走车、吊挂组件、电气限位保护等部件组成。轨道规格为每节长度3.015米，整机出厂配置长度标准为99.5米，轨道与轨道之间靠销轴联接而成，轨道安装方式采用吊挂组件与锚杆露头螺纹连接悬挂在巷道顶板上或采用吊挂组件与卡具连接固定在各种支护梁上；在轨道两端尽头安设轨道终点电气限位保护。轨道部分由工字钢及齿条组成，行走车由电机、减速箱等部分组成。该机机头部分行走装置与磁力启动器架两端采用球体铰接结构，使机头在垂直与水平转弯时各部件不产生干扰，最小水平转弯半径达到3m，垂直转弯半径5.5米，可以满足现场的使用要求。

3.2 工作原理

行走机构中减速箱的输出轴安装有行走齿轮，行走齿轮与轨道上的齿条啮合牵引行走车，由行走轮承担载重，电动葫芦悬挂在行走车下方（如图1所示）。电动葫芦起重钩的升降和行走车的往返行走使用矿用隔爆本安型无线遥控器操做。电动葫芦将物料或设备从地面吊起，起动行走电机，电机将动力传递给减速箱，经三级减速后传递到行走齿轮上，行走齿轮与轨道上的齿条相啮合牵引，从而驱动行走机构沿轨道行走，达到运送物料的目的。

3.3 控制系统

DDD8J矿用隔爆型单轨吊车的系统采用QJC-10/660N矿用隔爆兼本质安全型可逆电磁起动器，其特点：（1）双路可逆空气启动器；（2）可于FYJ（A）及FYF（A）本质安全型遥控接收及发射装置配接，实现井下无线遥控。

3.4 保护装置

DDD8J矿用隔爆型单轨吊车安装有双JDB电子综合保护器，可分别对两路负载的过载、过流、断相、漏电进行有效保护。起吊和行走电机均采用隔爆型盘式制动电机，该型电机具有断电后机械自锁制动功能，产生的制动力可靠。该电机的制动原理是在电机非轴伸端的端盖上安装有直流圆盘制动器，当制动电机接入电源，直流圆盘制动器也同时工作。由于电磁吸力作用，电磁铁吸引衔铁并压缩弹簧，制动盘于衔铁端盖脱开，制动电机开始运转。当切断电源时，制动电机电磁铁失去磁吸力，弹簧推动衔铁压紧制动盘，在磨擦力矩作用下，制动电机立即停止运转。因此，不论是正常工作的断电，还是电动机综合保护器的保护性断电，电机会在强力弹簧作用下处于制动状态。

3.5 技术特征（见表1）

4 在小康矿的使用情况

该装置满足了掘进工作面物料和设备的运输需求，大大地减轻了掘进工人的劳动强度，达到较好的使用效果。该装置虽然取得一定的应用成果，但该装置还存在一些不足，在以下两方面仍然需要进行改进：（1）此装置仅配备一套电动葫芦，起吊较长物料、设备时不稳，行走时需要有人扶，具有一定的安全隐患，建议在行走装置尾部再安装一个电动葫芦，起吊U型钢等大件时两个电动葫芦同时起吊，可以有效保证起吊物料的平稳性。（2）行走机构前方原安装有电铃，建议将其改为声光报警装置，设备运行时能够及时发出语音报警提示。

5 隔爆型电动单轨吊车在铁能公司的应用前景

隔爆型电动单轨吊车运行安全可靠，操作和维修都比较方便，经济和社会效益明显。该装置的售价不高，特别适合铁能公司的需要，是一种比较经济实惠的煤矿辅助运输设备，很值得推广应用，可以完全取代目前人背肩扛的运输方式，要逐渐扩大其使用范围，使用范围扩展至铁能所有综采工作面变电列车至工作面运输机尾以及掘进工作面料场至掘进工作面之间的材料和设备运输。

作者简介：田瑞臣（1969-），辽宁省西丰县人，高级工程师，1998年毕业于辽宁工程技术大学计算机应用与管理专业。现任辽宁省铁法能源公司机电处副处长。