绳牵引单轨吊车在6198工作面的应用

2018-03-22 18:52聂凤祥
山东煤炭科技 2018年4期
关键词:轮组运输设备牵引车

聂凤祥 刘 峰

(莱芜市万祥矿业有限公司,山东 莱芜 271107)

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2007~2010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。

(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。

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