恒源煤矿48轨道无极绳牵引普轨卡轨车的应用

◎文/王鹏（安徽恒源煤电股份有限公司）

恒源煤矿48轨道巷道全长750m，其中斜巷长度为420m，最大坡度为8°，轨型为30kg/m，轨距600 mm。该巷道原采用55kW绞车提升，根据恒源公司相关规定及《煤矿安全规程》的要求：斜巷垂直高差大于50m的斜巷必须装备乘人装置，须对该轨道提升设备进行重新选型。

一、方案选择比较

在方案选择上，考虑了柴油单轨吊、普轨卡轨无极绳绞车和变频绞车三种方案，从设备购置费用、改造费、安装费、改造工期、使用维护费用及安全性能等方面进行了评估，结果见表1。

从表1可见，安装普轨卡轨无极绳绞车比安装柴油机单轨吊、变频绞车在设备购置费和安装费上投入少；安装无极绳绞车相对单轨吊、变频绞车工程量小、工期短；使用单轨吊巷道后期维护工作量大，投入柴油费用高，后期维修费用高，使用变频绞车以及配套推车机，斜巷机械运送人员设备的电力投入、钢丝绳投入费用高于无极绳绞车，且设备多维护工作量就大，人工费用就会增加；普轨卡轨无极绳绞车在安全性能上也优于其他两种方式。

表1 三种方案改造费用及改造工期比较

此外，安装变频绞车，需要施工绞车房，需要施工回风巷，而安装无极绳绞车一次安装施工就可以保障目前48轨道车辆运输，及后期施工轨道上部486机风巷的运输工作。

综上所述，最终采用普轨卡轨无极绳绞车运输方式。

二、方案简述

根据恒源煤矿48轨道运输巷现场实际情况，利用先进的无极绳连续牵引车运输技术进行斜巷辅助运输系统布置。设备选型根据载重上8°的坡，需要能够提供不小于65kN的牵引力，选用变频无级变速的KSP-130/200Y型绳牵引普通轨卡轨车。

根据恒源煤矿48运输轨道现场勘查：巷道全长750m，其中斜巷长度为420m，最大坡度为8°，轨型为30kg/m，轨距600 mm。方案选用主绳在轨道内，而副绳布置在轨道外，主副绳间距850mm的布置方式。

三、系统组成

48轨道无极绳牵引普轨卡轨车系统主要包括系统通用部件、KSP-130/200Y卡轨车、卡轨车制动车、卡轨系统、过渡车、轨道卡轨保护装置、专用司控道岔等。

1.系统通用部件

无极绳牵引张紧装置：为保证48轨道系统所需要的最小张紧力，采用两套五轮张紧器进行张紧。

48轨道布置相应轮组：在48轨道巷道凸点处布置托绳轮组，每相距约18～22m布置一组托绳轮组，减少钢丝绳与轨道的摩擦，防止伤绳；在48轨道巷道低洼处分别布置压绳轮组，防止钢丝绳抬跳绳而挑翻运输车辆。所有48轨道轮托绳轮组和压绳轮组用螺栓、压板固定在轨道底部，保障托绳轮组和压绳轮组运行的可靠性。

2.KSP-130/200Y卡轨车

卡轨车采用进口变速箱，双制动闸设计。绞车配置变频调速系统实现无级变速，速度为0～1.25～2.5m/s,输入电源电压AC660V±10%，频率0～50～100Hz。

考虑到巷道有下坡，必须考虑下坡能耗制动，避免出现重载连续下坡时绞车出现失速状况。本方案电控部分设计为变频调速方式，电控四象限且带有能量回馈功能。

绞车主驱动轮直径Φ1600mm，绳径比达61倍，符合MT/T988-2006《绳牵引普通轨卡轨车》行业标准规定。

3.卡轨车制动车

无极绳普轨卡轨制动车具有紧急制动功能,采用钳式抱轨制动，制动时4组制动器同时抱住轨头两侧，能提供足够的制动力。其液压系统是自动保护的核心，保护原理是：无极绳普轨卡轨车运行速度影响柱塞泵流量，通过液压系统柱塞泵流量大小驱动流量阀，当卡轨车运行速度大于给定值的1.15倍时，流量阀动作（流量阀的动作值是厂家根据系统运行速度，出厂前调试设定完成），液压系统回油，钳式制动器动作抱住轨头两侧实施制动，安全性高，可靠性强。

无极绳普轨卡轨制动车配套信号急停装置，可实现制动车落闸急停绞车功能。无极绳普轨卡轨制动车有专用卡轨器，配合普通轨道使用。

4.卡轨系统

《煤矿安全规程》规定：无极绳牵引普通轨卡轨车运送人员时必须设置卡轨或者护轨装置，采用具有制动功能的专用乘人装置。根据上述要求，煤矿井下轨道系统具备轨道改造条件并配合专用卡轨乘人装置是满足上述要求的较为经济的方案。具体轨道连接改造方案如下。

将已具备的轨道（22、24、30、38kg/m）端部原连接螺栓孔单侧焊接沉孔圆柱，通过专用轨道连接板与连接标准件实施轨道之间的连接。图1为轨道的焊接和安装图。

图1 卡轨系统轨道焊接和安装示意图

为使无极绳牵引普轨卡轨车能够实现拐弯，在轨道拐弯处必须安装水平弯道护轨装置。

为了系统安全运行，恒源煤矿48轨道巷道局部地方需要整改，轨道两侧卧底200mm，防止系统运行时，巷道底部与钢丝绳摩擦伤绳。

5.过渡车

无极绳连续牵引车只负责运输区间内的辅助运输，若要由轨道巷向工作面转载物料和运送人员，需要采取过渡车。过渡车具有拉串车车列、推串车车列的功能，将人员和物料安全运送到指定位置。

6.轨道卡轨保护装置

轨道卡轨保护装置是配套制动车而特制的保护装置，以防止大坡度甩调车时梭车、过渡车运行时可能出现的掉道情况。

7.专用司控道岔

专用道岔是采用QDC型系列气动控制,用于无极绳系统的专用配套产品。可在系统运行过程中实现甩车，避免了罐车轮对钢丝绳的直接碾压以及以往开槽方式带来的轨道强度降低并存在掉道的隐患,大大提高甩车效率。该产品具有远程控制功能和到位检测功能，实现道岔打开和关闭是否到位的状态检测，且实现双摆联动，保证了梭车正常通行，提高了运输效率，保障了安全运行。

四、绞车的电控系统

该电控系统由安全监控装置、防爆变频调速系统、通信信号系统和视频监控系统等组成，实现无极绳运输系统的监测、控制与绞车电机驱动等功能。

1.安全监控装置

安全监控装置由道岔专用变频控制台、道岔专用可编程控制箱、转速传感器、编码器、行程开关、光控传感器、电感式接近传感器、压力变送器等组成，能实现道岔远程集中控制、道岔装置的状态监测与保护、道岔打开后的梭车越位保护、梭车精确定位、关键区间限速保护以及超速、机头机尾越位等功能。

2.防爆变频调速系统

防爆变频调速系统由具有四象限运行特性的矿用隔爆兼本安型交流变频器及其配套矿用隔爆型滤波电抗器、矿用隔爆型交流电抗器等设备组成，该调速系统是一种集防爆技术、驱动技术和散热技术为一体的高新技术产品，具有重负荷软起动、软停车和无级调速等优点，同时具有明显的节能效果，可实现无极绳绞车经济运行。

3.通信信号系统和视频监控系统

信号系统由声光报警器、通讯声光信号器、漏泄通信信号系统等组成。设备启动前，有声光“预警”信号，行车时发出“正在行车，不准行人”的声光告警，提醒行车注意避让。漏泄通信信号由跟车工通过手持机实现无线移动式打点、通话、急停功能。

视频监控系统是在48轨道巷每隔100m和主要变坡点均安装视频摄像头。卡轨车运行时，司机通过视频可以全程监控卡轨车运行状况，保证行车安全。

五、应用效果

恒源煤矿48轨道普轨卡轨车自安装后，运行安全平稳，解决了48轨道人员运输问题，解决了48轨道运料问题，满足了新版《煤矿安全规程》的要求，对斜巷运输安全起到了保障作用。