矿用绞车钢丝绳防跑偏装置设计及应用

纪慧燕

（晋能控股煤业集团四老沟矿， 山西 大同 037031）

引言

绞车是煤矿辅助运输重要设备之一，主要通过滚筒回收钢丝绳实现对矿车提升，在进行矿车下放或提升过程中，需提前将钢丝绳整齐缠绕在滚筒上，但是实际煤矿辅助运输过程中，由于井下地质条件复杂、巷道拐弯多以及绞车安装质量等因素，导致在提升或下放矿车时钢丝绳出现跑偏，一旦钢丝绳出现跑偏后不及时进行纠正很容易出现安全事故，目前纠正钢丝绳常见方法是采用撬棍、钎杆等机具进行强行纠偏，但是该方法纠偏效果差，安全系数低，特别绞车在运行时人工纠偏很容易出现伤人事故，无法保证煤矿辅助运输安全[1-2]。

晋能控股煤业集团四老沟矿井下安装的绞车型号为 JD-40 型、JD-25 型、JM-14 型、SDJ-32 型，主要布置在采掘工作面以及辅运大巷上，用于设备提升等，由于四老沟矿服务年限长，矿井内采掘工作面数量多以及矿井开拓延伸，造成矿井地质条件复杂，矿井内安装绞车数量多、分布区域广，绞车在使用过程中安全管理不到位，绞车频繁出现故障，其中绞车钢丝绳跑偏是常见故障之一。根据矿大型设备管理队2021 年3—9 月统计发现，在此期间井下绞车共计出现21 起钢丝绳跑偏故障，以及3 起绞车跑偏伤人事故，严重制约着煤矿辅助运输安全。

1 绞车钢丝绳防跑偏装置设计

为了有效防止矿用绞车钢丝绳跑偏现象，提高绞车运输稳定性，四老沟矿大型设备管理队通过技术研究，对井下绞车设计了一套绞车钢丝绳防跑偏装置。

1.1 装置结构

绞车钢丝绳跑偏装置主要由龙门架、立柱、移动装置、轨道、底座、限位梁、上下托辊以及垂直托辊、平板、滑轮、施力装置等部分组成，如图1 所示。

1）龙门框架采用厚度为8 mm 钢板焊制而成，框架长度为1.2 m，安装高度为0.8 m，龙门架两端立柱固定，立柱底端安装在底座上，立柱两侧各安装侧护板。

2）装置底座主要由2 根长度为1.5 m、宽度为0.12 m 的工字钢梁以及2 根轨道组成，工字钢布置间距为1.2 m，工字钢两端各布置1 个直径为25 mm 地锚固定孔，工字钢与轨道垂直布置，轨道布置间距为0.8 m。

3）平板长度为1.0 m、宽度为0.9 m、厚度为10 mm，平板下方安装4 个滑轮，滑轮安装在2 根轨道上，平板两侧安装挡板，上部安装限位梁，在平板上以及限位梁下方分别安装一根横向托辊，在上下托辊之间安装一组竖直托辊，如图1 所示。竖直托辊以及上下托辊之间预留穿拉钢丝绳封闭空间，托辊安装后保证托辊运行灵活[3]。

<1)，且各件产品是否为不合格品相互独立．

图1 绞车钢丝绳防跑偏装置结构示意图

4）在立柱左侧安装一个施力装置，施力装置成“b”型结构，主要由手柄、传动臂、连接板、固定块等部分组成，手柄通过螺栓固定在连接板上，连接板另一端与传动壁活动连接，传动臂的一端通过侧护板与移动装置左侧固定连接。

1.2 装置工作原理

1）绞车钢丝绳防跑偏装置安装在绞车前方10 m处，安装时保证装置中心线与绞车中心线在同一直线上，装置采用4 根长度为1.5 m、直径为20 mm 地锚固定在底板上，然后将提升钢丝绳穿过托辊形成的封闭空间。

2）在拐弯巷道或者复杂地段进行物料提升钢丝绳出现跑偏导致矿车无法沿轨道正常运行时，当钢丝绳向左侧跑偏，按下手柄此时传动臂在连接板带动下向右侧移动，从而推动移动装置向右侧移动，实现钢丝绳纠偏。

3）当钢丝绳向右侧跑偏时，通过提拉手柄移动装置在传动臂拉动作用下向左侧移动，从而带动钢丝绳进行纠偏。

1.3 装置安装注意事项

1）绞车钢丝绳防跑偏装置安装前应对安装地板井下起底整平，并对起底处采用混凝土浇筑，浇筑厚度不得低于0.2 m。

2）钢丝绳防跑偏装置采用4 根地锚进行固定，并采用螺母进行预紧，预紧力矩不得低于200 N·m，装置安装后必须牢固可靠，在斜井安装时必须对装置采取防滑措施。

3）绞车钢丝绳防跑偏装置必须由专业的技术人员现场指导安装，装置安装后必须保证装置轴线在水平线上，中心线与绞车中心线重合。

4）装置中各零部件安装必须牢固可靠，不得松动，在投入使用前应对装置托辊运行灵活情况以及施力装置动作情况进行检查，必须保证牢固可靠[4]。

2 装置优缺点及实际应用效果分析

2.1 装置优点

1）成本费用低：绞车钢丝绳防跑偏装置结构相对简单，整套装置成本费用为0.24 万元，取材方便。

2）便于操作维护：该装置无电控及液压系统，便于操作维护，装置在使用过程中故障率低，降低了装置维修费用，而且该装置对施工环境要求低，实用性强，应用区域广。

3）纠偏效果好：钢丝绳防跑偏装置在使用时通过施力结构对移动装置进行移动，实现了对绞车钢丝绳纠偏，工作原理简单，纠偏效果好；而且装置中安装了纠偏托辊，钢丝绳安装在托辊组成的封闭空间内，在进行纠偏时大大提高了安全系数。

2.2 装置主要缺点

通过现场应用来看，绞车钢丝绳防跑偏装置主要存在的缺点表现在以下两方面：

1）长距离运输纠偏效果差：该装置一般安装在绞车前方10 m 范围内，由于该装置对钢丝绳纠偏量小，对于长距离绞车运输时，若出现钢丝绳严重跑偏时，纠偏效果相对较差，通过现场研究发现，当绞车运输距离在200 m 范围内，该装置纠偏装置最好。

2）安装数量少：根据绞车钢丝绳防跑偏装置工作原理来看，在绞车运输路线上安装该装置数量越多对钢丝绳纠偏效果越好，但是该装置安装后阻止了矿车提升、下放，所以每部绞车一般最多安装2 台，不利于矿车安全运输。

2.3 实际应用效果分析

2021 年9 月12 日四老沟矿对井下14 部矿用调度绞车安装了一套钢丝绳防跑偏装置，截止2022 年2 月通过5 个月实际应用效果来看，该装置安全性能高、纠偏效果好、操作维护简单；矿用绞车安装钢丝绳防跑偏装置后，各部绞车运输相对稳定，当绞车在提升或下放矿车过程中出现钢丝绳跑偏时，利用移动装置及时对钢丝绳进行纠偏，同时钢丝绳安装在封闭空间内，在纠偏过程中不会对人员造成伤害，既实现了钢丝绳防跑偏的目的，保证了绞车运行稳定性，同时又提高了安全系数；矿用绞车安装该装置后在使用过程中未发生一起因钢丝绳跑偏导致伤人、矿车落道等事故，大大降低了井下绞车运输事故率

3 结语

针对井下绞车出现的钢丝绳跑偏故障，设计了一套钢丝绳防跑偏装置，该装置利用移动装置对钢丝绳进行跑偏调整，与传统人工纠偏相比，该装置有效提高了绞车钢丝绳纠偏效率，保证了纠偏安全，降低了钢丝绳纠偏劳动作业强度，保障了煤矿井下辅助运输安全，由此可见绞车钢丝绳纠偏装置研发与应用，取得了显著的安全经济效益。