综采设备列车大坡度巷道使用常见问题分析及解决方案

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摘要：设备列车是综合机械化采煤系统中的重要组成部分，它主要由移动变电站、组合开关、泵站系统和控制系统等组成，设备列车随着工作面回采移动而移动。目前我国煤矿用设备列车大都布置于综采工作面正巷或副巷，通过绞车牵引，实现设备列车前进。由于巷道走向不是一成不变的，总会遇到上坡或下坡的情况。文章结合在综采工作面大坡度巷道中使用设备列车中出现的实际问题，给出了解决方案。

关键词：综采工作面;设备列车;大坡度巷道;滑动摩擦器;单轨吊;液管 文献标识码：A

中图分类号：TD263 文章编号：1009-2374（2015）02-0167-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0180

近年来，随着我国综合机械化技术及装备的快速发展，国内出现了一大批年产千万吨的安全高效矿井，极大地改善了我国煤矿综合机械化开采的面貌。特别是在神东矿区，机械化程度相当高，但由于井下条件复杂，特别是巷道走向起伏不定，是影响综合机械化采煤工艺的重要因素。其中综采设备列车在大坡度巷道中的维护工作尤为重要，下面对设备列车在大坡度巷道下放过程中常出现的问题分别作出分析，并介绍一些解决方案。

1 设备列车下放利器――滑动摩擦器

目前综采工作面设备列车的拉移工作大多使用绞车牵引完成，由于受力影响，钢丝绳和设备列车之间的连接装置存在断裂的隐患，在有坡度巷道拉移设备列车时会存在“跑车”危险。

设备列车下放过程中将面临跑车难以控制、人员监护存在困难等隐患。那么如何有效地减少这些危害就成了大部分综采工作面都面临一个难题。设备列车下放过程中，由于设备列车与轨道间的摩擦力为滚动摩擦，在设备自重影响下，有一个很小的坡度就会向下移动。拉移设备列车只需在上方安设一台绞车进行牵引，但是出现钢丝绳断裂就很难控制，造成很大损失。如果设备列车和轨道之间的摩擦力非常大，需要在下方安设一台绞车牵引才能移动，这样即使钢丝绳断裂也只会使列车停

止移动，安全系数很高。滑动摩擦器即可实现这种效果。

如图1所示，滑动摩擦器采用两段14#槽钢加工而成，其中横板与轨道直接接触，放置于轨道上起到导向和托起车轮的作用，竖板焊接在横板的中部，挡住车轮的前移，使得车轮卡在滑动摩擦器的上方，从而保证移变列车在前移到滑动摩擦器部分时，车轮卡在滑动摩擦器上方，将车轮与轨道间的滚动摩擦改变为滑动摩擦器与轨道的滑动摩擦。研究表明，滚动摩擦比最大静摩擦和滑动摩擦要小得多，在一般情况下，滚动摩擦力只有滑动摩擦力的1/40到1/60，所以在地面滚动物体比推着物体滑动省力得多。滑动摩擦器将设备列车与轨道间的滚动摩擦改变为滑动摩擦，为设备列车的拉移工作保驾护航。

图1 滑动摩擦器

2 单轨吊系统在大坡段的使用要点

单轨吊系统是综采工作面回采过程中很重要的一环。综采工作面使用的液管、电缆分别由设备列车上的泵站系统和组合开关引出至工作面，并吊挂在均匀分布的单轨吊小车上，单轨吊小车通过轮毂组合的方式在单轨吊轨道上行走，随着回采工作面回采情况推移单轨吊小车。当单轨吊小车无法推移后，开始下放设备列车。单轨吊系统在大坡段使用存在一些隐患，保证其正常运行尤为重要。

2.1 分段下放，可靠连接

以黄玉川煤矿21601工作面为例，目前在用单轨吊轨道共有203节，要采取措施保证单轨吊小车推移，防止由于小车、电缆和液管自重造成电缆“跑车”。一种方式为分段下放方法，如图2所示，取自工作面起第42节轨道处为第一固定点，将此处单轨吊小车用4条40T链子固定在单轨吊耳座上，固定点到工作面这一段根据需要正常推移单轨吊小车。从固定点到顺槽机头方向每5个单轨吊小车确定一个辅助固定点，用2条40T链子将此处单轨吊小车固定在单轨吊轨道耳座上。

当单轨吊小车在第一固定点前推移到位后，计算下一个单轨吊小车固定位置，确定为第二固定点，将此处单轨吊小车与轨道固定牢靠，并拆除第一固定点与第二固定点之间的辅助固定点。接下来使用11.4kW绞车配合下放电缆，钩头与第一固定点处小车连接，将绞车拉紧，然后将第一固定点小车与轨道间的40T链子拆除，操作绞车将单轨吊小车缓慢下放到位。以后依次循环下放，直至单轨吊小车无法推移，准备下一次拉移设备列车作业。

图2 单轨吊小车下放示意图

2.2 单轨吊小车耳座开焊现象

在大坡段使用单轨吊小车的时候必须使用钢丝绳或40T链子等吊具对其进行连接，以防止因电缆和液管受力过大，出现电缆连接器或液管卡子拉脱现象。由于单轨吊小车、电缆以及液管质量大，单轨吊小车的耳座容易开焊掉落，连接失效，电缆液管会绷直，出现损坏且不易更换。针对这种情况，如图3所示，可以对单轨吊小车重新设计：一是在单轨吊小车左右两侧焊接两块加厚的钢板，用于单轨吊小车之间主连接;二是前后两侧加装两翼护板，在坡度变大时可以作为辅助连接装置使用，这样增加了单轨吊小车连接的可靠性，消除了单轨吊小车“跑车”的隐患。

图3 单轨吊小车

2.3 防止电缆液管过度弯曲

单轨吊上电缆液管在大坡度巷道使用时存在一个问题，由于自重作用，单轨吊小车在单轨吊上会自行滚动滑行，当下滑至固定点时，电缆液管挤在一起，出现过度弯曲现象，这样反复推移几次，就会造成液管的疲劳老化，导致液管出现漏液现象。控制好液管间的间距，成为防止液管频繁弯折的关键。这里一个很好的解决办法就是制作一个如图4所示的液管托架，它的A、B两点位置为焊接的两个链环，可以直接固定在单轨吊下方鱼刺的销子上。当单轨吊小车之间距离变小时，托架C、D两端顶住电缆液管，很好地控制了单轨吊液管之间的最小间距，使液管不会弯折，增加液管的使用年限。

图4 液管托架

3 结语

任何系统的运行都会存在各种问题，抓好日常的维护检修工作尤为重要。设备列车在大坡度巷道中使用还存在不少问题，要以降低设备故障率，延长设备使用寿命，防止重特大事故为目标，创新性地分析问题、解决问题。遇到问题集思广益，优化解决方案，才能保证生产的有序进行。

参考文献

[1] 周薇.谈摩擦力的产生[J].泰山师院学报，2002，（24）.

[2] 钟廷盛.浅谈综采工作面设备配套选型[J].山西煤炭，2011，（31）.

作者简介：王冲（1983-），男，河北沧州人，神东煤炭集团黄玉川煤矿综采一队助理工程师，研究方向：矿山机电。