石開進+潘國峰

摘要：無極繩索車具有運行平穩(wěn)、安全性能高、一次運輸距離長、崗位操作人員少、檢修和維護工作量小等特點，但其本身設(shè)計上對安裝的空間和位置要求較高，受空間和位置的限制，井下能符合索車安裝使用的理想地點并不多，以至于極大地限制了索車的使用范圍。文章通過采用無極繩索車偏離牽引中線的安裝方式，在不影響運輸能力的前提下，打破了索車傳統(tǒng)設(shè)計中索車對安裝空間和特殊位置的需求，為煤礦井下輔助運輸環(huán)節(jié)開拓了新的思維模式。

關(guān)鍵詞：無極繩索車?；輔助運輸；側(cè)向牽引；運輸能力；煤礦

中圖分類號：TD524 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）34-0053-03

1 設(shè)備運行環(huán)境基本情況

5305材料道布置在平均厚度為9.7m的特厚煤層中，巷道采用綜合機械化掘進工藝，設(shè)計長度為3000m。矩形斷面，寬×度=5.0×3.5（m），錨網(wǎng)梁索聯(lián)合支護。巷道跟底板掘進，坡度0°～3°，最大坡度8°，從外向里掘進呈上山趨勢。巷道最大涌水量為60m3/h，正常為20m3/h。面向迎頭方向，巷道左幫為軌道、右?guī)蜑镾DJ-150型膠帶輸送機，機身寬度1.4m。軌道與巷幫、皮帶機等安全距離均>0.8m以上。軌道運行條件較為優(yōu)越。

2 現(xiàn)場技術(shù)難點及解決方案

5305材料道掘進過程中，由于受上一個區(qū)段工作面，5303綜放工作面平衡升壓系統(tǒng)的限制，將原設(shè)計中無極繩索車安裝的位置全部占用。如采用無極繩牽引索車必須安裝在軌道中心線的傳統(tǒng)方式，索車將把巷道的運料路線全部封堵，理論上無法用索車系統(tǒng)作為該巷道軌道運輸主運設(shè)備。如采用對拉電絞的方式進行軌道輔助運輸，必須每400m安裝兩臺電絞，每400m刷一次幫安裝電絞，設(shè)置料場。設(shè)計長度3000多m的巷道，至少要安裝14臺JD-25kW電絞，摘掛鉤環(huán)節(jié)7次；用40kW電絞對拉也要至少8臺，摘掛鉤環(huán)節(jié)4次。

對拉電絞使用過程中，電絞安裝區(qū)域，巷道必須刷幫處理，造成巷道斷面大，頂板管理困難，且運輸作業(yè)期間，運輸事故率高、電絞數(shù)量多、維修量大、電絞司機人數(shù)需求量大、操作人員需要配合默契等種種因素，造成很多軌道運輸作業(yè)安全隱患，給安全生產(chǎn)管理帶來極大的不利因素。

為解決這一問題，經(jīng)過現(xiàn)場摸索和觀察研究，采取了索車側(cè)向安裝的辦法。在直巷道的中部，靠軌道一側(cè)選擇頂板完整、巷道坡度平緩的位置擴幫，擴幫規(guī)格：寬×度=1.0×40（m），在留夠索車張緊裝置的空間后，再在擴幫區(qū)域加擴一個索車機頭硐室用于安裝索車主機，然后以主機為中心點，在主機后方安裝張緊裝置，在主機前方分別安裝兩組壓繩輪、兩組一次導(dǎo)向輪和兩組二次導(dǎo)向輪，其中兩組二次導(dǎo)向輪緊貼巷幫一側(cè)軌道的下平面安裝，滑輪的邊緣延伸進入軌道中心150～200mm，這樣就通過二次導(dǎo)向輪的作用，將鋼絲從軌道的下方，牽引至軌道中心位置，鋼絲繩經(jīng)過二次導(dǎo)向輪兩側(cè)安裝的托繩輪，重新浮到軌道道板上方，最后經(jīng)過前后尾輪，將鋼絲繞回插接閉合，這樣整個側(cè)向牽引索車安裝完畢，在不改變索車運輸能力的前提下，實現(xiàn)了索車偏離軌道中心線的牽引方式。

整個側(cè)向牽引索車系統(tǒng)的形成僅需在原索車系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了5個與機尾回頭輪能力相同的導(dǎo)向滑輪。同時為了日常軌道運輸作業(yè)摘掛鉤作業(yè)的方便，另外在靠近索車前尾輪的區(qū)域，安裝一臺JD-25kW電絞，用于輔助牽引重車索車前機尾區(qū)域的掛鉤地點。

3 索車安裝工藝及工序、技術(shù)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)

3.1 無極繩索車主要技術(shù)參數(shù)

3.2 主機安裝

3.2.1 主機基礎(chǔ)坑：長×寬×深=3200×2000×

1600mm；主機基礎(chǔ)坑內(nèi)，按主機底板基礎(chǔ)螺絲孔的尺寸，打注10根地基錨桿并清理找平、找正，基礎(chǔ)錨桿采用Φ20×1800mm的等強螺紋鋼錨桿。

3.2.2 基礎(chǔ)按照水泥∶黃沙∶石子=2∶3∶3的比例配比混凝土并灌入挖好的基礎(chǔ)坑，地錨必須按索車底座孔設(shè)計尺寸事先固定牢固，并垂直于基礎(chǔ)平面，灌漿時不得移動，凝固期為24小時以上。

3.2.3 在索車安裝位置（頂板完好處）打好2組起吊錨桿，每組用2根Φ20×1800mm的等強螺紋鋼錨桿，且必須使用40T錨鏈連接成對使用。起吊錨桿每孔用2塊CK-2335型藥卷進行端頭錨固。

3.2.4 用載荷為5t的手拉葫蘆將主機起吊平放在事先澆灌好的基礎(chǔ)上，將地錨按要求穿入絞車底盤，上好墊圈，同時地錨螺絲緊固，并留出10～40mm的外露長度。

3.3 壓繩輪底座、固定張緊油缸底座及導(dǎo)向輪安裝

3.3.1 壓繩輪底座、固定張緊油缸底座及導(dǎo)向輪底座基礎(chǔ)坑：長度和寬度均要求大于設(shè)備底座實際尺寸200mm以上，深度大于1000mm。然后在打基礎(chǔ)坑內(nèi)按照底座眼孔的距離和數(shù)量打注地錨，地錨全部采用Φ20×1800mm的等強螺紋鋼錨桿。地錨必須達(dá)到深度，錨桿上端頭全部處于一個平面，確保各部件底座安裝完后，地腳螺栓外露長度為10～40mm。

3.3.2 各部件基礎(chǔ)澆筑均按照水泥∶黃沙∶石子=2∶3∶3比例，灌入混凝土并搗實，地錨必須垂直，且地錨間距與后部固定張緊油缸底座尺寸一致。澆筑好待混凝土凝固后，安上各部件，上好墊圈、螺帽并緊好。

3.3.3 各部件之間的底座基礎(chǔ)之間的距離、與主機的相距要嚴(yán)格按照設(shè)備說明的要求布置。

3.4 前、后尾輪安裝

3.4.1 尾輪固定直接采用打注6根螺紋鋼錨桿固定，錨桿規(guī)格為Φ20×1800mm的等強螺紋鋼錨桿。

3.4.2 打注之前安裝地點必須挖到實底。

3.4.3 尾輪與底座銷軸之間連接繩用6分鋼絲繩，至少纏繞四圈，端頭用4副繩卡卡牢，主機后部張緊油缸與底座連接用兩個馬鐙（載荷能力不小于5t）連接。

3.4.4 主繩上好后，在尾輪向后1～2m位置的兩側(cè)，用2根規(guī)格為Φ20×1800mm的等強螺紋鋼錨桿，打好地錨桿，然后用6分鋼絲繩頭與地錨連接牢固（繞過尾輪重心軸，與地錨連接牢固），作為保險繩。endprint

3.5 托繩輪組安裝

3.5.1 托繩輪安裝位置、數(shù)量根據(jù)巷道起伏變化設(shè)置，變坡凸點必須安裝托繩輪，不低于20m一組。

3.5.2 托繩輪下方的特殊墊鐵要固定可靠，壓板螺絲、彈簧墊片及特殊墊鐵要上齊上緊。

3.6 安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.6.1 索車基礎(chǔ)標(biāo)高低于張緊裝置150～250mm。

3.6.2 底盤和框架的水平度≤0.5‰。

3.6.3 后部張緊鋼絲繩張力保持在7.5kN，最小不低于6kN。

3.6.4 鋼絲繩之間的連接采用插接的方式進行，插接長度不小于繩徑的1000倍。

4 索車與鋼絲繩拉力驗算

索車安裝結(jié)束后，在常規(guī)運輸作業(yè)過程中，以運輸SDJ-150型皮帶機主滾筒為例（重量：4500kg）進行計算。

SQ100/110WY型索車配Φ21.5mm鋼絲繩牽引力計算：

F=g（G+G。）（sina+fcosa）+gLP（sina+f。cosa）（向上拉取“+”）

式中：

F——牽引力，N

L——運輸距離，取2000m

P——鋼絲繩單位重量，取1.66 kg /m

α——巷道最大角度6°

G——皮帶機主滾筒，4500 kg

f——礦車運行阻力系數(shù)，取0.015

G?！桨遘囎灾兀?000 kg

f。——鋼絲繩運行阻力系數(shù)，取0.15

F=9.8×（4500+1000）（sin6°+0.015×cos6°）+9.8×1.66×2000（sin6°+0.15×cos6°）=14692.75N

Φ21.5mm鋼絲繩破斷力為292.04kN，則安全系數(shù)n=292.04/14.7=19.88>6.5，合格。

SQ100/110WY型索車靜拉力為：100kN>14.7kN，

合格。

通過計算，可以確保運輸安全。

5 安全和經(jīng)濟效益

側(cè)向牽引索車系統(tǒng)的安裝與應(yīng)用，使5305材料道安全、高效掘進得以實現(xiàn)。同時在經(jīng)濟上，大幅度減少了企業(yè)軌道運輸系統(tǒng)設(shè)備的投入，也減少了設(shè)備日常維修和管理工作量；在實際運輸作業(yè)過程中，每次運輸作業(yè)只要有一名電絞司機、一名信號把鉤工就可以完成作業(yè)任務(wù)，而且在保證運輸距離的同時，減少了80%以上復(fù)雜的摘掛鉤作業(yè)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了減員提效、減少設(shè)備投入的目的。在安全管理上，減少了人與人之間、人與設(shè)備之間因相互配合問題帶來的各種不安全因素，大大提高了企業(yè)安全管理工作的可靠性，實現(xiàn)了人少則安的

理念。

這一項目的成功運行使用，突破了索車必須安裝在直巷道軌道中心線的傳統(tǒng)安裝方式，開拓了索車安裝方式多元化的思維模式，拓寬了索車在井下的使用范圍，避免了部分巷道因無法安裝索車而使用多臺對拉電絞作業(yè)帶來的諸多不安全因素，極大提高了軌道運輸?shù)陌踩禂?shù)。側(cè)向牽引索車系統(tǒng)的成功應(yīng)用，使得受自然條件限制，在傳統(tǒng)觀念上不安裝索車機頭構(gòu)件的巷道（如因索車騎軌道安裝后安全距離不夠的巷道、機軌合一無軌道分叉入口的直腸巷道等），得以實現(xiàn)無極繩索車運輸；也將一條巷道能同時使用多臺索車的情況變成

現(xiàn)實。

作者簡介：石開進（1984-），男，徐州礦務(wù)集團新疆天山礦業(yè)有限責(zé)任公司俄霍布拉克煤礦助理工程師，研究方向：采礦工程。endprint

3.5 托繩輪組安裝

3.5.1 托繩輪安裝位置、數(shù)量根據(jù)巷道起伏變化設(shè)置，變坡凸點必須安裝托繩輪，不低于20m一組。

3.5.2 托繩輪下方的特殊墊鐵要固定可靠，壓板螺絲、彈簧墊片及特殊墊鐵要上齊上緊。

3.6 安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.6.1 索車基礎(chǔ)標(biāo)高低于張緊裝置150～250mm。

3.6.2 底盤和框架的水平度≤0.5‰。

3.6.3 后部張緊鋼絲繩張力保持在7.5kN，最小不低于6kN。

3.6.4 鋼絲繩之間的連接采用插接的方式進行，插接長度不小于繩徑的1000倍。

4 索車與鋼絲繩拉力驗算

索車安裝結(jié)束后，在常規(guī)運輸作業(yè)過程中，以運輸SDJ-150型皮帶機主滾筒為例（重量：4500kg）進行計算。

SQ100/110WY型索車配Φ21.5mm鋼絲繩牽引力計算：

F=g（G+G。）（sina+fcosa）+gLP（sina+f。cosa）（向上拉取“+”）

式中：

F——牽引力，N

L——運輸距離，取2000m

P——鋼絲繩單位重量，取1.66 kg /m

α——巷道最大角度6°

G——皮帶機主滾筒，4500 kg

f——礦車運行阻力系數(shù)，取0.015

G?！桨遘囎灾?，1000 kg

f?！摻z繩運行阻力系數(shù)，取0.15

F=9.8×（4500+1000）（sin6°+0.015×cos6°）+9.8×1.66×2000（sin6°+0.15×cos6°）=14692.75N

Φ21.5mm鋼絲繩破斷力為292.04kN，則安全系數(shù)n=292.04/14.7=19.88>6.5，合格。

SQ100/110WY型索車靜拉力為：100kN>14.7kN，

合格。

通過計算，可以確保運輸安全。

5 安全和經(jīng)濟效益

側(cè)向牽引索車系統(tǒng)的安裝與應(yīng)用，使5305材料道安全、高效掘進得以實現(xiàn)。同時在經(jīng)濟上，大幅度減少了企業(yè)軌道運輸系統(tǒng)設(shè)備的投入，也減少了設(shè)備日常維修和管理工作量；在實際運輸作業(yè)過程中，每次運輸作業(yè)只要有一名電絞司機、一名信號把鉤工就可以完成作業(yè)任務(wù)，而且在保證運輸距離的同時，減少了80%以上復(fù)雜的摘掛鉤作業(yè)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了減員提效、減少設(shè)備投入的目的。在安全管理上，減少了人與人之間、人與設(shè)備之間因相互配合問題帶來的各種不安全因素，大大提高了企業(yè)安全管理工作的可靠性，實現(xiàn)了人少則安的

理念。

這一項目的成功運行使用，突破了索車必須安裝在直巷道軌道中心線的傳統(tǒng)安裝方式，開拓了索車安裝方式多元化的思維模式，拓寬了索車在井下的使用范圍，避免了部分巷道因無法安裝索車而使用多臺對拉電絞作業(yè)帶來的諸多不安全因素，極大提高了軌道運輸?shù)陌踩禂?shù)。側(cè)向牽引索車系統(tǒng)的成功應(yīng)用，使得受自然條件限制，在傳統(tǒng)觀念上不安裝索車機頭構(gòu)件的巷道（如因索車騎軌道安裝后安全距離不夠的巷道、機軌合一無軌道分叉入口的直腸巷道等），得以實現(xiàn)無極繩索車運輸；也將一條巷道能同時使用多臺索車的情況變成

現(xiàn)實。

作者簡介：石開進（1984-），男，徐州礦務(wù)集團新疆天山礦業(yè)有限責(zé)任公司俄霍布拉克煤礦助理工程師，研究方向：采礦工程。endprint

3.5 托繩輪組安裝

3.5.1 托繩輪安裝位置、數(shù)量根據(jù)巷道起伏變化設(shè)置，變坡凸點必須安裝托繩輪，不低于20m一組。

3.5.2 托繩輪下方的特殊墊鐵要固定可靠，壓板螺絲、彈簧墊片及特殊墊鐵要上齊上緊。

3.6 安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.6.1 索車基礎(chǔ)標(biāo)高低于張緊裝置150～250mm。

3.6.2 底盤和框架的水平度≤0.5‰。

3.6.3 后部張緊鋼絲繩張力保持在7.5kN，最小不低于6kN。

3.6.4 鋼絲繩之間的連接采用插接的方式進行，插接長度不小于繩徑的1000倍。

4 索車與鋼絲繩拉力驗算

索車安裝結(jié)束后，在常規(guī)運輸作業(yè)過程中，以運輸SDJ-150型皮帶機主滾筒為例（重量：4500kg）進行計算。

SQ100/110WY型索車配Φ21.5mm鋼絲繩牽引力計算：

F=g（G+G。）（sina+fcosa）+gLP（sina+f。cosa）（向上拉取“+”）

式中：

F——牽引力，N

L——運輸距離，取2000m

P——鋼絲繩單位重量，取1.66 kg /m

α——巷道最大角度6°

G——皮帶機主滾筒，4500 kg

f——礦車運行阻力系數(shù)，取0.015

G。——平板車自重，1000 kg

f。——鋼絲繩運行阻力系數(shù)，取0.15

F=9.8×（4500+1000）（sin6°+0.015×cos6°）+9.8×1.66×2000（sin6°+0.15×cos6°）=14692.75N

Φ21.5mm鋼絲繩破斷力為292.04kN，則安全系數(shù)n=292.04/14.7=19.88>6.5，合格。

SQ100/110WY型索車靜拉力為：100kN>14.7kN，

合格。

通過計算，可以確保運輸安全。

5 安全和經(jīng)濟效益

側(cè)向牽引索車系統(tǒng)的安裝與應(yīng)用，使5305材料道安全、高效掘進得以實現(xiàn)。同時在經(jīng)濟上，大幅度減少了企業(yè)軌道運輸系統(tǒng)設(shè)備的投入，也減少了設(shè)備日常維修和管理工作量；在實際運輸作業(yè)過程中，每次運輸作業(yè)只要有一名電絞司機、一名信號把鉤工就可以完成作業(yè)任務(wù)，而且在保證運輸距離的同時，減少了80%以上復(fù)雜的摘掛鉤作業(yè)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了減員提效、減少設(shè)備投入的目的。在安全管理上，減少了人與人之間、人與設(shè)備之間因相互配合問題帶來的各種不安全因素，大大提高了企業(yè)安全管理工作的可靠性，實現(xiàn)了人少則安的

理念。

這一項目的成功運行使用，突破了索車必須安裝在直巷道軌道中心線的傳統(tǒng)安裝方式，開拓了索車安裝方式多元化的思維模式，拓寬了索車在井下的使用范圍，避免了部分巷道因無法安裝索車而使用多臺對拉電絞作業(yè)帶來的諸多不安全因素，極大提高了軌道運輸?shù)陌踩禂?shù)。側(cè)向牽引索車系統(tǒng)的成功應(yīng)用，使得受自然條件限制，在傳統(tǒng)觀念上不安裝索車機頭構(gòu)件的巷道（如因索車騎軌道安裝后安全距離不夠的巷道、機軌合一無軌道分叉入口的直腸巷道等），得以實現(xiàn)無極繩索車運輸；也將一條巷道能同時使用多臺索車的情況變成

現(xiàn)實。

作者簡介：石開進（1984-），男，徐州礦務(wù)集團新疆天山礦業(yè)有限責(zé)任公司俄霍布拉克煤礦助理工程師，研究方向：采礦工程。endprint