石開進(jìn)+潘國(guó)峰
摘要:無(wú)極繩索車具有運(yùn)行平穩(wěn)、安全性能高、一次運(yùn)輸距離長(zhǎng)、崗位操作人員少、檢修和維護(hù)工作量小等特點(diǎn),但其本身設(shè)計(jì)上對(duì)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(diǎn)并不多,以至于極大地限制了索車的使用范圍。文章通過(guò)采用無(wú)極繩索車偏離牽引中線的安裝方式,在不影響運(yùn)輸能力的前提下,打破了索車傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中索車對(duì)安裝空間和特殊位置的需求,為煤礦井下輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)開拓了新的思維模式。
關(guān)鍵詞:無(wú)極繩索車?;輔助運(yùn)輸;側(cè)向牽引;運(yùn)輸能力;煤礦
中圖分類號(hào):TD524 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)34-0053-03
1 設(shè)備運(yùn)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(jī)械化掘進(jìn)工藝,設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為3000m。矩形斷面,寬×度=5.0×3.5(m),錨網(wǎng)梁索聯(lián)合支護(hù)。巷道跟底板掘進(jìn),坡度0°~3°,最大坡度8°,從外向里掘進(jìn)呈上山趨勢(shì)。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(jī),機(jī)身寬度1.4m。軌道與巷幫、皮帶機(jī)等安全距離均>0.8m以上。軌道運(yùn)行條件較為優(yōu)越。
2 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)難點(diǎn)及解決方案
5305材料道掘進(jìn)過(guò)程中,由于受上一個(gè)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(jì)中無(wú)極繩索車安裝的位置全部占用。如采用無(wú)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(yùn)料路線全部封堵,理論上無(wú)法用索車系統(tǒng)作為該巷道軌道運(yùn)輸主運(yùn)設(shè)備。如采用對(duì)拉電絞的方式進(jìn)行軌道輔助運(yùn)輸,必須每400m安裝兩臺(tái)電絞,每400m刷一次幫安裝電絞,設(shè)置料場(chǎng)。設(shè)計(jì)長(zhǎng)度3000多m的巷道,至少要安裝14臺(tái)JD-25kW電絞,摘掛鉤環(huán)節(jié)7次;用40kW電絞對(duì)拉也要至少8臺(tái),摘掛鉤環(huán)節(jié)4次。
對(duì)拉電絞使用過(guò)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(yùn)輸作業(yè)期間,運(yùn)輸事故率高、電絞數(shù)量多、維修量大、電絞司機(jī)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(yùn)輸作業(yè)安全隱患,給安全生產(chǎn)管理帶來(lái)極大的不利因素。
為解決這一問(wèn)題,經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(kuò)幫,擴(kuò)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(kuò)幫區(qū)域加擴(kuò)一個(gè)索車機(jī)頭硐室用于安裝索車主機(jī),然后以主機(jī)為中心點(diǎn),在主機(jī)后方安裝張緊裝置,在主機(jī)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(jìn)入軌道中心150~200mm,這樣就通過(guò)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(guò)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(guò)前后尾輪,將鋼絲繞回插接閉合,這樣整個(gè)側(cè)向牽引索車安裝完畢,在不改變索車運(yùn)輸能力的前提下,實(shí)現(xiàn)了索車偏離軌道中心線的牽引方式。
整個(gè)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(gè)與機(jī)尾回頭輪能力相同的導(dǎo)向滑輪。同時(shí)為了日常軌道運(yùn)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(tái)JD-25kW電絞,用于輔助牽引重車索車前機(jī)尾區(qū)域的掛鉤地點(diǎn)。
3 索車安裝工藝及工序、技術(shù)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)
3.1 無(wú)極繩索車主要技術(shù)參數(shù)
3.2 主機(jī)安裝
3.2.1 主機(jī)基礎(chǔ)坑:長(zhǎng)×寬×深=3200×2000×
1600mm;主機(jī)基礎(chǔ)坑內(nèi),按主機(jī)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(qiáng)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(jì)尺寸事先固定牢固,并垂直于基礎(chǔ)平面,灌漿時(shí)不得移動(dòng),凝固期為24小時(shí)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(qiáng)螺紋鋼錨桿,且必須使用40T錨鏈連接成對(duì)使用。起吊錨桿每孔用2塊CK-2335型藥卷進(jìn)行端頭錨固。
3.2.4 用載荷為5t的手拉葫蘆將主機(jī)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(shí)地錨螺絲緊固,并留出10~40mm的外露長(zhǎng)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(zhǎng)度和寬度均要求大于設(shè)備底座實(shí)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(qiáng)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(gè)平面,確保各部件底座安裝完后,地腳螺栓外露長(zhǎng)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(shí),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(jī)的相距要嚴(yán)格按照設(shè)備說(shuō)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(qiáng)螺紋鋼錨桿。
3.4.2 打注之前安裝地點(diǎn)必須挖到實(shí)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(jī)后部張緊油缸與底座連接用兩個(gè)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(qiáng)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(guò)尾輪重心軸,與地錨連接牢固),作為保險(xiǎn)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(diǎn)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(jìn)行,插接長(zhǎng)度不小于繩徑的1000倍。
4 索車與鋼絲繩拉力驗(yàn)算
索車安裝結(jié)束后,在常規(guī)運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中,以運(yùn)輸SDJ-150型皮帶機(jī)主滾筒為例(重量:4500kg)進(jìn)行計(jì)算。
SQ100/110WY型索車配Φ21.5mm鋼絲繩牽引力計(jì)算:
F=g(G+G。)(sina+fcosa)+gLP(sina+f。cosa)(向上拉取“+”)
式中:
F——牽引力,N
L——運(yùn)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(jī)主滾筒,4500 kg
f——礦車運(yùn)行阻力系數(shù),取0.015
G?!桨遘囎灾?,1000 kg
f。——鋼絲繩運(yùn)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(guò)計(jì)算,可以確保運(yùn)輸安全。
5 安全和經(jīng)濟(jì)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(jìn)得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)在經(jīng)濟(jì)上,大幅度減少了企業(yè)軌道運(yùn)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(shí)際運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中,每次運(yùn)輸作業(yè)只要有一名電絞司機(jī)、一名信號(hào)把鉤工就可以完成作業(yè)任務(wù),而且在保證運(yùn)輸距離的同時(shí),減少了80%以上復(fù)雜的摘掛鉤作業(yè)環(huán)節(jié),實(shí)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(wèn)題帶來(lái)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(shí)現(xiàn)了人少則安的
理念。
這一項(xiàng)目的成功運(yùn)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(wú)法安裝索車而使用多臺(tái)對(duì)拉電絞作業(yè)帶來(lái)的諸多不安全因素,極大提高了軌道運(yùn)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(jī)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(jī)軌合一無(wú)軌道分叉入口的直腸巷道等),得以實(shí)現(xiàn)無(wú)極繩索車運(yùn)輸;也將一條巷道能同時(shí)使用多臺(tái)索車的情況變成
現(xiàn)實(shí)。
作者簡(jiǎn)介:石開進(jìn)(1984-),男,徐州礦務(wù)集團(tuán)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(diǎn)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(jìn)行,插接長(zhǎng)度不小于繩徑的1000倍。
4 索車與鋼絲繩拉力驗(yàn)算
索車安裝結(jié)束后,在常規(guī)運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中,以運(yùn)輸SDJ-150型皮帶機(jī)主滾筒為例(重量:4500kg)進(jìn)行計(jì)算。
SQ100/110WY型索車配Φ21.5mm鋼絲繩牽引力計(jì)算:
F=g(G+G。)(sina+fcosa)+gLP(sina+f。cosa)(向上拉取“+”)
式中:
F——牽引力,N
L——運(yùn)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(jī)主滾筒,4500 kg
f——礦車運(yùn)行阻力系數(shù),取0.015
G?!桨遘囎灾兀?000 kg
f?!摻z繩運(yùn)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(guò)計(jì)算,可以確保運(yùn)輸安全。
5 安全和經(jīng)濟(jì)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(jìn)得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)在經(jīng)濟(jì)上,大幅度減少了企業(yè)軌道運(yùn)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(shí)際運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中,每次運(yùn)輸作業(yè)只要有一名電絞司機(jī)、一名信號(hào)把鉤工就可以完成作業(yè)任務(wù),而且在保證運(yùn)輸距離的同時(shí),減少了80%以上復(fù)雜的摘掛鉤作業(yè)環(huán)節(jié),實(shí)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(wèn)題帶來(lái)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(shí)現(xiàn)了人少則安的
理念。
這一項(xiàng)目的成功運(yùn)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(wú)法安裝索車而使用多臺(tái)對(duì)拉電絞作業(yè)帶來(lái)的諸多不安全因素,極大提高了軌道運(yùn)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(jī)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(jī)軌合一無(wú)軌道分叉入口的直腸巷道等),得以實(shí)現(xiàn)無(wú)極繩索車運(yùn)輸;也將一條巷道能同時(shí)使用多臺(tái)索車的情況變成
現(xiàn)實(shí)。
作者簡(jiǎn)介:石開進(jìn)(1984-),男,徐州礦務(wù)集團(tuán)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(diǎn)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(jìn)行,插接長(zhǎng)度不小于繩徑的1000倍。
4 索車與鋼絲繩拉力驗(yàn)算
索車安裝結(jié)束后,在常規(guī)運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中,以運(yùn)輸SDJ-150型皮帶機(jī)主滾筒為例(重量:4500kg)進(jìn)行計(jì)算。
SQ100/110WY型索車配Φ21.5mm鋼絲繩牽引力計(jì)算:
F=g(G+G。)(sina+fcosa)+gLP(sina+f。cosa)(向上拉取“+”)
式中:
F——牽引力,N
L——運(yùn)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(jī)主滾筒,4500 kg
f——礦車運(yùn)行阻力系數(shù),取0.015
G?!桨遘囎灾兀?000 kg
f?!摻z繩運(yùn)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(guò)計(jì)算,可以確保運(yùn)輸安全。
5 安全和經(jīng)濟(jì)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(jìn)得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)在經(jīng)濟(jì)上,大幅度減少了企業(yè)軌道運(yùn)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(shí)際運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中,每次運(yùn)輸作業(yè)只要有一名電絞司機(jī)、一名信號(hào)把鉤工就可以完成作業(yè)任務(wù),而且在保證運(yùn)輸距離的同時(shí),減少了80%以上復(fù)雜的摘掛鉤作業(yè)環(huán)節(jié),實(shí)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(wèn)題帶來(lái)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(shí)現(xiàn)了人少則安的
理念。
這一項(xiàng)目的成功運(yùn)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(wú)法安裝索車而使用多臺(tái)對(duì)拉電絞作業(yè)帶來(lái)的諸多不安全因素,極大提高了軌道運(yùn)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(jī)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(jī)軌合一無(wú)軌道分叉入口的直腸巷道等),得以實(shí)現(xiàn)無(wú)極繩索車運(yùn)輸;也將一條巷道能同時(shí)使用多臺(tái)索車的情況變成
現(xiàn)實(shí)。
作者簡(jiǎn)介:石開進(jìn)(1984-),男,徐州礦務(wù)集團(tuán)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