張 江

1 概述

矸石山是煤礦井下挖出的煤矸石經(jīng)長期固定堆放而形成，位于礦區(qū)主井附近約500 m處，矸石堆積量隨礦建的不同時間開始不斷堆積至今，長、寬、高各不相同，形似枕狀。矸石在一定的溫度下自燃，自燃時從矸石縫里冒出有毒白色煙霧(主要成分為SO2);雨雪來臨時，雨雪水又會把矸石粉末沖進(jìn)河流、路邊、田間，給周圍的環(huán)境造成了極大的污染，需要對矸石山進(jìn)行綜合治理。

斜坡碾壓是矸石山治理比較重要的施工環(huán)節(jié)，調(diào)查了解相關(guān)信息得知，該項目針對人工施工速度慢、效率低和矸石山馬道較窄的特性，使用了一套自行組裝的碾壓設(shè)備，但該設(shè)備操控繁瑣，穩(wěn)定性差，需要多臺輔助設(shè)備和多人操作配合才能滿足施工要求，同時存在安全問題也較多。為保證工程安全可靠進(jìn)行，公司決定對該工藝進(jìn)行改進(jìn)。

2 設(shè)備特點及工藝要求

在矸石山治理施工的邊坡碾壓工藝中，被牽引的是一臺自重10 t的斜坡碾壓機(jī)，碾壓機(jī)機(jī)身重，又是邊坡作業(yè)，這樣使得牽引機(jī)穩(wěn)定性差，安全隱患就比較大。綜合上述要求設(shè)備具有很好的穩(wěn)定性和可操作性，因此經(jīng)過和某機(jī)械制造公司人員計算得出，參考300加強(qiáng)型底盤挖掘機(jī)作為原型進(jìn)行改進(jìn)，去除挖掘機(jī)大臂，增加新型大臂，大臂前端加設(shè)滑輪套，鋼絲繩與斜坡碾壓機(jī)相連，通過機(jī)身卷揚(yáng)機(jī)的帶動實現(xiàn)斜坡碾壓機(jī)的工作。改裝完成后的步履式液壓牽引機(jī)主要由底盤、車身、駕駛室、卷揚(yáng)機(jī)、大臂、大臂變幅油缸、支架、支架變幅油缸組成。

3 步履式液壓牽引機(jī)的工作原理

由發(fā)動機(jī)帶動液壓泵，液壓泵輸出的高壓油經(jīng)溢流閥、節(jié)流閥、分配閥、操縱閥輸入到液壓馬達(dá)、油缸，通過液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)、油缸的升縮完成履帶的行走、車身的回轉(zhuǎn)、卷揚(yáng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)、大臂及支架的變幅來實現(xiàn)斜坡碾壓施工技術(shù)。

4 改進(jìn)后的優(yōu)點和創(chuàng)新點

在牽引機(jī)變幅大臂下安裝一條支架的創(chuàng)意，同時在牽引機(jī)履帶上加裝防傾翻電磁閥，電磁閥與卷揚(yáng)機(jī)液壓馬達(dá)連接，只要單邊履帶離地，電磁閥自動打開，卷揚(yáng)機(jī)便停止工作，提高了設(shè)備的安全系數(shù);利用卷揚(yáng)機(jī)起吊，支架下頂，履帶行走可以安全的進(jìn)行錯輪碾壓或長距離現(xiàn)場移動，完全的實現(xiàn)了一人操作單臺設(shè)備便能滿足施工要求。具有以下優(yōu)點:1)斜坡振動碾QY10在機(jī)身上加裝了大臂、大臂變幅油缸，卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩通過大臂天輪牽引斜坡振動碾，通過機(jī)身回轉(zhuǎn)及行走直接可以移位下一碾帶;實現(xiàn)了施工靈活，操作方便的性能。2)本機(jī)利用大臂起吊，加裝了變幅支架托底，加大了本機(jī)的配重，確保了本機(jī)長距離安全移動及斜坡施工的穩(wěn)定性。3)通過大臂油缸的變幅，實現(xiàn)了在狹窄的馬道上有效的進(jìn)行斜坡碾壓施工;通過大臂天輪牽引斜坡振動碾磙子自上而下碾壓，然后自下而上再次碾壓，更換碾壓面積來保證兩次碾壓面不出現(xiàn)碾壓痕跡，確保了碾壓面的完整性。4)牽引機(jī)操縱靈活方便、機(jī)械自動化程度高，在施工現(xiàn)場內(nèi)可自行移動，碾壓的時間少，施工速度快，節(jié)省大量的綜合人工，降低了工程造價。

創(chuàng)新點:1)大臂上的天輪采用兩端加固的措施，在天輪受徑向力的同時，也可以受軸向力，有效地解決了拖振錯壓造成天輪損壞;2)設(shè)計變幅支架，在牽引斜坡碾壓時，支架著地，有效地提高了設(shè)備的穩(wěn)定性;利用卷揚(yáng)機(jī)起吊，支架托板下頂，通過履帶行走可以安全的進(jìn)行錯輪碾壓或整機(jī)長距離現(xiàn)場移動;3)在牽引機(jī)履帶上加裝防傾翻裝置，只要單邊履帶離地，卷揚(yáng)機(jī)便不工作，保證了設(shè)備的安全系數(shù)。

5 步履式液壓牽引機(jī)的應(yīng)用

在斜坡碾壓施工中，牽引機(jī)在矸石山平臺的頂面上，牽引機(jī)應(yīng)有0.5 m的安全距離，斜坡碾壓機(jī)一般在低端并與鋼絲繩相連，開啟馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，緩拉鋼絲繩使斜坡碾壓機(jī)上下滾動實現(xiàn)碾壓，通常采用錯位碾壓的方法，即牽引機(jī)在壩頂水平移動一定距離，將斜坡碾從下向上斜拉至頂部再放下去，往返數(shù)次即可。斜坡碾壓采用靜碾和振動相結(jié)合的方法進(jìn)行，靜碾2遍，然后半振動(自上而下時不振動，自下而上時振動)碾壓4遍。振動碾時應(yīng)保證碾壓過程中鋼絲繩始終與坡面平行，每填筑10 m就開始進(jìn)行矸石山坡面的修整、碾壓工序，坡面碾壓機(jī)械使用斜坡振動碾，已碾壓好的邊坡經(jīng)監(jiān)理工程師驗收后，再進(jìn)行下道工序。為了達(dá)到設(shè)計的密實度，首先通過多次現(xiàn)場碾壓試驗確定矸石山填筑的最佳碾壓參數(shù)，其次多次現(xiàn)場取樣試驗論證其填土的密實度。最終確定黃土的密實度。為確保填筑質(zhì)量，在矸石山填筑施工過程中，一方面加強(qiáng)土場土質(zhì)強(qiáng)調(diào)工作，為矸石斜坡填筑時調(diào)整碾壓參數(shù)提供保證。另一方面加大碾壓后斜坡取樣試驗頻次，在施工過程中各填筑層均進(jìn)行干密度試驗，平均3 000 m3取樣檢測一次。經(jīng)過認(rèn)真施工，斜坡的壓實度均滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

6 結(jié)語

我公司牽引機(jī)攻關(guān)小組大膽提出了在牽引機(jī)變幅大臂下安裝一條支架的創(chuàng)意，同時在牽引機(jī)履帶上加裝防傾翻電磁閥，電磁閥與液壓馬達(dá)連接，只要單邊履帶離地，電磁閥自動打開，卷揚(yáng)機(jī)便停止工作，提高了設(shè)備的安全系數(shù);利用卷揚(yáng)機(jī)起吊，支架下頂，履帶行走可以安全的進(jìn)行錯輪碾壓或長距離現(xiàn)場移動，完全的實現(xiàn)了一人操作單臺設(shè)備便能滿足施工要求。

通過改進(jìn)和實施，我們順利地完成了某煤礦矸石山綜合治理工程項目的前期施工任務(wù)，通過對牽引機(jī)斜坡碾壓技術(shù)的實踐應(yīng)用，使我們更加深刻的認(rèn)識到牽引機(jī)斜坡碾壓技術(shù)施工工藝的高效率及其先進(jìn)性，積累了寶貴的施工經(jīng)驗。

[1]陳賢康.液壓傳動基礎(chǔ)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1987.

[2]梁延軍.擠壓機(jī)牽引機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計[J].機(jī)械工程師，2010(5):80-82.