楊貫德

（滕州郭莊礦業(yè)有限責(zé)任公司錦丘煤礦,山東 滕州 277500）

DLZ110F-4+1型柴油動(dòng)力單軌吊車運(yùn)輸設(shè)備的應(yīng)用

楊貫德

（滕州郭莊礦業(yè)有限責(zé)任公司錦丘煤礦,山東 滕州 277500）

單軌吊車是一種機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、運(yùn)行速度快、載重量大、安全可靠的行駛于懸吊單軌系統(tǒng)的輔助運(yùn)輸設(shè)備，主要用于煤礦綜采工作面安裝、回撤，目前在國內(nèi)正逐步推廣。煤礦輔助運(yùn)輸中，主要有防爆蓄電池單軌吊車和柴油機(jī)單軌吊車，本文對DLZ110F-4+1型柴油機(jī)單軌吊的運(yùn)輸巷道基本情況、運(yùn)輸線路施工標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)參數(shù)、運(yùn)輸能力、安全性及日常維護(hù)等進(jìn)行了闡述。

單軌吊；巷道；軌道施工；運(yùn)輸能力；安全性

滕州郭莊礦業(yè)公司錦丘煤礦北翼163采區(qū)是下一步礦井主采區(qū)，針對163采區(qū)工作面配備的一次采全高設(shè)備運(yùn)輸量大、噸位重、運(yùn)輸路線長的特點(diǎn)，為簡化運(yùn)輸環(huán)節(jié)，淘汰調(diào)度絞車運(yùn)輸，提高運(yùn)輸安全性和工作面的安撤效率，減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度和人員配備等。經(jīng)過周密調(diào)研分析，并對多種型號的單軌吊及其性能進(jìn)行分析比較，最終選用由捷克芬瑞特公司生產(chǎn)的DLZ110F-4+1型柴油動(dòng)力單軌吊機(jī)車在我礦運(yùn)行使用，作為采區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備。該系統(tǒng)具有適應(yīng)性強(qiáng)、設(shè)備構(gòu)造簡單、維護(hù)方便、機(jī)動(dòng)靈活、調(diào)運(yùn)方便、爬坡能力強(qiáng)、安全系數(shù)高，而且不受巷道底板變形的影響，能夠有效利用巷道斷面空間，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)等多方面的優(yōu)點(diǎn)，另外最主要的是可以實(shí)現(xiàn)液壓支架整體運(yùn)輸，從而提高運(yùn)輸效率。

1 單軌吊運(yùn)輸范圍、長度及巷道基本情況

1.1 單軌吊運(yùn)輸范圍、長度

163軌道大巷起吊車場→163采區(qū)軌道大巷→采區(qū)軌道順槽→采區(qū)軌道順槽車場→工作面切眼，運(yùn)輸線路全長3920m。

1.2 單軌吊運(yùn)輸巷道基本情況

163軌道大巷長2640m，其中：車場段為拱形斷面，長142m、巷道高4000mm、寬4400mm、平巷；拱形斜巷段長163米、巷道高3200mm、寬3200mm、坡度10°；矩形斜巷段：長2335米、巷道高3100mm、寬3200mm、平均坡度5°。

順槽軌道長1280m，矩形斷面，巷道高2900mm、寬3200mm、平均坡度5°。

2 DLZ110F-4+1型柴油動(dòng)力單軌吊機(jī)車技術(shù)參數(shù)

軌道規(guī)格：155mm×68mm（高×寬）柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功率：81KW

起吊梁型號：NZH2/4-P2，最大載重：8t

人車型號：SK-10，長×寬×高：4220×1180×1400

單車制動(dòng)車型號：BTS-ONE，額定靜制動(dòng)力52 kN

機(jī)車具有的保護(hù)：超速、超溫、瓦斯超限自動(dòng)斷電、自動(dòng)滅火及防跑車保護(hù)等。

3 單軌吊軌道系統(tǒng)組成及質(zhì)量要求

3.1 軌道系統(tǒng)組成

單軌吊單軌主要有直軌、彎軌、連接軌組成。直軌長3000mm、彎軌長1500mm；吊鏈規(guī)格為Ф18×64mm圓環(huán)鏈。

3.2 支護(hù)材料要求

（1）吊掛直拉錨桿：采用規(guī)格為φ20×2400mm的全螺紋鋼等強(qiáng)金屬樹脂錨桿，并使用與之配套的2個(gè)螺母緊固，錨桿外露長度不得小于150mm；每根錨桿用長度為500mm的Z2850型樹脂錨固劑三支。

（2）斜拉錨桿采用規(guī)格為Ф16×1800mm高強(qiáng)度全螺紋鋼錨桿，錨桿外露長度不得小于150mm。每根錨桿采用長度為500mm的 Z2850型樹脂錨固劑兩支。

（3）采用LDZ-200型錨桿拉力計(jì)（1MPa=3.92KN）對錨桿的錨固力進(jìn)行檢測，檢測時(shí)錨桿拉力計(jì)壓力表的讀數(shù)達(dá)到22MPa時(shí)錨桿錨固力達(dá)到85kN。用MB-500型力矩扳手對錨桿扭矩進(jìn)行檢測，錨桿扭矩必須達(dá)到扭矩扳手所設(shè)定的200N·m的要求。達(dá)不到要求的必須重新緊固、補(bǔ)打合格。

3.3 軌道吊掛施工

（1）施工時(shí)，嚴(yán)格按照“由外向里”的順序施工。

（2）在巷道頂板上拉好線繩，每隔3m、2.4m或其他尺寸（根據(jù)所選軌道長度）在頂板上使用紅色或其它有色染料做出標(biāo)記，便于打頂板吊掛錨桿，保證施工質(zhì)量。

（3）在巷道頂板上縱向打2個(gè)眼并安裝2根Ф20×2400mm以上的全螺紋鋼等強(qiáng)金屬螺紋錨桿，在頂板巖石中錨固長度不小于1050mm；錨固力不小于50KN/根（不同巷道條件數(shù)值有所不同）。

（4）兩根錨桿吊掛眼間距大于200mm小于240mm（錨桿直徑20mm），兩組吊掛的中心距為3m，錨桿外露150-300mm左右，但特別位置打眼根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況加工軌道短節(jié)節(jié)頭或合岔梁。

（5）鋪設(shè)軌道的中心線根據(jù)巷道偏中線施工，但軌道中心線距巷幫最小距離不得小于1200mm，軌道底面距離巷道底板的距離不小于2500mm，巷道高度因擺放設(shè)備等不能滿足時(shí)，敷設(shè)的導(dǎo)軌以頂板最高點(diǎn)為準(zhǔn)。

（6）平巷軌道安裝。

1）根據(jù)巷道頂板的不同情況選擇不同長度的直軌道及帶固定板軌道的數(shù)量。平巷中嚴(yán)格按照每10根直軌中安裝1根帶固定板軌道，如巷道條件不是很好，固定板軌道數(shù)量需增加到2根、3根甚至更多，進(jìn)行斜拉固定。2）斜拉鏈必須保證在軌道水平方向以上且角度不超過15°，拉鏈與軌道方向夾角在40°～60°之間，軌道一側(cè)兩根鏈條夾角在90°左右，保證整個(gè)軌道的穩(wěn)定性。

（7）斜巷軌道。

1）在彎道和斜坡度數(shù)超過15度時(shí)，每隔9m至30m在單軌吊軌道兩側(cè)巷道向上方向與吊梁呈45°夾角安裝一組橫拉裝置，使用優(yōu)質(zhì)φ18×64mm圓環(huán)鏈進(jìn)行橫拉保護(hù)，在彎道段每隔4.8m打橫向固定拉鏈一組。2）在斜巷軌道的起點(diǎn)和終點(diǎn)處，必須安裝帶固定板的軌道，并斜拉固定。3）斜巷的中間段，可是適當(dāng)增多帶固定板軌道的數(shù)量，并且按要求進(jìn)行斜拉固定、橫向固定或傾斜固定拉鏈?zhǔn)┕し椒ㄍ敯宓鯍戾^桿施工方法相同，圓環(huán)鏈與鋼梁連接螺栓使用背帽，螺栓有效緊固，二級保護(hù)防護(hù)鏈有效漲緊，防止松脫。4）固定鋼梁端頭時(shí)，使用采用φ18mm×64mm圓環(huán)鏈進(jìn)行固定，φ18mm×64mm圓環(huán)鏈的長短需根據(jù)巷道的高度平緩而定，鏈子另一端固定在錨桿上或吊具上，需要接鏈子時(shí)，用“U”型環(huán)和?20mm螺栓連接并上緊螺帽，要求每根錨桿上至少2個(gè)螺帽；每根錨索上至少兩個(gè)鎖具。

（8）軌道鋪設(shè)的質(zhì)量要求。直軌線路安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：

1）接頭平整度，水平、垂直偏差均不得大于2mm。2）方向接頭擺角允許偏差：不得超過水平3o垂直7o。3）下軌面接頭軌縫不得大于3mm。4）軌道懸吊鏈鉛垂偏角不得大于60o。5）連接螺栓必須采用專用高強(qiáng)度螺栓。6）鋪設(shè)吊梁水平和垂直方向要求目視直順，導(dǎo)軌無明顯變形或硬彎。

彎軌線路安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：

①接頭平整度，水平、垂直偏差均不得大于2mm 。②接頭擺角允許偏差：水平3o垂直7o。③下軌面接頭軌縫，不得大于3mm。④軌道懸吊鏈鉛垂偏角，不得大于60o。⑤連接螺栓必須采用專用高強(qiáng)度螺栓。⑥運(yùn)行單軌吊線路各拐彎處巷道曲率半徑不低于6m。巷道坡度不大于30°。⑦方向應(yīng)目視直順，軌道無明顯變形。

單軌吊道岔安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：

①每組道岔懸吊點(diǎn)應(yīng)不少于7個(gè)，懸吊鏈鉛垂偏角不得大于60o。②軌道接頭處轉(zhuǎn)角，不大于3o。③下軌面接頭軌縫，不大于3mm。④聯(lián)接螺栓采用專用高強(qiáng)度螺栓，各部聯(lián)接必須緊固。⑤道岔軌道無變形，活動(dòng)軌動(dòng)作靈敏，準(zhǔn)確到位，鎖定可靠。⑥阻車器使用工字鋼和螺栓固定在單軌吊鋼梁端頭以里400mm位置上，牢固可靠。⑦道岔和彎軌法蘭接口處有4個(gè)斜拉點(diǎn)，必須進(jìn)行固定，道岔上的法蘭和斜拉點(diǎn)任選2點(diǎn)進(jìn)行固定即可。

（9）軌道維護(hù)和檢修。

1）軌道的檢修周期不得大于15天。2）巷道變形量大的需縮短檢修周期到7到10天。3）使用斜拉緊固器的需及時(shí)調(diào)整緊固器，保證斜拉鏈?zhǔn)芰α己谩?/p>

4 運(yùn)輸能力及防滑力驗(yàn)算

4.1 機(jī)車運(yùn)輸支架所需牽引力計(jì)算

10°坡 24噸載重

運(yùn)行最大設(shè)備時(shí)（貨物）所需牽引力：

F=Wo+Wi+Wa

式中：

Wo——基本阻力，N；Wi——坡道阻力，N；

Wa——慣性力，N。Wo=（P+Q）g·ω=6209N

式中：

P——列車質(zhì)量（機(jī)車自重5200kg、起吊梁700 kg*3、司機(jī)體重150kg，制動(dòng)車200kg、列車總重量為7650 kg）；

Q——貨物質(zhì)量，8000kg*3；g——重力加速度，取9.81m/s2；

ω——列車運(yùn)行阻力系數(shù)，取0.02。Wi＝（P+Q）g·i=54646N

按上坡時(shí)計(jì)算。

式中：

i——單軌坡度，井筒傾角為α=10°，即i=tg10°=0.176；

Wa＝（P+Q）γ·a=12691N

式中：

γ——慣性系數(shù)；a——列車運(yùn)行加速度，取0.4m/s2。

式中：

J——每個(gè)承載輪對其軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，0.00522kg·m2；

R——承載輪半徑，0.059m；

Gc——承載物體質(zhì)量，24000kg。

若要校核上坡重載條件下的牽引力，則式轉(zhuǎn)化為：

F= Wo+Wi+Wa=67600N=67.6kN

在載重24T的情況下，爬坡10°坡度，需要牽引力67.6KN。此牽引力為包括機(jī)車，起吊梁，支架，制動(dòng)車等所需牽引力，而DLZ110-4+1驅(qū)機(jī)車所提供的牽引力為100KN，所以滿足要求。

4.2 機(jī)車防滑計(jì)算

DLZ110 F-II型5驅(qū)單軌吊車，保險(xiǎn)制動(dòng)和停車制動(dòng)裝置為失效安全型，當(dāng)機(jī)車出現(xiàn)故障時(shí)，制動(dòng)裝置自動(dòng)抱死。

P1——機(jī)車質(zhì)量，5200kg；

P5——制動(dòng)車質(zhì)量，200kg；

P6——起吊梁質(zhì)量，668kg；

P8——司機(jī)體重 2×75kg；

P9——貨物，8000kg；

ω——機(jī)車運(yùn)行阻力系數(shù)，取0.02；

α——線路最大坡度，10°。

運(yùn)送貨物時(shí)下滑力為：

=48kN

計(jì)算結(jié)果取大值，即為F4=48kN。

防滑系數(shù)K，要求不小于2，按下式計(jì)算：

K=FZ/F4=3＞2

式中：

K——防滑系數(shù)；

FZ——機(jī)車制動(dòng)力，額定150kN；

防滑系數(shù)符合要求

4.3 機(jī)車重載下坡時(shí)的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離的核算

經(jīng)上述計(jì)算，礦井單軌吊重載運(yùn)輸所需牽引力為單軌吊機(jī)車運(yùn)輸貨物時(shí)最大，因此最大荷載為運(yùn)輸貨物分體重量，最大坡度為10°，其加速度和制動(dòng)距離計(jì)算如下：

FZ+F0-FG=ma

F0 =（P+Q）g·ω=（7650+24000）*9.81*0.02=6209N

FG =（P+Q）gsinα=（7650+24000）*9.81*sin10o =54000N

得：a=3.23m/s2

s=V2/2a=2.34m

式中：

FZ——制動(dòng)力150KN；

F0——列車運(yùn)行阻力；

FG——慣性力；

m——機(jī)車與支架總重量31650kg；

V——速度，2.0m/s；

a——制動(dòng)減速度，m/s2；

因此，單軌吊機(jī)車在最大荷載24000kg、最大坡度10° 時(shí)以最大設(shè)計(jì)速度2m/s下運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)距離為2.34m，小于2.0m/s*6s=16.5m，滿足要求。

5 日常保養(yǎng)及維護(hù)

（1）單軌吊維修工必須經(jīng)過專門技術(shù)培訓(xùn)或具備單軌吊檢修專業(yè)知識，并熟悉和掌握本業(yè)務(wù)有關(guān)的應(yīng)知應(yīng)會知識和安全操作規(guī)程。（2）維修工必須熟悉本設(shè)備的工作性能、結(jié)構(gòu)、原理以及各部件的故障處理方法并能正確進(jìn)行操作。（3）維修工必須按有關(guān)規(guī)定認(rèn)真詳細(xì)檢查和試驗(yàn)機(jī)車，發(fā)現(xiàn)機(jī)車故障及時(shí)檢查處理，確保機(jī)車能夠正常運(yùn)行。（4）維修工作必須在機(jī)車停止運(yùn)行時(shí)進(jìn)行。維修必須在機(jī)車檢修保留進(jìn)行，臨時(shí)小故障處理可在運(yùn)行線上進(jìn)行，但應(yīng)采取安全措施，防止溜車或其它事故發(fā)生。（5）機(jī)車加油時(shí)，必須在指定的加油點(diǎn)進(jìn)行加油，油脂庫內(nèi)必須配備齊全的消防器材。（6）定期做好日檢、周檢、月檢、年檢保養(yǎng)維護(hù)工作。

6 使用單軌吊機(jī)車運(yùn)輸?shù)膬?yōu)越性和安全性

（1）單軌吊機(jī)車運(yùn)輸與調(diào)度絞車運(yùn)輸相比較，不僅去除了調(diào)度絞車運(yùn)輸中“一坡三檔”、超速吊梁等安全設(shè)施，避免了因跑車造成的運(yùn)輸事故，還減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)和運(yùn)輸人員，提高了運(yùn)輸效率。且對巷道適應(yīng)性強(qiáng)，適應(yīng)傾角：≤±30°，水平轉(zhuǎn)彎半徑：≥4m，克服了“巷道因底鼓變形造成調(diào)度絞車軌道經(jīng)常需要整修的問題”，節(jié)約了大量巷道整修投入。（2）采掘工作面安裝或撤面時(shí)，特別是綜采工作面，可對綜采支架和采煤機(jī)，進(jìn)行整體吊運(yùn)，減少了拆卸和組裝的環(huán)節(jié)，不僅提高了安全性，還大大提高了運(yùn)輸效率，縮短了安裝和回撤時(shí)間。（3）機(jī)車保護(hù)齊全，具有：超速、超溫、瓦斯超限自動(dòng)斷電、自動(dòng)滅火及防跑車保護(hù)等保護(hù)，進(jìn)氣口和排氣口均安裝防爆裝置；配置有手動(dòng)和自動(dòng)防滅火系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)可靠。

7 效果及評價(jià)

（1）通過使用運(yùn)行，機(jī)車司機(jī)掌握了豐富的運(yùn)輸經(jīng)驗(yàn)，物料起吊人員總結(jié)了運(yùn)送大型物料期間的注意事項(xiàng)與措施，同時(shí)機(jī)車維護(hù)人員的操作技能水平得到了一定的提高，但在今后工作中仍需繼續(xù)努力提高機(jī)車操作技能與維護(hù)技能，使其更好的服務(wù)于礦井運(yùn)輸生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

（2）DLZ110F-4+1型柴油動(dòng)力單軌吊機(jī)車適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)靈活、調(diào)運(yùn)方便、爬坡能力強(qiáng)、安全系數(shù)高，不受巷道底板變形影響，是一種機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、運(yùn)行速度快、載重量大、安全可靠的新型輔助運(yùn)輸設(shè)備，值得大力推廣。同時(shí)163軌道大巷單軌吊車的應(yīng)用為今后我礦其它采區(qū)安裝使用單軌吊車，提供了豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)保證，為礦井實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

楊貫德（1977-），男，山東省滕州人，助理工程師，畢業(yè)于山東礦業(yè)學(xué)院礦山機(jī)電專業(yè)，從事煤礦機(jī)電設(shè)備技術(shù)管理工作。