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型柴油動力單軌吊車運輸設(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）

單軌吊車是一種機動性強、運行速度快、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。煤礦輔助運輸中，主要有防爆蓄電池單軌吊車和柴油機單軌吊車，本文對DLZ110F-4+1型柴油機單軌吊的運輸巷道基本情況、運輸線路施工標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)參數(shù)、運輸能力、安全性及日常維護等進行了闡述。

單軌吊；巷道；軌道施工；運輸能力；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)備運輸量大、噸位重、運輸路線長的特點，為簡化運輸環(huán)節(jié)，淘汰調(diào)度絞車運輸，提高運輸安全性和工作面的安撤效率，減輕職工勞動強度和人員配備等。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型柴油動力單軌吊機車在我礦運行使用，作為采區(qū)輔助運輸設(shè)備。該系統(tǒng)具有適應(yīng)性強、設(shè)備構(gòu)造簡單、維護方便、機動靈活、調(diào)運方便、爬坡能力強、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，減少運輸環(huán)節(jié)等多方面的優(yōu)點，另外最主要的是可以實現(xiàn)液壓支架整體運輸，從而提高運輸效率。

1 單軌吊運輸范圍、長度及巷道基本情況

1.1 單軌吊運輸范圍、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，運輸線路全長3920m。

1.2 單軌吊運輸巷道基本情況

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型柴油動力單軌吊機車技術(shù)參數(shù)

軌道規(guī)格：155mm×68mm（高×寬）柴油發(fā)動機功率：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

單車制動車型號：BTS-ONE，額定靜制動力52 kN

機車具有的保護：超速、超溫、瓦斯超限自動斷電、自動滅火及防跑車保護等。

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的全螺紋鋼等強金屬樹脂錨桿，并使用與之配套的2個螺母緊固，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（1MPa=3.92KN）對錨桿的錨固力進行檢測，檢測時錨桿拉力計壓力表的讀數(shù)達(dá)到22MPa時錨桿錨固力達(dá)到85kN。用MB-500型力矩扳手對錨桿扭矩進行檢測，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、補打合格。

3.3 軌道吊掛施工

（1）施工時，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個眼并安裝2根Ф20×2400mm以上的全螺紋鋼等強金屬螺紋錨桿，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，敷設(shè)的導(dǎo)軌以頂板最高點為準(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，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)鏈進行橫拉保護，在彎道段每隔4.8m打橫向固定拉鏈一組。2）在斜巷軌道的起點和終點處，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，二級保護防護鏈有效漲緊，防止松脫。4）固定鋼梁端頭時，使用采用φ18mm×64mm圓環(huán)鏈進行固定，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，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個螺帽；每根錨索上至少兩個鎖具。

（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度螺栓。⑥運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每組道岔懸吊點應(yīng)不少于7個，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度螺栓，各部聯(lián)接必須緊固。⑤道岔軌道無變形，活動軌動作靈敏，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個斜拉點，必須進行固定，道岔上的法蘭和斜拉點任選2點進行固定即可。

（9）軌道維護和檢修。

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調(diào)整緊固器，保證斜拉鏈?zhǔn)芰α己谩?/p>

4 運輸能力及防滑力驗算

4.1 機車運輸支架所需牽引力計算

10°坡 24噸載重

運行最大設(shè)備時（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（機車自重5200kg、起吊梁700 kg*3、司機體重150kg，制動車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——列車運行阻力系數(shù)，取0.02。Wi＝（P+Q）g·i=54646N

按上坡時計算。

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——列車運行加速度，取0.4m/s2。

式中：

J——每個承載輪對其軸的轉(zhuǎn)動慣量，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。此牽引力為包括機車，起吊梁，支架，制動車等所需牽引力，而DLZ110-4+1驅(qū)機車所提供的牽引力為100KN，所以滿足要求。

4.2 機車防滑計算

DLZ110 F-II型5驅(qū)單軌吊車，保險制動和停車制動裝置為失效安全型，當(dāng)機車出現(xiàn)故障時，制動裝置自動抱死。

P1——機車質(zhì)量，5200kg；

P5——制動車質(zhì)量，200kg；

P6——起吊梁質(zhì)量，668kg；

P8——司機體重 2×75kg；

P9——貨物，8000kg；

ω——機車運行阻力系數(shù)，取0.02；

α——線路最大坡度，10°。

運送貨物時下滑力為：

=48kN

計算結(jié)果取大值，即為F4=48kN。

防滑系數(shù)K，要求不小于2，按下式計算：

K=FZ/F4=3＞2

式中：

K——防滑系數(shù)；

FZ——機車制動力，額定150kN；

防滑系數(shù)符合要求

4.3 機車重載下坡時的制動減速度和制動距離的核算

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

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——制動力150KN；

F0——列車運行阻力；

FG——慣性力；

m——機車與支架總重量31650kg；

V——速度，2.0m/s；

a——制動減速度，m/s2；

因此，單軌吊機車在最大荷載24000kg、最大坡度10° 時以最大設(shè)計速度2m/s下運行時，制動距離為2.34m，小于2.0m/s*6s=16.5m，滿足要求。

5 日常保養(yǎng)及維護

（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)檢查和試驗機車，發(fā)現(xiàn)機車故障及時檢查處理，確保機車能夠正常運行。（4）維修工作必須在機車停止運行時進行。維修必須在機車檢修保留進行，臨時小故障處理可在運行線上進行，但應(yīng)采取安全措施，防止溜車或其它事故發(fā)生。（5）機車加油時，必須在指定的加油點進行加油，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)維護工作。

6 使用單軌吊機車運輸?shù)膬?yōu)越性和安全性

（1）單軌吊機車運輸與調(diào)度絞車運輸相比較，不僅去除了調(diào)度絞車運輸中“一坡三檔”、超速吊梁等安全設(shè)施，避免了因跑車造成的運輸事故，還減少了運輸環(huán)節(jié)和運輸人員，提高了運輸效率。且對巷道適應(yīng)性強，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，特別是綜采工作面，可對綜采支架和采煤機，進行整體吊運，減少了拆卸和組裝的環(huán)節(jié)，不僅提高了安全性，還大大提高了運輸效率，縮短了安裝和回撤時間。（3）機車保護齊全，具有：超速、超溫、瓦斯超限自動斷電、自動滅火及防跑車保護等保護，進氣口和排氣口均安裝防爆裝置；配置有手動和自動防滅火系統(tǒng)，制動系統(tǒng)可靠。

7 效果及評價

（1）通過使用運行，機車司機掌握了豐富的運輸經(jīng)驗，物料起吊人員總結(jié)了運送大型物料期間的注意事項與措施，同時機車維護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)努力提高機車操作技能與維護技能，使其更好的服務(wù)于礦井運輸生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

（2）DLZ110F-4+1型柴油動力單軌吊機車適應(yīng)性強、機動靈活、調(diào)運方便、爬坡能力強、安全系數(shù)高，不受巷道底板變形影響，是一種機動性強、運行速度快、載重量大、安全可靠的新型輔助運輸設(shè)備，值得大力推廣。同時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，提供了豐富實踐經(jīng)驗和技術(shù)保證，為礦井實現(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)院礦山機電專業(yè)，從事煤礦機電設(shè)備技術(shù)管理工作。