文/孫志勇 蔡道濤

呼圖壁縣東溝煤炭有限責(zé)任公司東溝煤礦是新疆自治區(qū)“十一五”規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目。東溝煤礦綜采工作面的設(shè)備列車牽移方式大多是將供電及供液設(shè)備固定在普通平板車上，底板鋪設(shè)軌道，以慢速絞車為動(dòng)力，以切柱或地錨為生根點(diǎn)牽移設(shè)備列車組沿軌道行走。這種列車牽移方式存在諸多缺點(diǎn)：易發(fā)生鋼絲繩斷繩或生根點(diǎn)失效，從而造成跑車或掉道；對(duì)順槽底板要求較高，特別是在順槽底板上下坡或起伏變化劇烈的地質(zhì)條件下，有較大的安全隱患；頻繁設(shè)置生根點(diǎn)和遷移絞車，操作工作量大，浪費(fèi)人力、物力。

為實(shí)現(xiàn)安全、高效、節(jié)能的生產(chǎn)目標(biāo)，東溝煤礦1402工作面首次使用了更為先進(jìn)的邁步式礦用液壓移動(dòng)列車組及其配套的伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車，該列車組與傳統(tǒng)絞車鋼絲繩牽引方式相比有著明顯的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際使用中取得了良好的效果，具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值。

一、結(jié)構(gòu)組成及功能

礦用液壓移動(dòng)列車組主要由邁步式液壓自移設(shè)備列車及伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車組成。其中，邁步式液壓自移設(shè)備列車用于井下綜采工作面隨回采作業(yè)移動(dòng)的供電供液設(shè)備及工具、材料的運(yùn)輸；伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車則用于邁步式液壓自移設(shè)備列車與轉(zhuǎn)載機(jī)間的液管和電纜的緩存，以實(shí)現(xiàn)礦用液壓移動(dòng)列車組與割煤工作的同步作業(yè)，減輕生產(chǎn)班的工作負(fù)擔(dān)，提高生產(chǎn)效率。

1．邁步式液壓自移設(shè)備列車

邁步式液壓自移設(shè)備列車主要由平板車、自移軌道、推移缸、輔助支撐、電纜橋架等組成，如圖1所示。邁步式液壓自移設(shè)備列車單個(gè)邁步步距為800mm。

圖1 邁步式液壓自移設(shè)備列車示意圖

2．伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車

伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車主要由管纜托車、管纜支撐架、柔性電纜托架等組成，如圖2所示。兩管纜托車間可緩存的管纜長(zhǎng)度為2500mm。

圖2 伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車示意圖

3．列車組列計(jì)算

一般情況下，邁步式液壓自移設(shè)備列車與伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車配合使用，即邁步式液壓自移設(shè)備列車與伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車組成列車組，該過程稱為組列。組列時(shí)，由邁步式液壓自移設(shè)備列車組成的列車組在前，由伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車組成的列車組在后，且與邁步式液壓自移設(shè)備列車組的尾車相連。其中，邁步式液壓自移設(shè)備列車組屬于動(dòng)力車組，伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車組為無(wú)動(dòng)力車組，伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車組需在邁步式液壓自移設(shè)備列車組的牽引下移動(dòng)。故在組列時(shí)，需要對(duì)邁步式液壓自移設(shè)備列車組的牽引力進(jìn)行核算，以確認(rèn)其牽引力是否滿足需要。

設(shè)邁步式液壓自移設(shè)備列車組的液壓缸總拉力為F拉，邁步式液壓自移設(shè)備列車組的對(duì)地摩擦力為F摩，伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車組移動(dòng)所需的最小拉力為F阻，則在組列合理的情況下，須滿足：

首先，校核公式（1）。

計(jì)算邁步式液壓自移設(shè)備列車組的對(duì)地摩擦力F摩。

其中，μ1為邁步式液壓自移設(shè)備列車組與地面的摩擦系數(shù)，取μ1=0.12；M1為邁步式液壓自移設(shè)備列車組及其負(fù)載的總質(zhì)量，g為重力加速度，取g=10m/s2。

經(jīng)測(cè)量，M1=17500kg，計(jì)算得F摩=21000N。

計(jì)算邁步式液壓自移設(shè)備列車組液壓缸的總拉力F拉。

其中，n為液壓缸的個(gè)數(shù)，n=5；P為液壓系統(tǒng)的工作壓力，P=31.5Mpa；D為液壓缸的缸徑，D=100mm；d為液壓缸的桿徑，d=70mm。

計(jì)算得出F拉=803250N。故，公式（1）成立。

然后，校核公式（2）。

計(jì)算伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車組的最小拉力F阻。

其中，μ2為伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車組與地面的摩擦系數(shù)；M2為伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車組及其負(fù)載的總質(zhì)量，g為重力加速度，取g=10m/s2。

由于μ1和μ2均為鋼與同一地面的摩擦系數(shù)，故μ1=μ2

因此，組列后，只要滿足公式（7），即表示邁步式液壓自移設(shè)備列車與伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車組列合理。

經(jīng)實(shí)際測(cè)量，M1=17500kg，M2=12100kg，明顯地，滿足公式（7）的條件，即公式（2）成立。

二、操作方法

1．操作前的準(zhǔn)備工作

（1）檢查各設(shè)備列車間的連接是否可靠，推移缸和輔助支撐是否處于復(fù)位狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)不符合安全要求的因素，須及時(shí)處理，否則禁止對(duì)設(shè)備列車進(jìn)行操作。

（2）檢查液壓系統(tǒng)閥組是否完好，管路及接頭是否有漏液情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，否則禁止對(duì)設(shè)備列車進(jìn)行操作。

（3）操作設(shè)備列車前，確認(rèn)列車組周圍無(wú)無(wú)關(guān)人員及障礙。

2．自移操作

首先，操作推移缸控制閥，使推移缸完全伸出，列車組向前移動(dòng)一個(gè)步距；然后操作輔助支撐控制閥，使輔助支撐動(dòng)作，自移軌道隨車體抬升；接下來，再次操作推移缸控制閥使推移缸復(fù)位，此時(shí)，自移軌道被拉移一個(gè)步距；最后，操作輔助支撐控制閥，使車體回落。至此，一個(gè)自移操作循環(huán)完成。

3．調(diào)偏操作

若列車組行進(jìn)過程中，頭車跑偏，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)偏操作，使其回正。調(diào)偏操作前，應(yīng)先檢查調(diào)偏缸控制閥是否完好，調(diào)偏缸是否為完全復(fù)位狀態(tài)。調(diào)偏時(shí)，首先操作調(diào)偏缸控制閥使調(diào)偏缸伸出，車體在調(diào)偏缸的斜向支撐下，滑移一個(gè)步距角。重復(fù)對(duì)調(diào)偏缸進(jìn)行操作，直至車體回正。

三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

東溝煤礦1402工作面總長(zhǎng)約1000米。該工作面的礦用液 壓移動(dòng)列車組于2020年12月初完成安裝調(diào)試并運(yùn)行。整套列車組含邁步式液壓自移設(shè)備列車單車5輛，伸縮式管纜儲(chǔ)運(yùn)車11輛，液管和電纜的最大緩存長(zhǎng)度為25米。工作面割煤作業(yè)日均進(jìn)尺10米，列車組每天拉移1次，設(shè)備列車操作人員1人。

經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，礦用液壓移動(dòng)列車組應(yīng)用于綜采工作面，有著明顯的優(yōu)勢(shì)：無(wú)需鋪設(shè)鋼軌，大大節(jié)省了設(shè)備使用前的準(zhǔn)備工作；礦用液壓移動(dòng)列車組各單車自帶動(dòng)力部件，無(wú)需絞車牽引即可實(shí)現(xiàn)自移；礦用液壓移動(dòng)列車組對(duì)地面的適應(yīng)能力強(qiáng)，最大適應(yīng)坡度可達(dá)±20°，且無(wú)需對(duì)底板進(jìn)行硬化，大大降低了巷道底板的施工成本；列車組采用集中控制，操作僅需1人，而且可通過電液控實(shí)現(xiàn)遙控，操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易用；列車組的操控為就近操作，操作人員可隨時(shí)觀察列車組的運(yùn)行狀態(tài)，增加了操控過程中的安全性；各邁步式液壓自移設(shè)備列車單車的自移軌道均通過液壓缸與車體相連，當(dāng)出現(xiàn)動(dòng)力故障時(shí)，不會(huì)溜車，更不會(huì)出現(xiàn)跑車現(xiàn)象；礦用液壓移動(dòng)列車組采用液壓驅(qū)動(dòng)，液壓介質(zhì)為乳化液，與各種礦用支架保持一致，因此設(shè)備的維護(hù)更加方便；列車組的使用更為靈活，當(dāng)進(jìn)行工作面切換時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)列車組各單車的順序進(jìn)行調(diào)整。

四、結(jié)語(yǔ)

礦用液壓移動(dòng)列車組是一種先進(jìn)的煤礦井下輔助運(yùn)輸產(chǎn)品，近年來，該產(chǎn)品以安全性高、適應(yīng)能力強(qiáng)、安裝方便、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在全國(guó)多個(gè)大型煤礦企業(yè)得到了應(yīng)用。該產(chǎn)品的應(yīng)用符合智能礦山、綠色礦山的發(fā)展方向，還具有很大的升級(jí)潛力，值得大力發(fā)展和推廣。