劉利偉

（晉能控股集團(tuán)軒崗煤電有限責(zé)任公司劉家梁煤礦， 山西 原平 034114）

0 引言

絞車運(yùn)行原理是借助滾筒對(duì)鋼絲繩進(jìn)行回收和下放，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭資源的運(yùn)輸。為此，在絞車運(yùn)行中，鋼絲繩是否能有效纏繞在滾筒上，便是絞車提高運(yùn)轉(zhuǎn)效果和安全性的關(guān)鍵。由于受到井下環(huán)境復(fù)雜、絞車安裝和巷道彎道等多方面因素的影響，鋼絲繩易出現(xiàn)跑偏問題，不及時(shí)糾偏會(huì)出現(xiàn)安全事故，且傳統(tǒng)人工下的撬棍、釬桿等機(jī)具強(qiáng)行糾偏方式還存在效果差、不安全和低效率等問題，因此，有必要進(jìn)行井下絞車鋼絲繩的防跑偏裝置研究。

1 絞車設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的分析

以某煤礦開采為例，結(jié)合其絞車設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況看，有以下幾個(gè)方面。首先，在當(dāng)前井下生產(chǎn)中主要應(yīng)用的絞車型號(hào)及其參數(shù)可以參考表1，同時(shí)絞車會(huì)主要布置在采掘工作面和輔助運(yùn)輸大巷上，可以支持設(shè)備和其他資源的升降。其次，目前受到礦井開采時(shí)間較長(zhǎng)的影響，在井下采掘面多和礦井開拓延伸下，有著地質(zhì)情況復(fù)雜、絞車數(shù)量多、巷道彎道多和絞車分布廣的特點(diǎn)，不利于提高對(duì)絞車的管理，易出現(xiàn)咬繩、跳繩和跑偏等問題。

表1 常用絞車型號(hào)及主要參數(shù)

結(jié)合2021 年設(shè)管部門統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，絞車在鋼絲繩糾偏不當(dāng)下出現(xiàn)了23 起跑偏問題，且有2 起出現(xiàn)了傷人事故，其他跑偏故障均造成有一定的經(jīng)濟(jì)損失，不利于滿足礦企的發(fā)展需要，因此要求開展防跑偏裝置的研究[1]。

2 絞車鋼絲繩防跑偏裝置的設(shè)計(jì)

2.1 裝置結(jié)構(gòu)組成

結(jié)合鋼絲繩易跑偏問題，設(shè)計(jì)了防跑偏裝置，其主要部件有移動(dòng)裝置、立柱、底座、龍門架、上下托輥、軌道和限位梁等方面，組成示意可以參考圖1。為了了解各部件的關(guān)系，下面進(jìn)行具體分析：第一，結(jié)合平板裝置（長(zhǎng)×寬×厚：1 000 mm×900 mm×10 mm）而言，首先其下方有4 個(gè)滑輪且滑輪安裝在2 根軌道上，同時(shí)平板的兩側(cè)安有擋板、上方安有限位梁，且在平板和限位梁之間還安有2 個(gè)橫向托輥，最后在橫向托輥中還設(shè)計(jì)了1 組豎向托輥，可以借助1 組豎向托輥和2 個(gè)橫向托輥構(gòu)成1 個(gè)可供鋼絲繩穿過的空間，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼絲繩的控制；第二，結(jié)合龍門框架，由鋼板（厚8mm）焊接，整體的框架長(zhǎng)×高為1200mm×800mm，其兩側(cè)立柱固定在底座上，且立柱兩側(cè)也安有側(cè)護(hù)板；第三，結(jié)合底座而言，由工字鋼梁和軌道構(gòu)成，前者的布設(shè)間距為1 200 mm，且兩端地錨固定孔25 mm，后者與工字鋼垂直布設(shè)，間距為800 mm。

圖1 防跑偏裝置的結(jié)構(gòu)

2.2 裝置動(dòng)力來源

在設(shè)計(jì)初未關(guān)注人工外的液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等動(dòng)力來源，整體防跑偏裝置的動(dòng)力來源主要借助人工，可以提高設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單性，并在人工的監(jiān)測(cè)下提高鋼絲繩跑偏糾正的效果。具體的施力裝置在立柱的左側(cè)，整體由連接板、手柄、傳動(dòng)臂和固定塊等方面組成。其中手柄會(huì)和連接板相連，同時(shí)連接板另一端會(huì)跟傳動(dòng)臂相連，最后傳動(dòng)臂另一端也會(huì)跟移動(dòng)裝置連接，能在人工作用下使移動(dòng)裝置平移，進(jìn)而改變鋼絲繩的纏繞位置，避免跑偏[2]。

2.3 裝置應(yīng)用原理

在使用鋼絲繩防跑偏裝置時(shí)，其原理是借助機(jī)械裝置對(duì)鋼絲繩在滾筒上的纏繞位置進(jìn)行調(diào)整控制，與以往的撬棍、釬桿等鋼絲繩糾偏工具比較，有著更好的效果和效率。具體在調(diào)整中，在井下拐彎或在復(fù)雜地段進(jìn)行設(shè)備、物料的輸送時(shí)，鋼絲繩易出現(xiàn)跑偏問題，需要工作人員觀察鋼絲繩的跑偏方向，若鋼絲繩向左側(cè)跑偏，需要人員控制手柄并帶動(dòng)傳動(dòng)臂和連接板的運(yùn)動(dòng)下，使移動(dòng)裝置向右側(cè)移動(dòng)，完成絞車鋼絲繩的糾偏處理。反之，若鋼絲繩向右側(cè)跑偏，則要借助提拉手柄使移動(dòng)裝置向左側(cè)移[3]。

2.4 糾偏注意事項(xiàng)

鋼絲繩糾偏設(shè)備作為新的機(jī)械，需要在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中關(guān)注以下事項(xiàng)：第一，在應(yīng)用絞車鋼絲繩的防跑偏裝置時(shí)，需要將其安設(shè)在礦用絞車前的10 m 左右位置，且在安裝時(shí)必須控制裝置和絞車中心線的位置一致。同時(shí)，當(dāng)在斜井進(jìn)行防跑偏裝置的安裝時(shí)，需要做好對(duì)應(yīng)的防滑措施，提高就糾偏設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效果；第二，在安裝固定中還需要對(duì)安裝底板進(jìn)行起底整平，同時(shí)在用混凝土進(jìn)行澆筑（厚度>200 mm）后，用4 根地錨固定（長(zhǎng)×直徑：1 500 mm×20 mm），且借助螺母預(yù)緊要確保預(yù)緊力矩>200 N·m；第三，在安裝中有專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)，安裝后需要對(duì)設(shè)備零件牢固性、托輥運(yùn)行靈活性和移動(dòng)裝置穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，提高裝置糾偏效果[4-5]。

2.5 糾偏裝置特點(diǎn)

在完成設(shè)備設(shè)計(jì)且初步運(yùn)行后，經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，有著以下運(yùn)行特點(diǎn)：該裝置的整體投入成本較低，在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和易安裝下，每套防跑偏裝置的成本為0.25 萬元，且取材組裝方便；裝置動(dòng)力來源為人工手動(dòng)，因此在無液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)下，有著維護(hù)簡(jiǎn)單和故障率低的特點(diǎn)，不僅可以節(jié)省投入成本，也能節(jié)省維護(hù)成本，且適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng)整體運(yùn)行效果高；裝置的糾偏原理簡(jiǎn)單，在進(jìn)行簡(jiǎn)單的人員培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)后，便可以使絞車人員熟練操作。

2.6 裝置使用不足

雖然防跑偏設(shè)備整體的應(yīng)用效果較好，不過也存在一定的不足，限制了其整體價(jià)值的發(fā)揮：經(jīng)試驗(yàn)該裝置適用于絞車運(yùn)輸距離小于200 m 的鋼絲繩防跑偏，在長(zhǎng)距離的絞車運(yùn)輸中，受到裝置對(duì)鋼絲繩糾偏量小的影響，無法高效完成糾偏工作；結(jié)合鋼絲繩的防跑偏經(jīng)驗(yàn)，在應(yīng)用防跑偏設(shè)備時(shí)，原理上看在絞車運(yùn)輸線路上安裝越多糾偏裝置，其對(duì)絞車鋼絲繩的糾偏效果越強(qiáng)。但過多裝置的安設(shè)會(huì)對(duì)井下礦車、材料的輸送造成影響，因此絞車至多只能安設(shè)2 臺(tái)防跑偏裝置，一定程度制約了該裝置價(jià)值的發(fā)揮[6-7]。

3 絞車鋼絲繩防跑偏裝置的應(yīng)用

在礦企中實(shí)際應(yīng)用鋼絲繩防跑偏裝置中，于2022 年1 月份針對(duì)井下15 部礦用調(diào)度絞車進(jìn)行了糾偏裝置安裝，截至2022 年8 月份，結(jié)合8 個(gè)月的實(shí)際應(yīng)用效果看，能基本發(fā)揮以上分析的裝置特點(diǎn)，具有糾偏效果好、設(shè)備穩(wěn)定性高和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，且未在應(yīng)用鋼絲繩防跑偏裝置中出現(xiàn)跑偏傷人和礦車落道等問題，整體的經(jīng)濟(jì)及安全效益較高。需要注意的是，基于長(zhǎng)距離絞車運(yùn)輸中防跑偏裝置的應(yīng)用不足，需要在不斷地累積經(jīng)驗(yàn)中進(jìn)行改進(jìn)，且為了節(jié)能人工監(jiān)視操作的成本，可以對(duì)防跑偏裝置進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，在自動(dòng)化排繩中預(yù)防跑偏問題。

4 結(jié)語

絞車作為煤礦運(yùn)輸中的關(guān)鍵設(shè)備，積極做好鋼絲繩的防跑偏工作，不僅可以提高煤礦運(yùn)輸?shù)陌踩裕材芴岣呔逻\(yùn)輸?shù)男始靶б?，基于傳統(tǒng)人工糾偏的不足，需要進(jìn)行防跑偏裝置的設(shè)計(jì)。具體在分析裝置的結(jié)構(gòu)組成、應(yīng)用原理和動(dòng)力來源后，可以基本完成該糾偏裝置的設(shè)計(jì)，不過在應(yīng)用中還需關(guān)注各注意事項(xiàng)，在更好地展現(xiàn)糾偏裝置的特點(diǎn)下，滿足礦企的發(fā)展需要。最后考慮該裝置也存在一定的應(yīng)用不足，仍需要結(jié)合鋼絲繩糾偏經(jīng)驗(yàn)做好設(shè)備的升級(jí)和改進(jìn)工作，使礦企實(shí)現(xiàn)安全的發(fā)展。