李普强
[摘 要]该项目主要针对华亭煤矿2501辅运大巷斜巷提升段长期以来受巷道坡度变化不一、运输区间内甩车场多等不利因素的困扰，一直采用多台小绞车接力提升运输的现状，根据华亭煤矿矿井发展需要及运输工况实际提出的一项重要研究课题。此课题的研究完成对解决华亭煤矿乃至全行业井下斜巷辅助运输难题具有重大的现实意义。
[关键词]大牵引力；机车系统；运输巷道
中图分类号：TD524 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0024-01
一、研究的目标及内容
1、研究目标：通过研究，为华亭煤矿找到了一种替代井下辅助运输斜巷小绞车接力运输的新方案，从而达到安全、高效运输的目的。
2、研究内容：1）通过对国内外煤炭生产矿井及国内外主要辅助运输设备生产厂家的调研，了解当前国内外煤矿井下斜巷辅助运输的装备技术水平和生产制造水平。2）针对华亭煤矿井下辅助运输斜巷的工况实际，提出华亭煤矿井下辅助运输系统设备选型方案。3）如何在不影响矿井正常生产的情况下，解决好项目实施与矿井生产的矛盾。
二、课题研究方案
1、课题研究提出的工况要求：运输巷道倾角在0-16度变化，运输载荷最大吨位40吨，巷道断面尺寸为宽3.6米*高3.4米，提升方式为多水平、长距离（2000米以上）连续串车提升，中间不出现转载情况。
2、运输方式的确定：根据对国内相关煤矿的现场调研发现，使用较多的斜巷辅助运输设备有单绳提升机、无极绳绞车、无轨胶轮车、单轨吊机车、齿轨卡轨机车、绳牵引卡轨车。由于矿井提升机的提升能力和运输距离有限，不能满足华亭煤矿大吨位液压支架长距离运输的需要，而无极绳绞车及绳牵引卡轨车只能实现倾角12度以下的直线运输，对于多水平甩车提升运输的要求无法满足。单轨吊机车在运输大吨位液压支架时，对巷道的高度要求（4.5米）以及支护强度要求较高，且无法与华亭煤矿的已有的普通轨道系统进行合理衔接，需进行二次转载，同样无轨胶轮车也不能与华亭煤矿已有的普通运输轨道系统进行合理衔接，需进行二次转载，使用起来费时费工。
经过课题组认真筛选，只有大牵引力齿轨卡轨车系统可满足华亭煤矿2501辅运大巷斜巷段以及附属联络斜巷的提升运输需要，为此采用大牵引力齿轨卡轨机车进行运输做为华亭煤矿2501辅运大巷斜巷段运输方式。
3、设备选型：根据已确定的运输方式，最终選择ZL200-130-600D型齿轨卡轨车做为华亭煤矿的主运输设备，其主要技术参数如下：
1）齿轨卡轨机车技术参数：
柴油发动机功率：130kW
机车额定牵引力：2*100KN
运行速度：0-2.25m/s可调，具体运行速度，由相应的坡度和机车牵引总重决定。
适应转弯半径：水平4.775m、垂直20m
最大外型尺寸：长度11.220mm、宽度1.480mm、高度1.996mm
自重：13.2T
发动机耗油量：210-230g/kWh，平均16升/小时
油箱容积：140l
制动时间：紧急制动<0.5s、工作制动<0，7s
制动力：>300Kn
最大爬坡能力：30度
最大牵引力下拉杆安全系数：>13倍
适应轨道间距：600mm
启动方式：液压启动
牵引高度：320mm
2）轨道系统参数：
轨距：600mm
轨道型号：SMT140异型轨
轨道材质：Q345D
所有气动平移道岔夹角为15度，采用风动控制，适应现场最低气源压力为0.5Mpa，。
4、系统特点：
齿轨卡轨机车主要由两个驾驶室和一个驱动车组成，三者之间采用高强度连杆连接，机车连接装置采用万向球设计，可实现上下、左右摆动。
驾驶室可实现对整个机车的操作和控制功能，并具备机车主要性能参数及各项保护的指示及报警功能。
驱动车运输平台采用分体设计，可拆分为二半，最大拆卸件尺寸满足华亭煤矿副立井罐笼装载最大限制尺寸要求。
机车之间连接拉杆及插销安全系数大于机车最大牵引力的13倍。
同时具备工作制动和紧急安全制动两种方式，制动装置灵敏可靠。
机车所产生的尾气必须经过水冷处理，其排气口温度不得超过70℃，表面温度不得超过150℃。
设计有尾气净化系统，净化后的尾气排放符合规程规定。
随机配置有机车灭火系统及车载甲烷检测报警断电仪。当机车发生火灾时，灭火系统自动释放；当运行巷道内瓦斯浓度达到0.5%时，车载瓦检仪自动报警并停车，同时自动实施安全制动。
轨道及轨枕、传动齿条为出厂前一次焊接而成，安装快捷方便。
三、项目实施方案
1、前期准备工作进度安排：
1）2011年8月—2011年10月完成项目考察、资料收集整理、方案设计、技术论证等工作。2）2011年12月完成设备招标及采购技术协议的签订工作。3）2012年1月—2012年7月完成系统设备的设计、制造及到货工作。
2、到货后地面工业性试验项目及结果：
为了检验齿轨卡轨车运输系统的具体能力及参数，课题组首先在华亭煤矿东侧的工业场地内选择了一块具有井下斜巷运输特征的试验场地，并进行了为期一周的试验。主要试验内容如下：
1）试验场地情况：平直区段100米，斜坡区段25米，坡度12度，现场预备有29吨液压支架。
2）试验内容及结果：⑴轨道安装试验：共安装直轨单元125米，过渡轨单元10米，变坡调节轨单元8幅，弯轨单元6幅，平移道岔两副，轨道安装时，轨道连接可靠，精度满足机车运行要求，未发现任何问题。⑵机车牵引力测试。通过随机测试仪器固定在轨道上，启动机车向前牵引，仪表数值显示200KN以上，牵引力满足要求。⑶制动力测试。将机车抱闸间隙进行统一调整，并停机落闸，利用液压油缸反向牵引机车，仪表数值显示至300KN时，机车未发生位移，制动力满足要求。⑷机车的超速保护测试。将机车运行速度提升至3.2米/s时，机车自动停机并实施制动，机车超速保护工作正常。⑸工作制动试验。将机车以一定速度运行至12度坡上，迅速将机车动力推进手把归至零位，发动机未停机，制动施闸，机车立即停车。⑹紧急制动试验。将机车以一定速度运行，迅速按下紧急停车按钮，机车发动机关机，制动施闸。
四、项目总结
该项目的研究完成，不但解决了华亭煤矿2501辅运大巷斜巷段多平台小绞车接力提升安全可靠性差、运输效率和能力低下、工作人员配置较多、长距离巷道无法运人的难题，而且还实现了华亭煤矿辅助运输斜巷无绳化运输和一次性连续运输，极大的改善了华亭煤矿井下辅助运输条件，并为矿井的可持续发展注入了新的活力和动力。所以，实施此项目是完全有必要的，是完全符合矿井发展需要的。
结束语
项目实施后，不但改进了华亭煤矿落后的运输方式，同时解决了矿井多坡度、多分岔巷道实现安全、连续、高效运输的难题，促进了矿井的可持续发展。此项目的研究成果将在国内外同类矿井中得到广泛的推广和应用，并将创造更大的经济效益及社会效益。
参考文献
[1] 吴帅；架空乘人装置断绳抓捕器实验台的设计与研究[D]；中国矿业大学；2014年.
[2] 徐怀刚；基于远程控制的矿用液压运输绞车的设计与研究[D]；中国矿业大学；2014年.
[3] 黄剑；斜井轨道运输动态跑车抓捕系统设计研究[D]；中国矿业大学；2014年.endprint
