矿井斜巷不倒翁式防磨绳装置的研究与应用范朋

矿井斜巷不倒翁式防磨绳装置的研究与应用范朋

范朋何亮郭华

1山东能源新矿集团内蒙能源长城三矿综采工区内蒙古鄂尔多斯市0162002山东能源新矿集团协庄煤矿运输工区山东新泰2712213山东能源新矿集团协庄煤矿机电工区山东新泰271221

摘要：煤矿井下采区轨道上（下）山的车场形式一般为甩车车场，提升方式为提升机串车提升，由于受主提升机排绳和天轮往复移动等因素的影响，导致斜巷上部钢丝绳容易跳出托绳轮，从而造成钢丝绳与钢轨、枕木或轨道连接螺丝接触造成磨损，为解决该问题，山东能源新矿集团协庄煤矿制作了不倒翁式防磨绳装置，该装置将钢丝绳的左右移动空间固定在托绳轮的范围之内，有效解决了钢丝绳磨损问题，延长了钢丝绳的使用寿命，提高了采区轨道上（下）山的安全系数。

关键词：采区轨道上（下）山斜巷甩车场不倒翁式防磨绳装置

前言

矿井采区轨道上（下）山是井下各水平大巷之间和采区巷道之间的重要联系通道，担负着采区生产所必需的材料、设备以及井下工作人员的运输，是矿井辅助运输的重要环节。采区轨道上（下）山的主要提升设备为主提升机，提升方式为单钩串车提升。为防止斜巷跑车事故的发生，确保采区轨道上（下）山运输安全，一般将采区轨道上（下）山的车场设计为甩车场形式。山东能源新矿集团协庄煤矿为国有大型煤矿企业，该矿共有4条主要采区轨道上（下）山，分别为-550七采十三层轨道上山、4-3十一层轨道下山、-850二采轨道上山和-850二采轨道下山，车场形式均为甩车场形式，担负着上述四个采区共4个掘进工作面和4个综采工作面的设备、物料和人员的运输任务。

1、研制背景

在斜巷中为防止提升时钢丝绳与枕木或钢轨接触造成磨损，一般每隔20米在轨道中心位置安装一组托绳轮。技术人员现场调研发现，-550七采十三层轨道上山和-850二采轨道下山，车辆的运行位置越靠近提升机天轮夹角越大，钢丝绳往复运动的范围越大，致使轨道上部的托绳轮失去作用。为此，该矿在上述两条采区轨道上部50米范围内均连续安设了4组托绳轮，并且交错排列。但是由于提升机天轮的往复运动造成提升中心线和轨道中心线有夹角不断变化，导致安装在轨道上部的钢丝绳托绳轮不起作用，并且钢丝绳从钢轨连接螺丝底部弹起时会造成钢丝绳跳动剧烈，容易造成车辆落辙事故或钢丝绳弹起伤人事故，为避免出现上述不安全因素，该矿前期制作了专门钩绳工具，由把信工将钢丝绳钩住放置在托绳轮上，由于天轮来回往复运动，把信工每次提升时都需频繁的做重复工作，劳动强度较大，并且人工钩绳存在着重大的安全隐患。为解决上述问题，山东能源新矿集团协庄煤矿研制了斜巷提升不倒翁式防磨绳装置，该装置安装在提升机天轮附近，从而保证了斜巷上部提升中心线与轨道中心线的一致，有效避免了提升钢丝绳因与钢轨、枕木或轨道连接螺丝接触而受损严重的现象，确保了斜巷提升安全。

2、结构组成

斜巷不倒翁式防磨绳装置由转轴、专用连接夹板、“H”型支架、立式托辊组成。转轴为直径40mm的圆钢，穿过“H”型支架中上部，并通过专用夹板连接在钢轨轨底上；“H”型支架由100mm槽钢焊接而成，高810mm，外宽430mm；立式托辊安装在“H”型支架上端，托辊直径为100mm，高为350mm，两托辊之间为170mm。“H”型支架下部安装铁块用于配重以确保车辆通过后能够自动复位，安装该装置前，需预挖基础坑，基础坑的尺寸必须确保该装置能够往复摆动。

3、工作原理

不倒翁式防磨绳装置安装在轨道最上端钢丝绳托绳轮的上方3-5米处；当车辆通过时，“H”型支架随车辆运行方向自动卧倒，车辆可自由通过，车辆通过后“H”型支架在下部配重铁块的重力作用下自动站立，钢丝绳在“H”型支架两托辊之间位置往复移动，当提升中心线与轨道中心线发生偏移时，钢丝绳“H”型支架便将钢丝绳约束在两托辊之间往复移动，从而保证了提升中心线和轨道中心线的一致。“H”型支架上的立式托辊之间的距离与轨道托绳轮的宽度相同，当车辆通过防磨绳装置后该装置将钢丝绳约束在托绳轮内，避免了钢丝绳因大幅度往复运动而跳出托绳轮的现象消除了钢丝绳磨损钢轨、枕木或卡在轨道连接螺丝造车的事故。并且“H”型支架可以实现180°摆动，无需人员操作，配重重力作用下便可实现自动卧倒与复位；钢丝绳沿“H”型支架两侧的托辊运行，因托辊可以旋转，可有效保护钢丝绳不受损害。

4、应用效果

协庄煤矿斜巷提升不倒翁式防磨绳装置在采区轨道上（下）后，避免了钢丝绳因磨损钢轨、枕木或轨道连接螺丝而造成磨损严重的现象，钢丝绳沿“H”型支架两侧的托辊运行，因托辊可以旋转，可有效保护钢丝绳不受损害，延长了钢丝绳的使用寿命，通过现场的使用，协庄煤矿-550七采十三层轨道上山和-850二采轨道下山两地点的钢丝绳更换周期分别延长了三个月。“H”型支架可以实现180°自动摆动及复位，无需人员操作，便可实现卧倒与自动复位，无需现场岗位人员人工操作，消除了人工操作时带来的安全隐患，提高了斜巷提升的安全系数。

斜巷轨道提升不倒翁式防磨绳装置装配图

结束语

斜巷提升不倒翁式防磨绳装置的研制及应用，有效解决了斜巷上部托绳轮不起作用造成的钢丝绳与钢轨、枕木或卡在轨道连接螺丝底部，造成钢丝绳加重磨损或弹绳伤人事故问题，延长了钢丝绳的使用寿命，减少了钢丝绳的更换。该装置结构简单、便于制作，并且该装置使用专用夹板直接连接在钢轨底部，无需对轨道进行拆卸或改造，便于安装；该装置随车辆运行方向卧倒，并能在“H”型支架下部配重的作用下自动站立，整个过程中无人员参与，确保了现场人身安全；具有较好的安全效益和经济效益，促进了提升运输工作的安全有序进行，具有较高的推广价值和应用前景。

作者简介：范朋，男，1985年出生，大学学历，助理工程师，现任山东能源新矿集团内蒙能源长城三矿综采工区机电区长，从事机电运输管理与研究工作。