煤矿井下钢丝绳牵引卡轨车技术的分析

李文宇

（西山煤电股份有限公司西铭矿，山西 太原 030052）

引言

近年来，工业、商业和国内生产过程对钢丝牵引技术水平要求显著增强[1-2]。因此，相关专家学者致力于在钢丝牵引技术方面发现和开发新技术，以缓解该技术存在的问题。钢丝绳牵引卡轨车技术的概念于20 世纪40 年代被提出，在70 年代被广泛采用[6]。

1 煤矿井下钢丝绳牵引卡轨车的用途和特点

1.1 卡轨车的用途

煤矿井下钢丝绳牵引卡轨车适用于采用钢丝绳牵引的一般轨道上的运输设备，该卡轨车具有运输距离长、倾斜角大、载重吨位高的特点。它能够在金属矿上的巷道工作，也能够在有起伏变化的坡度轨道上运输，倾斜角最大不能大于30°。它能够将重型设备和材料直接运输至目的地，代替工作人员完成不方便完成的工作。

1.2 卡轨车的特点

1）该设备具有两种并行的制动系统装置，两种系统相互配合，鲁棒性高。通过按钮对其进行控制，操作简单，对工人的操作要求低。

2）该设备既可以在综采区运输，也能够在集中轨道巷中使用，还可以为煤矿掘进提供配套服务。

3）在不同环境条件下，通过采用不同轮组的配置，煤矿井下钢丝绳牵引卡轨车能够适应不同坡度轨道的运输需求，结构固定灵活，拆卸装配方便，运输便捷。

4）该设备采用带张紧力保护的张紧钢丝绳，张力随着牵引变化而变化。钢丝绳中加入导向轮，将钢丝绳分成两部分，以免出现咬绳现象，同时较少绳之间的磨损使钢丝绳使用寿命更长。该设备的储绳结构能够实现不同距离之间的运输，避免钢丝绳浪费。

5）该设备在安全区域内能够直达运输点，不需要中途转载，这样减少了人力搬运倒车的次数，减少了工人的无用劳动，同时大幅度降低了管理难度和设备的使用故障率。

2 技术应用

2.1 工作原理

绞车是基于煤矿井下钢丝绳牵引的卡轨车的动力来源，发动机提供源动力，经过绞车滚筒的转动，加之以与钢丝绳之间的摩擦力使得绳子运动，钢丝绳进而能够牵引轨道上的牵引车，从而实现提升重物的效果，实现过程如图1 所示。

图1 煤矿井下钢丝绳牵引卡轨车总图

2.2 工作条件

必须要求在矿用轨道上，并且物体质量要满足送运要求；需采用专用的连接器连接卡轨；轨道要顺直，禁止出现阴阳轨道，且间距符合500～600 mm 范围内；转弯处的曲率半径小于9 m，并且弯道上不能有岔道出现；出现坡度的地方需要平缓过度，曲线的半径要不小于15 m；绞车的安装位置要满足宽度范围在3～4 m 之内；对于岔道比较多的巷道区域（采取上山以及轨道集中的地方），需要采用木轨枕，以保证绳子通过。

2.3 绞车

绞车是整个系统设计中的源动力部分，传动方式为机械传动，由底座、电机、减速器、制动器组成。底座为整个系统提供基础固定，减速器采用硬齿面齿轮装置，滚筒部分由主轴、传动等组成，见下页图2。

图2 绞车组成图示

2.4 张紧装置

为了保证钢丝绳有一定力度的张力，必须对钢丝绳牵引卡轨车配置张紧装置，如图3 所示。该装置为重锤式，主要包括张紧绳轮、定论组、动轮组、张紧力下降保护、框架、防护网、配重等。它能够吸收钢丝绳系统弹性变形伸长部分，并且能够为绞车产生初张力，保证了钢丝绳在卷筒上稳定的压力，促进绞车的正常牵引。

图3 张紧装置示意图

2.5 制动装置

制动装置如图4 所示，属于失效安全型。该装置在正常运行时，无杆腔体注入液体，使得制动缸伸长，闸钳打开，并且将闸块提升离开轨道面，车能够正常运行。当需要停止时，将无杆腔内的压力释放，使得制动缸收缩，闸钳关闭，实现了制动器夹紧轨道。

图4 制动装置示意图

3 结论

本文研究了煤矿井下钢丝绳牵引卡轨车的关键技术，其中包括绞车、张紧装置、制动装置结构，确定主要技术参数。并开发出适用于长距离、大倾角、多变坡、大吨位工况条件下的工作面顺槽、采区上（下）山和集中轨道巷等材料、设备以及人员的不经转载的直达运输工具。研究结果表明，该技术的应用使得牵引卡轨车可靠性提升、操作更容易、一机多能用途广泛，并且容绳量大，运行费用低，安全系数更高，更适合现代化煤矿井下开采。