太极极极式极近距离绳绞车运输性能研究

太极极极式极近距离绳绞车运输性能研究

极端部门的绞车通过绞车和平尾之间的摩擦产生了阻力，并通过钢丝绳引导矿车。与传统的预紧器生产车相比，浅绿色无效车的交通性能具有以下特点。(1)调度绞车(回柱绞车)由于滚筒容绳量的限制,最长运输不超过400m;无极绳绞车的钢丝绳为一个闭合的环形,连续输送距离可达5000m以上。(2)巷道有较多的变坡时,调度绞车钢丝绳张力不恒定,在较小牵引力的区段运行时,钢丝绳张力较小,因而钢丝绳在滚筒上緾绕的绳圈较松;而当牵引力变大时,钢丝绳张力变大,钢丝绳在滚筒上緾绕的绳圈较紧,这时会产生钢丝绳咬绳现象及速度冲击,严重时会产生乱圈现象。威胁运输安全。无极绳绞车在钢丝绳牵引力变化时,张紧绳装置会自动保持钢丝绳的张紧状态,钢丝绳不会产生乱圈现象。(3)运输线路较长时,调度绞车运输需安设多部绞车,在更换绞车的地点还需设置平车场,以便摘挂绞车钢丝绳钩头,在输送线路中部,需施工错车线以便进、回车错车。而无极绳绞车可实现长距离连续输送,输送中间部不需施工调车车场,使输送线路设施简化,并提高了安全性,减少了操作人员。(4)由于无极绳绞车配置双速电机,在重载时可用低速输送,在轻载时采用高速运行,因而输送效率较调度绞车提高2倍以上,应用于综采工作面的设备安装和回撤,可有效缩短工期。(5)新集一矿现用的调度绞车最大牵引功率为55kW(JD-55),无极绳绞车牵引功率为90kW(KNKWGP-90/600J(1.0)型),无极绳绞车一次输送能力较调度绞车提高近1倍,一次可输送整台支架,这对综采工作面设备的快速安装和撤除极为有利。1重锤试验和压绳轮易发生滑轮的原因分析2002年,张集矿150801工作面风巷首次采用KWGP-90/600-0.5(1.0)型无极绳绞车,用于综采工作面安装设备的输送,该无极绳绞车是由河北某煤炭研究所生产、安装设计,并派专人指导安装、使用及维护。150801工作面输送线路全长1800m,输送线路较复杂,其中有一个90°水平转弯,且有多处较大的变坡,最大一处变坡为-20°～16°,无极绳绞车在使用过程中故障频发,严重滞后了安装工期。总结此次无极绳绞车的使用经验,发现存在以下几方面问题。(1)输送线路中有90°水平转弯一处,并有多处变坡,在使用中需用的转弯护轨、压绳轮及托绳轮较多,致使钢丝绳运动阻力增大,钢丝绳在绳轮上易产生打滑现象。(2)每次输送两车,即一个整支架的载荷,由于两平车之间的连接装置不牢固,在水平转弯处易发生脱轨事故。(3)由于变坡倾角较大,加之在变坡点轨道垂直弯曲半径偏小,车辆运行至变坡点时,车辆产生较大的加速度,造成车辆运行前方的牵引钢丝绳突然松弛,车辆运行方向后方的钢丝绳突然绷紧,钢丝绳张力产生急剧变化,因而造成绷紧钢丝绳端的张紧器重锤产生向上加速度。由于惯性作用,在重锤向上运动结束时,重锤钢丝绳处于松弛状态,这时重锤又向下产生重力加速运动,钢丝绳又受到重力与惯性力联合作用而突然绷紧,加之重锤钢丝绳导向滑轮直径偏小,产生的弯曲应力大,极易造成钢丝绳断裂或重锤落地事故,致使钢丝绳牵引力变化时,钢丝绳张力得不到调节,导致钢丝绳在绳轮上打滑。(4)由于凹变坡处垂直弯曲半径较小,压绳轮承受较大的向上合力,使钢丝绳从压绳轮中脱离,钢丝绳产生飘绳现象。而张紧器吸收绳长有限,致使张紧器重锤落地,造成张紧器失去调节钢丝绳张力的作用,摩擦驱动力急剧减小,导致钢丝绳在绞车绳轮上打滑,造成绞车绳轮聚氨酯轮衬迅速严重磨损。(5)由于输送线路变坡落差大,钢丝绳在发生飘绳并急剧跳动时,刮磨巷道顶板、棚梁及金属网产生火花,严重威肋矿井安全。(6)在输送多台平车时,由于车辆连接装置性能差容易发生脱轨事故。(7)曾发生减速器一轴断裂事故,一度使工作面设备安装工作停滞。(8)钢丝绳弹出压绳轮后,储绳牵引车在通过压绳轮时,由于钢丝绳在压绳轮上外部,牵引臂冲开压绳车时,会对钢丝绳造成机械损伤。(9)在钢丝绳向上分力较大处,发生压绳轮断轴时,压绳轮将被弹出的钢丝绳“弹飞”,易发生人身伤害事故。基于上述问题,无极绳绞车在150801工作面回撤后,没有再次投用。2改进设计方案2004年新集一矿210602综采工作面准备期间,再次采用无极绳绞车输送工作面安装设备,并派人到顾桥煤矿参观无极绳绞车的使用状况,使人们对无极绳绞车的使用有了进一步的认识。新集一矿无极绳绞车安装地点为210602工作面风巷与六煤运输下山联巷处,回线站设在上切眼吊装硐室外侧,该运输线路坡度起伏变化简单,但驱动装置、张紧器均设在倾角为5°的斜巷,根据输送线路的特点,并结合顾桥矿的使用情况及张集矿使用无极绳绞车的经验教训,做出以下改进设计方案。(1)由于六煤轨道下山提上来的车辆需甩入风巷,钢丝绳无法从轨道上方通过,故需增压绳轮将钢丝绳导入轨道下山和风巷甩车弯道的轨道下方,经压绳轮导向后轨中绳变向了35°,轨外绳变向了22°,导绳轮均承受较大的向上合力,而厂家配置的压绳轮直径较小,且压绳轮轴仅有30mm,钢丝绳受到的弯曲应力较大,承载能力低,易导致钢丝绳断丝及压绳轮过早损坏。因而决定自制压绳装置,压绳轮采用40TX型刮板机尾滚筒,压绳轮架自行设计,自行设计的压绳装置完全满足无极绳绞车运行输送的需要。(2)由于无极绳绞车的驱动装置、张紧器均设在斜巷中,而驱动装置、张紧器又需水平安设。将驱动装置、张紧器基础设计为“台阶”式布置,即驱动装置的基础最高,张紧器的基础在中间的“台阶”上,自制的压绳装置基础设在最低的“台阶”上,其目的是使钢丝绳便于在轨道下方通过(3)在输送线路中尽量少设三轮压绳轮,仅在钢丝绳过风门处设压绳轮,以便钢丝绳在风门下方通过,这样会减少钢丝绳运动阻力,还可避免钢丝绳从压绳轮中弹出而造成事故。(4)平车运行至外绳飘绳处,如钢丝绳与平车发生干涉时,可用外绳压绳滑轮配合锚链或钢丝绳,将钢丝绳拉向巷帮。210602工作面风巷无级绳绞车每次输送一车,一台支架分两次输送,单个原班可输送6台整支架,完全满足工作面的安装需要。在完成工作面所有设备的打运过程中,无极绳绞车仅出现三次掉道及驱动滚筒衬垫损坏等小故障,如期圆满完成了此次打运任务。3减少导向压绳轮的设置(1)安装使用无极绳绞车的巷道时,尽量不要有水平转弯,以减少钢丝绳的运动阻力,并可减少掉道事故的发生。(2)巷道变坡点垂直曲线半径应不小于15m,以避免输送的车辆在变坡点产生过大的加速度,造成钢丝绳张力突变而导致张紧重锤上下剧烈窜动。(3)钢丝绳尽量减少变向,尽量减小变向角度,从而减少导向压绳轮的设置及减小变向压绳轮的径向载荷。(4)轨道尽可能铺设成直线,轨道质量应达到合格品要求,以减少掉道事故的发生。(5)在凹变坡处,只要飘起的钢丝绳不刮顶板,可不设压绳轮,避免钢丝绳因从压绳轮中弹出而造成钢丝绳张力突变。(6)在凸变坡点托绳轮的设置可增加,避免钢丝绳刮磨底板,造成钢丝绳运动阻力增大和钢丝绳的磨损。(7)建议厂家将回绳站设计为多种固定方式,如锚杆地锚、索具(锚链、钢丝绳)地锚及压柱方式固定等,以适应不同的地质条件巷道和便于回绳