四川省攀枝花市攀煤集团花山煤矿 四川攀枝花 617066
摘要：煤矿安全生产是煤炭行业的生命线，减员提效是时代发展的要求。大力发展机械化、智能化，是实现和谐煤矿的必要保证。单轨吊车装置在矿井安全生产中的应用和推广，在煤矿安全形势空前严峻和煤矿职工严重不足的今天有着更为重要的经济意义和政治意义。本文重点针对气动单轨吊车装置的工作原理、安装使用要求等进行分析和探讨，对新旧两种运输方式进行对比，大力推广和应用气动单轨吊车装置的意义。
关键词：单轨吊 效率 安全 经济 应用与发展
1 背景及推广意义
1.1气动单轨吊国内外研究现状
1.1.1国外研究概况
自20世纪50年代末起，在一些产煤大国，单轨吊车成为井下运输人员、设备和材料的重要运输工具之一。发展到目前，欧洲各产煤国家均已普遍使用单轨吊车进行井下材料运输。研究表明，单轨吊车不仅可以用于采区顺槽运输，还可以用于主要巷道的辅助运输。鉴于以上优点，今后单轨吊的使用数量将逐渐增多，因此各国制造厂家相继研发了各种类型的单轨吊，并对其运输性能、安全性和适应性进行了大量改进，不断降低成本，提高性能，逐渐降低使用费用。
1.1.2 国内研究现状及发展
到目前为止，单轨吊的生产水平已近超过国际水平。近年来国内许多厂家研制出了各种型号的单轨吊，虽然技术水平参差不齐，但安全性能完全能够满足国家安全生产要求。气动单轨吊凭借其成本低廉、运输灵活等优势，成为单轨吊市场的主流产品。
在煤矿运输中，相较于其他轨道运输车辆，气动单轨吊具有明显的优势，成本低廉、运行灵活、对巷道变形适应能力强，有广泛的应用前景。
走机械化、智能化之路是构建安全高效和谐矿井的时代要求，也是当今解决煤矿职工老龄化、减员严重、招工难、只出不进、收入不高等普遍困难现状的最有力措施。
所以加大推广应用气动单轨吊车装置是安全所需，时代要求。
2 结合气动单轨吊车装置在我矿安装实际情况，对本装置的构成、工作原理、使用要求等进行详细分析和探讨。
2.1 气动单轨吊的外形结构及井下安装实际图和示意图
2.2 DQD20型气动单轨吊装置介绍
2.2.1 型号的组成及其代表意义
DQD20（D单轨吊，Q气动，D调度，20最大牵引力KN）
2.2.2使用环境条件
DQD20 气动单轨吊车适用于环境为瓦斯或粉尘、易燃易爆气体间断或连续存在的环境中，环境温度：-25℃～40℃，巷道或空间通风量不小于 300m3/min。
DQD20 气动单轨吊车必须使用在照明条件充足的情况下。
2.2.3主要技术参数。最大牵引力：20KN；水平最大速度0.4m.s-1；工作压力0.4-0.6MPa；软管直径 φ32mm；最大爬坡角度20°；整车（长×宽×高）5342×808×879mm；整车重量：700kg；水平最小转弯半径：4m；垂直最小转弯半径8m；操作方式：手动操作；气动马达功率3.9KW×2，耗气量4.88m3/min×2；气动葫芦起重量5.0T×2，耗气量2.5m3/min×2。
2.2.4 结构组成
2.2.4.1组成
本机车主要包含：驱动单元、连接杆、两部气动葫芦、尾部制动、操控器。
2.2.4.2工作原理说明
首先打开主进气管开关即截止阀ø25（1″）打开，把操控装置上的操作手柄向一个方向推动，工作制动装置会同时打开，机车朝这个方向行驶，把操作手柄向反方向推动，机车会朝反方向行驶。
当机车需要停在指定的工作位置时，把操作手柄回到零位（初始位置），快速放气阀打开，制动气缸收缩，刹车弹簧张开，制动闸片闭合抱死，机车停止运行。
气动葫芦工作也是由气动葫芦操控装置来完成，推动气动葫芦的操控手柄朝正方向移动可以控制气动葫芦的提升作业，推动气动葫芦的操控手柄朝反方向移动可以控制气动葫芦的下降作业。
当气动葫芦作业时，机车是不能行使的，当机车行使时气动葫芦也是不能工作的。
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气动单轨吊井下安装示意图
2.2.4.3 主要部位的描述
（1）驱动单元由两个气动马达通过法兰连接到齿轮变速箱所构成。齿轮变速箱和驱动轮靠传动轴连接传动。
（2）驱动轮是靠夹紧螺杆的夹紧螺母压紧在单轨运输系统的I140E型轨道上。驱动轮通过滚动轴承安装在力臂末端的安装孔中，与之相对应的力臂的另一端通过连接轴将力臂与行走小车连接在一块。
（3）气动系统由一个关断阀，一个油雾器，一个空气滤清器，一个三通阀，一个控制按钮和软管分布系统组成。
2.2.5使用操作要求
2.2.5.1在使用驱动单元之前首先进行以下检查
（1）驱动单元两端的连接杆连是否连接可靠。（2）变速箱是否漏油以及油雾器是否漏气。（3）气动系统中是否有水。（4）控制按钮的功能是否正常。（5）所有的密封盖是否都正确安装。（6）检查水和润滑油在单轨运输系统的整个运输过程中的状态。（7）检查地面上可能妨碍输气管路的障碍物。（8）将进气阀门打开。
2.2.5.2驱动单元在运行过程中，操作人员应该注意：
（1）仅仅用进气阀门就可以控制速度和牵引力的大小。在调节速度和牵引力大小时应该注意安全并在规定的地方进行。
（2）在驱动单元行进之后，靠弹簧的压紧力平稳制动，以观察驱动单元自由移动的距离。
（3）不能对驱动单元的结构做任何改变并且随时报告机车的故障情况。
2.2.5.3在驱动单元使用结束后或者轮换工作人员时应注意以下几点：
（1）停放驱动单元到单轨运输系统上安全的位置，以确保它不会溜走或者被水淋到。
（2）将操作手柄放到驱动单元的框架挂钩上。
（3）关闭驱动单元上与输送软管连接的进气阀门以及压缩空气气源处的阀门。
（4）在长期不工作的状态下，切断输送软管与驱动单元之间的连接。
3.单轨吊安装（从轨道选型、轨道安装、吊挂链生根方式、稳固装置、轨道铺设标准、单轨吊梁底面距巷道底板高度等方面论述设备安装）
3.1单轨吊轨道选型
（1）轨道采用（I140E）轻轨轨道
（2）平线段采用2.4米/根直轨、曲线段采用1.5米/根弯轨。
3.2 单轨吊轨道安装
（1）悬吊单轨吊轨道采用专用吊挂板及树脂全螺纹锚杆（φ20mm，L=2200mm），垂直于巷道顶板。悬挂板尽可能贴紧岩面，若不能紧贴应在悬挂板上方用留有50mm空间，并在吊挂板下方锚杆螺纹上加平垫螺帽，背紧悬挂板。
（2）单轨吊轨道吊挂必须使用高强度螺栓（10.9级以上），吊链采用18*64以上的高强圆环链，和与之相配套的U型环（T6.5级）。
（3）所有轨道连接件必须配套使用，严禁用异物代替。
（4）交叉转角处，用弯轨链接。
3.3单轨吊吊挂链生根方式
巷道由两根锚杆（φ20*22m）固定一个专用吊板，用两根吊链将吊板和轨道连接起来
3.4单轨吊吊挂防摆装置
平巷道每10根安装一根带横拉板直轨，斜巷道每5根安装一根带横拉板直轨。斜巷段吊链铅垂位置与轨道接头前后偏差：10°以下巷道不得超过70mm，10°以上巷道不得超过200mm，但吊挂点必须设在垂直轨道吊挂点的偏上位置
3.5 单轨吊轨道铺设标准
（1）轨道铺设要求目视直顺，轨道无明显变形，轨道接头水平、垂直偏差均不得大于2mm，接头间隙3-5mm，直线段目视直顺，无明显折点，用10m的弦量不超过20mm。弯道接头摆角水平方向不超过3o，垂直方向不超过7o。曲线过渡要圆顺，同一线路必须使用同型号单轨，道岔单轨要与线路单轨型号一致。
（2）轨道垂直方向偏移角小于3°，水平方向偏移角小于1°。轨道链接部的锥形口角度为4至6度。轨道与吊链夹角：80°≤γ≤100°，轨道与吊板夹角：-3°≤α≤3°，两连接轨道上平面夹角-1°≤β≤1。
（3）道岔轨道无变形，活动轨道动作灵敏，准确到位，闭锁可靠，道岔悬挂点均匀分布在道岔的吊挂点上。
（4）单轨吊弯道平曲率半径不得小于4m，垂曲率半径不得小于8m，运行上山坡度不得超过20°。弯道处轨道内外侧应安装拉紧绳索，以保持轨道水平。
3.6 现场单轨吊安装实际要求
根据断面设计，原轨道设计中心位置更替为单轨吊安装位置，即可满足单轨吊运行要求。（下帮高度不小于2.2m，高度亦满足条件）
不影响巷道掘进；皮带H架向下帮1米位置确定为巷道单轨吊位置，可满足单轨吊安装、运行要求。
3.7单轨吊梁底面距巷道底板高度：
巷道高度按满足单轨吊吊运最高设备时距巷道底板的间隙不小于0.2m确定，距行人侧巷帮最突出部位的间距不小于0.7m（无法保证时，可设置躲避硐，严格执行“行车不行人，行人不行车”），另一侧间距不小于0.3m，驱动轮距巷道顶最突出部分（包括锚杆、金属网、碹体等）不小于0.1m。
4新旧运输方式进行对比
4.1 未安装气动单轨吊车装置之前：
花山煤矿采掘回风巷、运输巷材料运输一直采用电瓶车与绞车相结合的旧的运输方式，存在以下缺点：
（1）安全性能差，机械化程度不高，并且要投入大量人力物力进行检查维护，存在很大的安全隐患。
（2）大件车运输时，不仅要保证运输道况良好，并且机车司机、绞车司机精力要高度集中，控制好绞车速度、机车速度，否则极易发生大件车掉道、侧翻等突发情况，在人员进行处理突发情况过程中极易发生安全事故。
（3）效率低。比如在进行某综采工作面安装时，由于回风巷地质变化构造变化大，需要投入7台绞车，7名绞车司机，工序多且相互制约，大大影响安装进展速度。
4.2安装气动单轨吊车装置之后：
目前我矿正在24152运输巷气动单轨吊车装置的安装，并投入了使用，效果十分明显。主要有以下几个优点：
（1）对巷道条件要求低，适应能力强，爬坡能力强，可以适应起伏多和弯道多的复杂情况.
（2）完全不受巷道顶板、地面变形等情况影响，降低了整个运输巷道维护成本，轨道可以回收重复使用。
（3）可实现远距离连续运输，整个运输过程无需转载，运输效率相对比较高。
（4）大多数的单轨吊设备截面很小，因此可以完成胶带机巷道运输任务。
（5）运行相对安全，不会轻易出现跑车、掉道等情况，能实现重型物料如重型液压支架的整体搬运。
（6）机械化程度高，安全性能好，节省了大量人力物力，最大程度克服了人员严重不足的缺点，可以把节约下来运料人员投入到别的生产环节中去。
5 结论
研究探讨如何提高气动单轨吊车装置在矿井安全生产中的应用与发展，在花山煤矿气动单轨吊车装置实际使用中得到了充分的论证。安装好维护好使用好气动单轨吊车装置，其意义将十分重大。从根本上满足了安全吊运、快速吊运、经济吊运的要求。通过和以往传统的吊运装置、吊运观念相比较，气动单轨吊车装置在矿井安全生产中的推广，对促进煤矿的机械化发展之路，矿山的和谐发展发挥重要的作用。