综采工作面设备列车的设计与试验研究

综采工作面设备列车的设计与试验研究

1设备列车使用平板车方案近年来，随着煤矿产量的提高和机械化水平的提高，中国的煤矿开采和开采综合采购机主要用于大型、重型、智能化方向的煤炭开采。如真空磁力启动器发展为组合开关,移动变电站被负荷中心代替,乳化液泵站实现了自动配比,为提高电液支架的供液质量新增了软化水处理设备和为实现综采工作面自动控制增设了“集中控制室”等,导致一个大型现代化的综采工作面配备的设备列车需要20辆平板车搭载运输,总长超出100m,总吨位达到150t之多。虽然列车上的设备已更新换代,但运载设备的列车长期以来依然使用平板车承载,绞车牵引,移动和固定列车的设备和工艺均比较原始落后。国内外综采工作面基本都以十几辆平板车承载编队方式工作,只是牵引移动设备不同。国内大多用固定绞车牵引,有的矿还试用了电缆单轨吊挂拖移装置,解决了设备列车至转载机之间电缆的悬挂和移动问题,而设备列车的工作方式基本不变。采用绞车牵引地轨运输的方式,每次移动都需人工拆卸、安装轨道和车挡,移动和固定绞车,如遇巷道起伏不平时,还需采用绞车对拉的形式完成列车的移动,防跑车措施难以采取,这使得设备列车在移动时不仅工序复杂,效率低下,更重要的是存在很大的安全隐患。在综采工作面变坡起伏巷道中,为彻底改变设备列车采用绞车对拉、地轨运输所造成的重复拆钉道、频繁移动绞车的状况,进一步提高列车爬移的可靠性和工作面的自动化程度,文章设计了一种在工作面巷道使用的单轨悬挂、液压推进及液压制动的设备列车。2设备列车研制目标:研制一种设备列车,具有制动、自行移动功能,同时妥善解决从设备列车至转载机之间矿用电缆、液管等的拖挂问题,从根本上对设备列车工作方式进行彻底革新。设备列车结构简单,操作方便,故障率低,能显著提高设备列车的移动工作效率和满足综采工作面生产要求。在设备列车工作过程中,具有可靠的安全保证,为今后综采工作面实现自动化及远程监控提供必要的技术支持。研制内容:①迈步推移吊挂式设备列车的总体结构、制动方式;②设备及电缆承载小车结构、自移方式;③机械装置设计、加工、调试、试验;④液压系统设计、加工、调试、试验;⑤整体组装、联合调试、试验;⑥工业性试验。3动校车装置制动该设备列车设计原则是安全、可靠、实用、简单。安全可靠性:1)设备列车的电源由一路独立的660V电源提供。液压站安装在胶带机尾架或转载机上,随尾架或转载机一起移动。尾架或转载机移动时,列车不移动;列车移动时,尾架或转载机不移动,保证设备列车不带电移动,符合煤矿安全规程要求。移动设备列车前,须通知变电所断掉列车上的所有设备电源,方可移动。2)制动装置选用安全实效制动方式。每辆制动小车均设有两个弹簧制动机构,由制动液压缸伸缩来控制其夹紧和松开。当制动液压缸在高压油作用下回缩,克服弹簧的阻力,使制动刹车蹄与导轨松开;当制动液压缸失压,压缩的弹簧使制动刹车蹄与导轨夹紧,在摩擦力的作用下,使单轨设备列车迅速制动停车。3)采用快速卸荷的液压制动系统。设备列车长度百余米,制动小车分散布置,液压管路前后跨距大,制动油缸的动作快慢直接影响列车制动与行进的速度。因此,制动油缸采用的特殊结构油缸,使各制动缸的压力油从一端快速卸荷到缸的另一端,然后通过管路慢速流回油箱,确保制动系统快速卸荷制动。4)液压系统保护功能齐全,操作简单方便。液压站设计有溢流阀、自动卸载阀、节流阀、供、回油过滤器、压力、液位及温度显示仪表等。整个设备列车与电缆小车的控制和移动,由两个手动阀控制,只需一人操作,简单方便。实用简单性:1)自带制动单元和动力,不用绞车,自行移动;2)设备列车和电缆小车共用一条悬挂工字钢单轨;3)设备列车的移动与电缆小车移动有机结合、协调运行,只需两个手动阀控制,简单方便;4)电缆与油管、水管分层敷设,安全条理,无须落地;5)在“迈步式自移系统”技术基础上,开发出“同步式自移系统”新技术,克服了“迈步式自移系统”应用于百米长的设备列车出现的“前拥后挤”缺陷,实现了百米长的设备列车,同步协调,行走自如地自移目标。4电缆侧设备车工况液压迈步推移吊挂设备列车的总体设计方案是单轨承载导向、具有制动功能、液压步进自移,与电缆小车同轨运行。液压站安装在胶带尾架并随其移动,设备列车由液压站提供动力,用液压缸步进移动。电缆小车由转载机推移聚拢,设备列车及链条拉动伸展。工作原理:将液压迈步推移吊挂设备列车分为前、中、后三段,三段之间用两条行走油缸铰接起来,各段均布设制动小车,其中:前段和中段各设置六辆制动小车、后段设置四辆制动小车。用油管将前、后段各制动小车的制动缸并联为一组,同组各制动小车的制动缸同时打开和关闭,中间各制动小车的制动缸并联为另一组。设备列车行走时,两组制动小车交替工作,一组打开,另一组制动。不行走时,两组制动小车均制动。前、后两行走缸同步工作形成“同步式自移系统”,使整个设备列车步进前行,有效防止列车上坡时前部堆积,下坡时后部前拥(如图1)。电缆小车紧随设备列车之后,分布于设备列车和转载机间单轨上,托载着电缆和油水管,在设备列车的牵引下伸展散开,在转载机推移下聚拢收缩,一张一驰循环前行。液压迈步推移吊挂设备列车整体设计应满足的各项参数指标如表1所示。5进自移式1)该液压迈步推移吊挂设备列车采用单轨承载导向、液压步进自移的方式,实现了设备列车的高效快速移动,具有安全可靠、使用简单的特点。2)该设备列车在满足设备前移的功能外,解决了从设备列车至转载机之间矿用电缆、液管等的拖挂问题。6特殊情况的地面下新型液压迈步推移吊挂设备列车的研制,将解决绞车牵引所带来的频繁移绞车、用工投