CN101332956A - 小半径曲线斜井有轨提升运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小半径曲线斜井有轨提升运输工法，包括安装提升设备(1)，铺设轨道(2)，安装信号系统，安装地辊(3)，其特征在于：在小半径曲线斜井中采用提升机(1)、轨道(2)、矿车(4)组合的有轨运输系统，在曲线段轨道中设置转向立辊(6)，改装矿车(4)，在矿车(4)上安装绳卡器(5)，安装矿车安全警报系统。本发明实现了在小半径曲线斜井中物料安全高效运输的目的。本发明具有设备工艺简单，易操作，速度快，安全性好，效益显著等优点。本发明可充分利用现有设备，仅需增加一些附件，节约投资，同时提高运输效率，节约了运输成本。

Description

小半径曲线斜井有轨提升运输方法

技术领域

本发明涉及斜井物料提升技术，具体地说，涉及一种小半径曲线斜井有轨物料提升运输方法。

背景技术

在斜井物料提升技术中，“提升机+轨道+矿车”的有轨运输系统是一种设备简单、通用高效的物料运输方法。但在小半径曲线地段，由于矿车运行时受钢丝绳牵引力方向与矿车走行轨中线方向间夹角不断变化的限制，该法难以使用，故曲线地段多采用安全性和效率较低的分段运输法或设备庞大复杂的刮板式输送带运输法。

如图1所示，矿车在曲线上某点的运行方向是曲线的切线方向，而设置在洞口提升机钢丝绳的牵引力方向是弦线方向。这样，矿车在曲线井巷中运行时，在无外力约束情况下，牵引钢丝绳将向曲线内侧偏移。曲线半径越小、曲线越长，偏移量越大，严重时钢丝绳甚至会与斜井洞壁摩擦。所以，在曲线井巷施工中如果要采用效率较高的有轨运输系统，其关键是采取措施，约束牵引钢丝绳，使其沿曲线轨道中心线运动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种小半径曲线斜井有轨提升运输方法，从而实现在小半径曲线斜井中物料安全高效运输的目的。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种小半径曲线斜井有轨提升运输方法，包括安装提升设备，铺设轨道，安装信号系统，安装地辊，其关键在于：在小半径曲线斜井中采用提升机、轨道、矿车组合的有轨运输系统，在曲线段轨道中设置转向立辊，改装矿车，在矿车上安装绳卡器，安装矿车安全警报系统。

所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，具体实施步骤如下：

(一)改装矿车和安装绳卡器，所述矿车设置有钢丝绳连接器，该连接器位于矿车尾部；在所述矿车前部底盘下设置有绳卡器，该绳卡器开有绳槽，该绳槽表面上镶嵌有夹绳器，所述绳卡器通过支座与矿车底盘相连，所述绳卡器所在一侧位于曲线段轨道中心线外侧，牵引钢丝绳从矿车下部穿过所述绳卡器与矿车尾部连接器连接。

(二)设计、安装转向立辊，在曲线段轨道钢枕上安装有转向立辊，该转向立辊主要包括底座、辊体、辊轴和销，所述辊轴由下向上套装底座、辊体，在所述辊体顶端设置有径向凸缘，所述辊轴上端伸出凸缘一部分，所述销径向穿过辊轴上端伸出的部分，所述底座固定在钢枕上，所述转向立辊位于曲线段轨道中心线内侧，所述转向立辊的高度为轨枕面与矿车轮轴下平线的距离减去转向立辊顶端与轮轴下平线之间安全距离，以不碰触到矿车车轴为限。

(三)安装矿车安全警报系统，在曲线段轨道两侧锚焊有立杆，在该立杆上安装一套小滑轮，滑轮上穿钢丝绳，在钢丝绳上安装有行程开关，将钢丝绳与行程开关撞杆顶端固定，所述的钢丝绳与矿车车厢之间设有警报间距。

在矿车前部安装绳卡器，降低钢丝绳的牵引高度，使牵引钢丝绳能顺利引入转向立辊的有效约束区域内，实现钢丝绳沿转向立辊设置位置运行。

为防止钢丝绳在绳卡器的绳槽中滑动，在绳槽表面上镶嵌有夹绳器。为确保钢丝绳与矿车连接可靠，矿车原有的连接器移至矿车尾部，牵引钢丝绳从矿车下部穿过绳卡器与矿车尾部连接器连接。

转向立辊总高度不能超过矿车车轴的下平线高度，否则矿车便无法通过转向立辊。由于转向立辊高度较低，提升机刹车时或因其它因素容易造成牵引钢丝绳跳跃而导致立辊无法约束钢丝绳，因此在转向立辊顶部设置有凸缘来约束钢丝绳，使之不脱离立辊。

转向立辊安装在线路曲线内侧，并偏移轨道中心线一定尺寸，绳卡器安装时向曲线外侧偏移一定尺寸，当矿车运行到转向立辊位置时，转向立辊不会与绳卡器碰撞。

当进入曲线施工段时，由于矿车脱轨不容易及时发现，易造成牵引钢丝绳断裂或溜车事故的发生，因此在曲线段安装矿车脱轨安全警报系统。矿车轮缘一旦爬上钢轨面，矿车车厢便会偏离轨道中心线撞上其中一侧钢丝绳，钢丝绳拉动行程开关向绞车司机发出警报，即可立即停车处理。

所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，所述的轨道直线段采用双线四轨运输，曲线段采用单线双轨运输。两辆矿车同时运行，施工效率大幅提高，缩短了施工时间。

所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，在所述的信号系统绞车液压泵站启动按钮中串入一组警报信号线。当绞车司机起动液压泵站准备起动矿车时，警报器便发出声光警示，洞内人员只要看(听)见警报器发出声光警示便立即走到安全位置。关闭液压泵站停车警报器便可停止声光警示。

所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，所述的地辊的安装高度为轨枕面与绳卡器底面的距离减去地辊上平线与绳卡器底面之间的安全距离，以不碰触到绳卡器为限。由于曲线井巷运输增加了绳卡器，为满足绳卡器通过地辊必须设置有安全距离。

所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，所述的绳卡器所有连接部位采用连续焊接法焊接，所述夹绳器为两半圆形紫铜套，该紫铜套外表面上和所述绳槽表面上各刻有矩形螺纹槽。紫铜质地较软，在夹紧力的作用下能与牵引钢丝绳紧密接触，形成足够的摩擦力。紫铜套与夹绳器之间各刻有矩形螺纹槽，使之相互镶嵌而防止紫铜套与夹绳器相互滑动。

所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，所述的转向立辊在距曲线起点前拉力最大处开始安装转向立辊，在该处连设两组转向立辊及轨距拉杆，所述转向立辊凸缘为五瓣花状，最大径向尺寸为钢丝绳直径1.5倍至2倍，以不碰触到绳卡器为限。在进入曲线段前牵引钢丝绳拉力较大，牵引钢丝绳更易产生跳跃，脱离立辊约束，在该处连设两组转向立辊及轨距拉杆，使钢丝绳更好地约束在立辊有限区域内，安全可靠性更高。为减少凸缘对钢丝绳的连续磨擦，将凸缘设计成五瓣。凸缘尺寸应大于钢丝绳直径1.5倍至2倍，以不碰触到绳卡器为限，这样凸缘既能有效约束牵引钢丝绳，又能使矿车底盘有足够空间通过凸缘部分。

所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，所述的钢丝绳与矿车车厢之间的警报间距为50mm。该间距过大，达不到警报的作用，而间距过小，矿车正常的晃动可能触及钢丝绳，造成误报。

本发明的有益效果是：

1、设备工艺简单：本工法省去了“刮板式输送机”中庞大复杂的设备，只是在直线段有轨运输系统的基础上，对轨道和矿车设备进行适当改造，不需增加设备和人员，易操作。

2、速度快：由于小半径曲线条件带来的限制，在采用有轨运输系统的(分段运输法)时一般要多次进行“井巷内摘挂钩作业”。该项作业大大增加了安全控制难度和降低了作业效率。本工法省去了上述工序，确保了安全，提高了运输施工速度。斜井曲线段开挖月进尺达到77.5m/月。

3、安全性好：采用井外一台矿用提升机提升，在省去井巷内摘挂钩作业的同时，设置了矿车运行综合信号系统和安全警报系统，大大减少了安全风险。

4、效益显著：可充分利用现有设备，仅需增加一些附件，节约投资，同时提高运输效率，节约了运输成本。

附图说明

图1为本发明的工艺原理示意图。

图2为矿车改造前矿车牵引示意图。

图3为本发明矿车牵引示意图。

图4为本发明实施例绳卡器与地辊位置示意图。

图5为本发明实施例绳卡器与转向立辊位置示意图。

图6为本发明转向立辊结构图。

图7为本发明矿车安全警报系统示意图。

图中标号表示：提升设备1、轨道2、地辊3、矿车4、绳卡器5、立辊6、连接器7、支座8、轨枕9、矿车车轴10、立杆11、行程开关12、井口13、游动天轮14、斜井开挖线15、曲线起点16、斜井中线17、开挖掌子面18、牵引钢丝绳19、轮轴下平线20、轨面线21、轨底线22、钢丝绳23、报警器连接电线24、控制室报警器25。

有立辊约束时牵引钢丝绳位置W1，无立辊约束时牵引钢丝绳位置W2。

地辊安装间距L1，绳卡器与地辊安全距离L2，绳卡器中心线与矿车竖直中心线距离L3，立辊辊体靠近中心线一侧与中心线距离L4，立辊顶端与轮轴下平线之间安全距离L5，立杆间距L6，钢丝绳与矿车车厢警报间距L7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1至图7所示，本发明实施例包括如下具体实施步骤：

(一)安装提升设备1

在洞口设计位置安装提升机等通用的斜井提升设备1。安装技术要求与普通斜井运输系统相同。

(二)铺设轨道2

直线段采用双线四道运输，轨道2铺设与普通斜井运输系统轨道铺设技术要求相同。曲线段运输采用单线双轨，钢轨型号及轨距与直线段相同。

(三)安装信号系统

信号通讯系统主要由视频装置和信号灯、电铃、有线及无线电话组成，安装技术要求与普通斜井运输系统相同。另外在绞车液压泵站起动按扭中串入一组警报信号线，警报器在洞内每间隔50m安装一个。

(四)安装地辊3

直线段地辊3安装与普通斜井提升机运输系统一致，进入曲线段时，如图4所示，由于曲线井巷运输增加了绳卡器5，为满足绳卡器5通过地辊3，地辊3的安装高度在绳卡器5底面下40mm处，地辊3支架仍焊接在槽钢上。由于地辊3安装高度较低，为保证牵引钢丝绳19不与地面及轨枕9摩擦，地辊3安装间隔间距L1为8m一组，其结构仍与直线段运输的地辊3相同。

(五)改造矿车4和安装绳卡器5

如图3所示，转向立辊6高度受矿车4底盘(轮轴)高度控制，在改造前矿车4通过立辊6时牵引钢丝绳19无法进入立辊6有效约束区。如图3所示，绳卡器5的作用是将牵引钢丝绳19高度降低，使矿车4通过立辊6时便能将牵引钢丝绳19引入立辊6有效约束区域内，从而使牵引钢丝绳19沿转向立辊6设置的位置运动。为使矿车4与牵引钢丝绳19连接可靠，将原矿车连接器7移至矿车4尾部，牵引钢丝绳19从矿车4下部穿过绳卡器5与矿车尾部连接器7连接。

如图4、图5所示，绳卡器5通过支座8与矿车4底盘相连，所有连接部位采用连续焊接法焊接。为防止牵引钢丝绳19在绳卡器5的绳槽中滑动，在绳槽上镶嵌夹绳器，本实施例中采用一套两半圆形紫铜套，该紫铜套与绳槽之间各刻有矩形螺纹槽。

(六)设计、安装转向立辊6

如图6所示，转向立辊6主要包括底座6c、辊体6b、辊轴6d和销6e，辊轴6d由下向上套装底座6c、辊体6b，在辊体6b顶端设置凸缘6a，辊轴6d上端伸出凸缘6a一部分，销6e径向穿过辊轴6d上端伸出的部分，底座6c固定在轨枕9上。由于牵引钢丝绳19在运动中受外界因素影响较多，运行中经常产生跳动现象，为确保牵引钢丝绳19不从转向立辊6约束区域内滑出，在转向立辊6顶端设计一厚20mm凸缘6a。为减少凸缘6a对牵引钢丝绳19的连续磨擦，将凸缘6a设计成五瓣。本实施例凸缘6a最大径向尺寸应大于牵引钢丝绳19直径1.5倍至2倍，这样凸缘6a既能有效约束牵引钢丝绳19，又能使绳卡器5有足够空间通过凸缘6a。

如图6所示，转向立辊6总高度不能超过矿车轮轴下平线20的高度，否则矿车4便无法通过转向立辊6。转向立辊6的高度为轨枕9面与矿车轮轴下平线20的距离减去转向立辊6顶端与轮轴下平线20之间安全距离L5；本实施例中安全距离L5取15mm。

在距曲线起点16前8m处(本实施例中拉力最大处)开始安装转向立辊6，在该处连设两组转向立辊6及轨距拉杆，转向立辊6之间，轨距拉杆之间的间距均为0.8m；其后转向立辊6安装间距5.0m，轨距拉杆5.0m一组。

立辊6与轨道钢枕9用M20螺栓连接，钢枕9两端各用4根Φ22mm砂浆锚杆将钢枕9与巷道底板锚固在一起，锚杆长1.5m。

(七)安装矿车安全警报系统

如图1、图7所示，在轨道2外侧距离矿车4车厢150mm处，每间距16m(直线段)、8m(曲线段)锚焊一立杆11，立杆11高出车厢底板150mm。立杆11上安装一套小滑轮，滑轮上穿φ3mm钢丝绳23，调整钢丝绳23使之与矿车4车厢警报间距L7为50mm。每相距80m安装一套LX4-12S型行程开关12，将钢丝绳23与行程开关12撞杆顶端固定。矿车4轮缘一旦爬上钢轨2面，矿车4车厢便会偏离轨道中心线17撞上其中一侧钢丝绳23，钢丝绳23拉动行程开关12向绞车司机发出警报，即可立即停车处理。

Claims (8)

1、一种小半径曲线斜井有轨提升运输方法，包括安装提升设备(1)、铺设轨道(2)、安装信号系统、安装地辊(3)，其特征在于：在小半径曲线段中，通过在曲线轨道(2)中设置转向立辊(6)，在矿车上加装绳卡器(5)，使矿车(4)沿曲线轨道运行，并在轨道两侧安装矿车安全警报系统，实时捕捉矿车脱轨信息。

2、根据权利要求1所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，其特征在于：在小半径曲线段按以下步骤进行操作：

(一)改装矿车(4)和安装绳卡器(5)，所述矿车(4)设置有钢丝绳连接器(7)，该连接器(7)位于矿车(4)尾部；在所述矿车(4)前部底盘下设置有绳卡器(5)，该绳卡器(5)开有绳槽，该绳槽表面上镶嵌有夹绳器，所述绳卡器(5)通过支座(8)与矿车(4)底盘相连，所述绳卡器(5)所在一侧位于曲线段轨道中心线(17)外侧，牵引钢丝绳(19)从矿车(4)下部穿过所述绳卡器(5)与矿车(4)尾部连接器(7)连接；

(二)设计、安装转向立辊(6)，在曲线段轨道钢枕(9)上安装有转向立辊(6)，该转向立辊(6)主要包括辊体(6b)、底座(6c)、辊轴(6d)和销(6e)，所述辊轴(6d)由下向上套装底座(6c)、辊体(6b)，在所述辊体(6b)顶端设置有径向凸缘(6a)，所述辊轴(6d)上端伸出凸缘(6a)一部分，所述销(6e)径向穿过辊轴(6d)上端伸出的部分，所述底座(6c)固定在钢枕(9)上，所述转向立辊(6)位于曲线段轨道中心线(17)内侧，所述转向立辊(6)的高度为轨枕(9)面与矿车轮轴下平线(20)的距离减去转向立辊(6)顶端与轮轴下平线(20)之间安全距离(L5)；

(三)安装矿车安全警报系统，在曲线段轨道(2)两侧锚焊有立杆(11)，在该立杆(11)上安装一套小滑轮，滑轮上穿钢丝绳(23)，在钢丝绳(23)上安装有行程开关(12)，将该钢丝绳(23)与行程开关(12)撞杆顶端固定，该钢丝绳(23)与矿车(4)车厢之间设有警报间距(L7)。

3、根据权利要求1所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，其特征在于：所述的轨道(2)直线段采用双线四轨运输，曲线段采用单线双轨运输。

4、根据权利要求1所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，其特征在于：在所述的信号系统绞车液压泵站启动按钮中串入一组警报信号线。

5、根据权利要求1或2所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，其特征在于：所述的地辊(3)的安装高度为轨枕(9)面与绳卡器(5)底面的距离减去地辊(3)上平线与绳卡器(5)底面之间的安全距离(L2)。

6、根据权利要求1或2所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，其特征在于：所述的绳卡器(5)所有连接部位采用连续焊接法焊接，所述夹绳器为两半圆形紫铜套，该夹绳器外表面上和所述绳槽表面上各刻有矩形螺纹槽。

7、根据权利要求1或2所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，其特征在于：所述的转向立辊(6)在距曲线起点(16)前拉力最大处开始安装，在该处连设两组转向立辊(6)及轨距拉杆；所述转向立辊凸缘(6a)为五瓣花状，最大径向尺寸为牵引钢丝绳(19)直径1.5倍至2倍。

8、根据权利要求2所述的小半径曲线斜井有轨提升运输方法，其特征在于：所述的钢丝绳(23)与矿车(4)车厢之间的警报间距(L7)为50mm。

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