CN117090627A - 一种综采工作面顺槽铺运单轨列车系统及前进方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤矿井下运输设备技术领域，特别是一种综采工作面顺槽铺运单轨列车系统及前进方法，其中一种综采工作面顺槽铺运单轨列车系统，包括依次相连的拖车、列车组、管缆伸缩装置，管缆伸缩装置的尾部与转载机相连，在列车组的下方铺设有轨道，列车组沿轨道行进，拖车通过十字连接头与轨道相连，并牵引轨道前进；其前进方法包括拉移轨道、拉移列车组、工作面推进、循环前进的步骤进行。本发明通过轨道与列车的长距离交替移动，无需频繁拆轨铺轨，无需绞车钢丝绳牵引，实现列车的快速连续移动，可有效降低工人劳动强度和作业时间，提升列车运行的安全性。

Description

一种综采工作面顺槽铺运单轨列车系统及前进方法

技术领域

本发明涉及煤矿井下运输设备技术领域，特别是一种综采工作面顺槽铺运单轨列车系统及前进方法。

背景技术

当前我国大部分煤矿综采工作面为液压支架、采煤机、运输机等配套的供电、供液、水处理、集控等设备均布置于顺槽内，由设备列车装载随工作面的推进移动。在工作面推进至接近停采线时，由于列车较长，需要将接车转弯移动至大巷，使工作面可以继续推进，提高资源回收率。

井下所用设备列车主要分为有轨设备列车和迈步式设备列车。有轨设备列车需预先铺设轨道，一般采用绞车、钢丝绳牵引方式移动，这种设备列车移动步骤繁琐、作业人员较多，而且需要频繁拆轨铺轨，作业过程安全系数低，员工劳动强度大。而迈步式设备列车轨道与车体交替移动，前进时无需提前铺设轨道和绞车牵引，在设备列车头部设置戗顶机构，通过推移千斤顶连接戗顶机构和列车车体，利用迈步自移的工作原理，通过人工操作操纵阀或遥控器进行列车移动控制，在一定程度上提高了设备运行的安全性和便捷性，但该种列车为非连续型行走，行走速度较慢，同时由于两侧轨道的限制工作面末采时转弯困难。因此，急需一种新的列车系统解决频繁拆轨铺轨劳动强度大和末采转弯困难的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明具体采用以下技术方案。

设计一种综采工作面顺槽铺运单轨列车系统，沿列车的行进方向包括依次相连的拖车、列车组、管缆伸缩装置，所述管缆伸缩装置的尾部与转载机相连，在所述列车组的下方铺设有轨道，所述列车组沿轨道行进，所述拖车通过十字连接头与轨道相连，并牵引轨道前进；

所述列车组由头车部和若干个运输车组成，所述头车部的车体与运输车的车体之间以及各运输车的车体之间分别铰接连接，且各运输车在头车部的牵引下沿轨道前进，在所述运输车的底盘下端设有导向滑道，所述导向滑道与单轨配合滑动连接；

所述轨道采用多个单轨相连的形式组成，且每个单轨主要由从上到下依次相连的销排、齿轨座、基座组成，其底部与巷道底板相接触，且在每个基座的两端分别设有用于连接相邻单轨的螺栓连接孔，多个单轨之间通过螺栓相连，所述销排的中轴线与轨道的中轴线重合设置。

优选地，在相邻两个车体之间设有辅助车体连接的链条。

优选地，所述头车部由驾驶仓、动力单元、齿轨轮、导向滑靴组成，所述驾驶舱位于头车部的最前端，所述动力单元位于驾驶舱的后端，并配置有控制箱、变频箱、变频电机、减速机，所述齿轨轮设在驾驶舱与动力单元之间的底盘位置，并连接在减速器的输出轴上，所述变频箱与变频电机电连接，且所述变频电机在变频箱的供电和减速器的配合下驱动齿轨轮旋转；

所述导向滑靴设在底盘的下端并与齿轨轮对应配合设置，且所述导向滑靴的下部与销排配合滑动连接，所述齿轨轮的齿牙与销排齿的齿牙相啮合，以使头车部在齿轨轮的旋转驱动下沿轨道前进。

优选地，在所述导向滑靴的上端开设有缺口，所述齿轨轮的下部安装在缺口内。

优选地，所述拖车、运输车、头车部的车体底部均采用可抱闸的四轮结构。

优选地，在所述车体的四角处分别设有制动油缸。

一种综采工作面顺槽铺运单轨列车的前进方法，包括以下步骤：

S1：拉移轨道：收回拖车的制动油缸，控制拖车拉移整个轨道前进20-50米距离(头车齿轨轮反转配合)，此时拖车与列车组的头车部相距20-50米，使轨道尾部与管缆伸缩装置尾部平齐，管缆伸缩装置处于收缩状态，到位后使拖车的制动油缸伸出，辅助拖车停车制动，防止溜车；

S2:拉移列车组：收回头车部的制动油缸，控制列车组在头车部的牵引下沿轨道前移至轨道拖车处(头车齿轨轮正转)，同时将管缆伸缩装置拉开，轨道尾部仍与管缆伸缩装置尾部平齐，到位后使头车部的制动油缸伸出，辅助头车部停车制动，防止溜车；

S3:工作面推进：随着工作面的推进，转载机前移，并推动管缆伸缩装置逐步收缩；

S4:循环前进：管缆伸缩装置收缩至首部极限位置后，继续重复步骤S1，即可实现列车系统的循环前进。

本发明的有益效果在于：

1.本发明中利用齿轨轮与销排齿形啮合，并通过变频电机驱动齿轨轮旋转，实现推进头车部牵引运输车在轨道上前进，而且在前进的过程中，运输车的底部采用导向滑动与轨道滑动连接的方式，使运输车移动时更加安全稳定；而且在头车部车体底盘的下部设导向滑靴，且导向滑靴与销排滑动配合连接，可以用于承载列车组移动时的重力，避免长期只依靠齿轨轮在销排上行走，增加齿轨轮损坏率，从而导致这个设备故障，进而列车组前进时更加稳定、安全可靠。

2.本发明列车系统通过轨道与列车的长距离交替移动，无需频繁拆轨铺轨，无需绞车钢丝绳牵引，实现列车的快速连续移动，可有效降低工人劳动强度和作业时间，提升列车运行的安全性；同时，接近末采时可通过弯曲单轨的铺设，在轨道的导向作用下实现转弯功能，助力煤矿开采的安全、高效、便捷。

附图说明

图1是本发明结构的整体结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是本发明中拖车的整体结构示意图；

图4是本发明中拖车与单轨配合安装的结构示意图；

图5是本发明中运输车与单轨配合安装的结构示意图；

图6是图5中的A处放大结构示意图；

图中标号为：1拖车，2头车部，21齿轨轮，22驾驶舱，23动力单元，24导向滑靴，3十字连接头，4运输车，41导向滑道，5管缆伸缩装置，6轨道，61基座，62齿轨座，63销排，64螺栓连接孔，7链条，8制动油缸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种综采工作面顺槽铺运单轨列车系统，如图1至图6所示，沿列车的行进方向包括依次相连的拖车1、列车组、管缆伸缩装置5，管缆伸缩装置5的尾部与转载机相连，在列车组的下方铺设有轨道6，列车组沿轨道6行进，拖车1通过十字连接头3与轨道6相连，并牵引轨道6前进；管缆伸缩装置5连接于列车组尾部，用于支撑放置电缆、水管，列车前进时管缆伸缩装置5拉开，工作面推进转载机前进时，管缆伸缩装置5收缩，且电缆和水管一起随管缆伸缩装置5伸缩，可有效减少列车组移动的频次，伸缩装置的数量可根据需要增减。

列车组由头车部2和若干个运输车4组成，头车部2的车体与运输车4的车体之间以及各运输车4的车体之间分别通过十字连接头3铰接，且各运输车4在头车部2的牵引下沿轨道6前进；在相邻两个车体之间设有辅助车体连接的链条7。

拖车1、运输车4、头车部2的车体底部均采用可抱闸的四轮结构。

且在车体的四角处分别设有制动油缸8，用于辅助制动，防止停车时溜车。

头车部2由驾驶仓、动力单元23、齿轨轮21、导向滑靴24组成，驾驶舱22位于头车部2的最前端，并配置有操作台和显示面板，用于控制列车的前进；动力单元23位于驾驶舱22的后端，并配置有控制箱、变频箱、变频电机、减速机，齿轨轮21设在驾驶舱22与动力单元23之间的底盘位置，并连接在减速器的输出轴上，减速器速比为60，起增大扭矩和控制输出转速作用，变频箱与变频电机电连接，且变频电机在变频箱的供电和减速器的配合下驱动齿轨轮21旋转，以使齿轨轮21实现正转、反转、抱死工作状态的切换；

导向滑靴24设在底盘的下端并与齿轨轮21对应配合设置，且导向滑靴24的下部与销排63配合滑动连接，齿轨轮21的齿牙与销排63齿的齿牙相啮合，以使头车部2在齿轨轮21的旋转驱动下沿轨道6前进。

在导向滑靴24的上端开设有缺口，齿轨轮21的下部安装在缺口内。

轨道6采用多个单轨相连的形式组成，且每个单轨主要由从上到下依次相连的销排63、齿轨座62、基座61组成，其底部与巷道底板相接触，可以起到稳定支撑的作用，具体的，齿轨座62焊接在基座61的上表面，销排63通过销轴安装在齿轨座62的上端，且在每个基座61的两端分别设有用于连接相邻单轨的螺栓连接孔64，多个单轨之间通过螺栓相连。销排63的中轴线与轨道6的中轴线重合设置。轨道6可以根据实际需求进行加装或拆除。

在运输车4的底盘下端设有导向滑道41，导向滑道41与单轨配合滑动连接。以实现运输车4和轨道6的滑动连接。

上述方案中，列车组和轨道6的长度可根据实际情况进行调节，具体的，可以通过增减运输车4和单轨的数量实现，最长可达200-300m。

一种综采工作面顺槽铺运单轨列车的前进方法，包括以下步骤：

S1：拉移轨道6：收回拖车1的制动油缸8，控制拖车1拉移整个轨道6前进20-50米距离(头车齿轨轮21反转配合)，此时拖车1与列车组的头车部2相距20-50米，使轨道6尾部与管缆伸缩装置5尾部平齐，管缆伸缩装置5处于收缩状态，到位后使拖车1的制动油缸8伸出，辅助拖车1停车制动，防止溜车；

S2:拉移列车组：收回头车部2的制动油缸8，控制列车组在头车部2的牵引下沿轨道6前移至轨道6拖车1处(头车齿轨轮21正转)，同时将管缆伸缩装置5拉开，轨道6尾部仍与管缆伸缩装置5尾部平齐，到位后使头车部2的制动油缸8伸出，辅助头车部2停车制动，防止溜车；

S3:工作面推进：随着工作面的推进，转载机前移，并推动管缆伸缩装置5逐步收缩；

S4:循环前进：管缆伸缩装置5收缩至首部极限位置后，继续重复步骤S1，即可实现列车系统的循环前进。

以上步骤中通过轨道6与列车组的长距离交替移动，实现列车系统的快速连续移动，期间无需频繁拆轨铺轨，无需绞车钢丝绳牵引，可有效降低工人的劳强度和作业时间。

本发明中的单轨列车系统主要应用于巷道地面硬化的条件，当工作面推进至接近末采列车需要转弯时，可在轨道6前部铺设有一定弧度的弯轨，列车组在头车牵引下沿弯轨前进实现转弯。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种综采工作面顺槽铺运单轨列车系统，其特征在于，沿列车的行进方向包括依次相连的拖车(1)、列车组、管缆伸缩装置(5)，所述管缆伸缩装置(5)的尾部与转载机相连，在所述列车组的下方铺设有轨道(6)，所述列车组沿轨道(6)行进，所述拖车(1)通过十字连接头(3)与轨道(6)相连，并牵引轨道(6)前进；

所述列车组由头车部(2)和若干个运输车(4)组成，所述头车部(2)的车体与运输车(4)的车体之间以及各运输车(4)的车体之间分别铰接连接，且各运输车(4)在头车部(2)的牵引下沿轨道(6)前进，在所述运输车(4)的底盘下端设有导向滑道(41)，所述导向滑道(41)与单轨配合滑动连接；

所述轨道(6)采用多个单轨相连的形式组成，且每个单轨主要由从上到下依次相连的销排(63)、齿轨座(62)、基座(61)组成，其底部与巷道底板相接触，且在每个基座(61)的两端分别设有用于连接相邻单轨的螺栓连接孔(64)，多个单轨之间通过螺栓相连，所述销排(63)的中轴线与轨道(6)的中轴线重合设置。

2.如权利要求1所述的综采工作面顺槽铺运单轨列车系统，其特征在于：在相邻两个车体之间设有辅助车体连接的链条(7)。

3.如权利要求1或2所述的综采工作面顺槽铺运单轨列车系统，其特征在于：所述头车部(2)由驾驶仓、动力单元(23)、齿轨轮(21)、导向滑靴(24)组成，所述驾驶舱(22)位于头车部(2)的最前端，所述动力单元(23)位于驾驶舱(22)的后端，并配置有控制箱、变频箱、变频电机、减速机，所述齿轨轮(21)设在驾驶舱(22)与动力单元(23)之间的底盘位置，并连接在减速器的输出轴上，所述变频箱与变频电机电连接，且所述变频电机在变频箱的供电和减速器的配合下驱动齿轨轮(21)旋转；

所述导向滑靴(24)设在底盘的下端并与齿轨轮(21)对应配合设置，且所述导向滑靴(24)的下部与销排(63)配合滑动连接，所述齿轨轮(21)的齿牙与销排(63)齿的齿牙相啮合，以使头车部(2)在齿轨轮(21)的旋转驱动下沿轨道(6)前进。

4.如权利要求3所述的综采工作面顺槽铺运单轨列车系统，其特征在于：在所述导向滑靴(24)的上端开设有缺口，所述齿轨轮(21)的下部安装在缺口内。

5.如权利要求1所述的综采工作面顺槽铺运单轨列车系统，其特征在于：所述拖车(1)、运输车(4)、头车部(2)的车体底部均采用可抱闸的四轮结构。

6.如权利要求5所述的综采工作面顺槽铺运单轨列车系统，其特征在于：在所述车体的四角处分别设有制动油缸(8)。

7.一种综采工作面顺槽铺运单轨列车的前进方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：拉移轨道(6)：收回拖车(1)的制动油缸(8)，控制拖车(1)拉移整个轨道(6)前进20-50米距离，此时头车部(2)的齿轨轮(21)反转配合，拖车(1)与列车组的头车部(2)相距20-50米，使轨道(6)尾部与管缆伸缩装置(5)尾部平齐，管缆伸缩装置(5)处于收缩状态，到位后使拖车(1)的制动油缸(8)伸出，辅助拖车(1)停车制动，防止溜车；

S2:拉移列车组：收回头车部(2)的制动油缸(8)，控制列车组在头车部(2)的牵引下沿轨道(6)前移至轨道(6)拖车(1)处，此时头车齿轨轮(21)正转，同时将管缆伸缩装置(5)拉开，轨道(6)尾部仍与管缆伸缩装置(5)尾部平齐，到位后使头车部(2)的制动油缸(8)伸出，辅助头车部(2)停车制动，防止溜车；

S3:工作面推进：随着工作面的推进，转载机前移，并推动管缆伸缩装置(5)逐步收缩；

S4:循环前进：管缆伸缩装置(5)收缩至首部极限位置后，继续重复步骤S1，即可实现列车系统的循环前进。