防爆蓄电池单轨吊车及应用
防爆蓄电池单轨吊车及应用
摘要：单轨吊车是一种行驶于悬吊单轨系统的新型矿井辅助运输设备。本文主要介绍了三种防爆蓄电池单轨吊车工作原理、组成、技术参数和适用条件。以及防爆蓄电池单轨吊车在新汶矿业集团翟镇煤矿的应用。
Abstract: The monorail hoist is a kind of new ore well assistance conveyer that is driven to hang to mourn monorail system. This text mainly introduced the operate principle, composition and technique of three kinds of flameproof secondary cell monorail hoists parameter and appliance condition and flameproof secondary cell monorail hoist's application in Xinwen mining conglomerate, in the Zhai Town.
关键词：煤矿辅助运输；防爆蓄电池单轨吊车；原理；应用
Key words: coal mine assistance transports；a flameproof secondary cell hoist；principle；application
引言
单轨吊车是一种机动性强、运行速度快、载重量大、安全可靠的行驶于悬吊单轨系统的辅助运输设备，主要用于采区上、下山和工作面平巷内运送材料、设备和人员。1985年，我国成功研制出了第一台FND-40型防爆柴油机单轨吊车，填补了国内空白。其后，国内相继研制出各种型号不同的单轨吊车，单轨吊在我国煤矿井下也逐步得到了推广和应用。目前我国已经使用的较先进的单轨吊车有防爆柴油机单轨吊车和防爆蓄电池单轨吊车。防爆蓄电池单轨吊车是继防爆柴油机单轨吊车之后的又一种高效煤矿井下辅助运输设备，与防爆柴油机单轨吊车相比，它具有排气无污染、运转热量小、噪音低、维护工作量小和易实现自动控制等优势，在矿山具有更广阔的推广应用前景。
1 防爆蓄电池单轨吊车类型和工作原理
防爆蓄电池单轨吊车有许多不同的型号，如：有用于巷道底板条件差的，能快速运人和运送一些轻型辅料的DX27型、TXD-25型防爆蓄电池单轨吊车，有用于掘进距离长、速度快的掘进巷道运输的TXD-7型防爆蓄电池单轨吊车，以及用于大型综采工作面，运送机重量大机械装备的DXP40型、DX6型和DX80型防爆蓄电池单轨吊车。这里主要介绍的是XTD-7型、TXD-25型、DXP40型三种防爆蓄电池单轨吊车。
XTD-7型和TXD-25型防爆蓄电池单轨吊车的工作原理：以防爆特殊型蓄电池为动力源，通过直流电机、分动箱、摇臂箱带动驱动轮旋转实现行走，由液压系统压紧驱动轮和制动机车。[1]
DXP40型防爆蓄电池单轨吊车的工作原理：以蓄电池为动力电源，蓄电池经电控箱内逆变器，将直流电逆变成三相交流电，驱动牵引电机及油泵电机。牵引电机动力经减速机传递至摩擦驱动轮，使摩擦驱动轮和吊轨摩擦产生驱动力，牵引机车前进。同时还具有能量回馈制动功能。机车下坡时，重力势能使驱动电机发出电能，反向蓄电池充电，实现电能回馈。
2 系统组成、技术参数和适用条件
2.1 XTD-7型防爆特殊型蓄电池单轨吊车 XTD-7型防爆特殊型蓄电池单轨吊车主要由司机室、驱动部、紧急制动车、电源车、物料车和悬挂装置等组成。其
技术参数为：[2]
最大牵引力 10.3kN；
最大制动力 12kN；
最大车速 1.5m/s；
最大爬坡能力12°；
水平转弯半径 4m；
垂直转弯半径 7m；
额定最大单件载重量 2.00t；
长×宽×轨道下高10m×0.6m×1.2m；
蓄电池容量 220Ah；
机车总功率 4.5kW；
机车总重 1.6t。
XTD-7型防爆特殊型蓄电池单轨吊车适用于采面的辅助运输和掘进巷道的后配套辅助运输。对中、小型断面巷道具有较好的通过性，特别适用在通风不良的独头掘进巷道中运输。
2.2 TXD-25防爆特殊型蓄电池单轨吊车 TXD-25防爆特殊型蓄电池单轨吊车主要机车由前后司机室、前后驱动部、制动装置、防爆特殊型电源装置、吊梁等组成。其技术参数为：[3]
最大牵引力 32kN；
最大制动力 48kN；
最大车速 1.6m/s；
最大爬坡能力12°；
水平转弯半径 4m；
垂直转弯半径 10m；
额定最大单件载重量 8.00t；
长×宽×轨道下高10.6m×0.8m×1.12m；
蓄电池容量 385Ah；
机车总功率 25kW
机车总重 6.8t。
TXD-25防爆特殊型蓄电池单轨吊车适用于掘进工作面材料、设备及人员的运输。由于它无排气污染，运行热量很小，非常适宜于通风不良的采区顺槽和独头掘进巷道的物件运输。
2.3 DXP40型蓄电池单轨吊车 DXP40型蓄电池单轨吊车由两个司机室、驱动部、控制梁架、蓄电池组装置、悬挂装置、电气系统、液压系统等组成。其技术参数为：
最大牵引力 60kN；
最大制动力 90kN；
最大车速 1.65m/s；
最大爬坡能力12°；
水平转弯半径 4m；
垂直转弯半径 10m；
额定最大单件载重量 16t；
长×宽×轨道下高16m×0.75m×1.25m；
蓄电池容量 560Ah；
机车总功率 41.5kW；
机车总重 8.5t。
DXP40型蓄电池单轨吊车适合于综采支架、综掘机、煤机等大型设备的运输，能实现多条巷道之间的连续运输。
3 蓄电池单轨吊车应用
新汶矿业集团的翟镇煤矿以前使用的是传统的地轨运输方式，运送采区顺槽中采煤工作面和掘进工作面采煤设备、备件、支护材料。最初是用小绞车，结果存在运输效率低，占用人员和设备多，受巷道变形影响严重，维护量大，安全隐患大等诸多问题。
随后使用了无极绳连续运输车，尽管运输效率有所提高，设备和人员占用少了，安全性也有所提高，但仍存在不少问题，如：无极绳连续运输车对巷道条件要求较高，大坡度、短距离巷道很难适应；运输距离受限，运距一般不能超过2200m；受钢丝绳限制，一部卡轨车只能在一条巷道内使用，不能同时服务于多条巷道；仍存在安全隐患；受巷道变形影响还是严重，维护量仍然很大。
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翟镇煤矿根据矿井的实际情况，在3203轨道巷、运输巷、中间巷三条巷道安装了一部DXP40型防爆蓄电池单轨吊车，用于采掘工作面支架等设备、支护材料和人员的运送。3203轨道巷、运输巷、中间巷三条巷道，轨道总长度5000m （其中轨道巷长度1415m，运输巷1415m，中间巷1415m，三采轨道及片口车场475m，切眼长度280m），巷道最大坡度12°。他们在每3m设一个固定点，每处采用两根锚杆固定，将三采轨道作为联络巷，在三条巷道中形成整套单轨吊系统。
防爆蓄电池电单轨吊车在投入生产后取得了显著的社会效应。
第一简化了运输环节，解决了传统的地轨运输方式工人劳动强度大，占用人员多，维护工作量大，安全系数小等难题，优化了现场工作环境，减轻了运输人员的劳动强度。
第二实现了运输环节的全过程控制，避免了传统的地轨运输方式带来的掉道、断绳、跑车等诸多不安全因素，降低了运输事故。
第三解决了大型设备在井下空间限制、组装难的问题，综采支架、综掘机、煤机等大型设备可整机直接运送到安装点无需转载，避免了反复拆卸所带来的人为损耗。
第四与传统地轨运输方式相比操作简单、维护方便，通过调节轨道悬吊链可调整道轨高度，不受底板条件限制。
第五解决了回采工作面顺槽巷道行人运输难题，有效的节约了职工体力，为安全提供了有力的保障。
第六采用蓄电池为动力源，频率和电压可调，并利用先进的矢量控制方法实现重力势能转换，再生制动，低噪音，无污染、牵引力平稳、运行成本低廉，环保节能。
防爆蓄电池电单轨吊车在投入生产后经济效应非常可观。普通的地轨运输费用：设备材料费年投入399.15万元，每年折旧费用为63.45万元；轨道费年用投入210.21万元，每年折旧费用为118.62万元。人工费用为133.2万元，共计335.95。单轨吊车年投入110万元，每年折旧费用为60万元，轨道费用投入216.89万元，每年折旧费用为19.61万元，人工费用为36万元，共计210.90。通过比较，三采区一部单轨后应用后，每年产生直接经济效应近125.05万元。
实践证明，单轨吊车在煤矿井下的应用，开创了井下辅助运输的新局面。蓄
电池单轨吊车由于具有适应性强、适用范围广、灵活性强、运力大、占用人员少、运输效率高、安装维护方便、安全性好等特点，必将得到更广泛的应用，成为煤矿辅助运输机械的发展方向，为现代化矿井的生产建设提供有力的保障。