煤矿工作面移动变电站运输安全制动系统探讨

　　摘要　煤矿井下工作面移动变电站随采煤工作面推进而频繁移动，特别是在起伏坡道上运行，由于断绳、断销、断连杆等原因，给安全生产带来诸多隐患，因此对移动变电站运输安全制动系统进行探讨研究，设计出一种制动平板车制动系统，解决工作面移动变电站工作频繁移动的安全问题是非常必要的。
　　主题词　煤矿　移动变电站　制动系统　平板车　研究

1　概述

　　近年来，我国煤矿机械化水平不断提高，设备向重型化、复杂化发展，井下采煤工作面综采设备被广泛使用，与采煤工作面综采设备相配套的采煤工作面移动变电站设备庞大，一个大型工作面移动变电站使用的设备，往往需要几十辆平板车装载运输，而采煤工作面巷道起伏坡度大，地质条件复杂，而且变电站随采煤工作面推进而频繁移动，特别在坡道上，由于断绳、断销、断连杆等原因，有时会形成跑车事故，给人员、设备安全带来很多隐患，同时可能造成综采工作面水、电、液和部分设备的供应中断，影响工作面的生产效率，给煤矿生产造成直接或间接经济损失。为解决这一问题，对煤矿工作面移动变电站运输安全制动系统进行探讨研究，设计一种自带制动的平板车与其它车辆配套使用，设备安装在制动平板车上，确保设备运行安全是非常必要的。

2　《煤矿安全规程》对安全制动系统的要求

　　对卡轨、齿轨等辅助运输车辆，运行轨道应采用不小于22kg/m钢轨，轨道辅设质量要高；对机车和驱动绞车的可靠制动系统要使保险制动和停车制动的制动力至少为额定牵引力的1.5～2倍；对机车要求运行速度超过额定速度15%时能自动抱闸；制动器抱闸空动时间不大于0.7s；车列在最大坡度上以最大设计速度向下运行时，制动距离应不超过相当于这一速度下6s的行程；制动装置应为失效安全型。

3　现有技术基础及条件

　　常州科研所为科研、生产、经营联合体，主要研究和发展方向是煤矿辅助运输机械化。常州科研所10多年来一直致力于煤矿高效辅助运输设备的研制，先后开发了F1型和SPK型绳牵引卡轨车、CK-66型和CK-30型防爆低污染柴油机卡轨车、CXJ-10/6型防爆蓄电池机车和JMY50型地面柴油机车等，积累了一定的技术经验，培养了一批辅助运输方面的专业人才。其中常州科研所研制的“七五”攻关项目，即矿井高效辅助运输设备“CK-66”柴油机卡轨车已在煤矿井下使用12台套，该设备的制动车获国家实用新型专利，但其制动闸在工作状态，闸瓦不能提离轨道上平面，因此该制动车不能通过井下普通道岔。常州科研所研制的“CK-112”大功率柴油机车及钢丝绳牵引的无极绳绞车，其牵引制动车制动闸在工作状态下，闸瓦能提离轨道上平面，因此该制动闸能通过井下普通道岔。为出口印度研制的“30号工程”，制动车和平板车分离，结构较复杂，制动车不能通过井下普通道岔。常州科研所在研制开发辅助运输设备的同时，也装备了必要的试验设备和试验场地，掌握了各种试验方法和试验手段。通过为印度和补连塔矿试制平板车，也积累了一定的经验。
　　在国外，德国、英国高效辅助运输设备已大量使用，制动系统日趋成熟，德国贝拷勒特公司，生产过专用支架运输制动平板车，其平板车只能在专用轨道上运行，也不能通过普通道岔。
　　煤矿工作面移动变电站运输制动系统，可以借鉴国内外成熟的制动系统，制动器安装在平板车上，制动平板车能顺利通过普通道岔，其中工作面移动变电站有乳化液泵站，可以提供制动系统所需动力源，实现多辆制动平板车串联联接，实现联动操作。制动力的大小，由碟形弹簧力确定，属失效安全型，安全可靠。制动平板车也可以自带手摇泵，根据煤矿工作面具体情况实现单台或多台制动平板车联合快速制动。

4　现场对制动系统的要求

　　以东滩煤矿工作面移动变电站运输为例，一套移动变电站总重150t、车组列长度140m，顺槽最大坡度15°，发生跑车现象时，必须达到有效可靠的安全制动，阻止跑车，减少事故损失，把事故消灭在萌芽状态，从而达到防止跑车和跑车时的安全制动目的。
　　基于以上条件，一套移动变电站制动装置的制动力要达到60～80t，每辆平板车制动力8t，制动平板车需要8～10辆，制动平板车辆布置可以穿插排列，也可两头分别布置4～5辆，或者在重要设备变压器前后各加入一辆制动平板车。多台制动平板车必须保证同时起作用，需要密封质量好的油压系统和液力均衡装置及方便的维护管理。制动平板车应与矿方宽1300mm、轴距1100mm的平板车大小高低相仿，具有可替代互换性。轨型采用24kg/m，轨道辅设质量要求按《煤矿安全规程》检验，尽量增大水平方向曲率半径。顺槽起伏构造处有煤泥、水、浸泡轨道、轨道有油等特殊情况时，制动力不得低于《煤矿安全规程》要求。

5　研究的主要内容、目标

5.1　主要内容
　　(1) 制动平板车在普通轨上运行制动的可靠性、安全性及实现机构的研究。
　　(2) 提闸式制动器的应用及可靠性研究。
　　(3) 利用乳化液泵给制动系统打压的可靠性、安全性研究。
　　(4) 多台制动平板车联接实现系统快速制动的研究。
5.2　研究目标
　　阶段目标：根据矿方要求，研制600/900mm轨距制动平板车。
　　最终目标：在取得阶段目标成果的基础上，进一步研究制动平板车对巷道的适应性和运行的可靠性、安全性，为实现煤矿安全运输机械化作出贡献。

6　制动系统研究设计

　　煤矿工作面移动变电站运输安全制动系统，研究设计为多台制动平板车串联联接，实现系统同时快速制动。
6.1　单台制动平板车的主要技术参数