矿用单轨吊现状和发展趋势分析

【摘要】矿用单轨吊机车以其可靠性高、成本低、安装方便、转弯半径小、能够实现到工作面的不转载直达运输等优点，成为井下辅助运输的重要方式。本文主要对单轨吊相关技术以及发展趋势进行阐述。

【关键词】单轨吊机车;直达运输;可靠性高

Abstract：Mine monorail hanging locomotive with its high reliability，low cost， convenient installation，small turning radius，can realize to the working face is not reproduced through transportation and other advantages，has become an important way of underground auxiliary transportation.This article mainly elaborates related technology and the development trend of the suspended monorail.

Key words：Monorail locomotive;Through transport;High reliability

引言

单轨吊系统是一列在工字形钢轨上运行的机车，钢轨吊装在巷道顶板上，充分利用了巷道的上部空间，特别适用于底板压力大容易导致轨道变形的矿井，可实现人员、物料的直达运输，以及液压支架的整体搬运。

单轨吊机车系统是由机车单元、提升单元及轨道系统组成。根据动力源的不同，单轨吊机车分为柴油发动机驱动、压缩空气驱动、绳牵引、电气动力以及电池驱动等不同种类，目前在煤矿实际应用中，柴油发动机单轨吊机车最为广泛。

1.系统组成和工作原理

单轨吊主要分为驾驶室、驱动单元、主机部分、提升梁（分为重型梁和轻型梁）、电控部分，如图1所示。牵引力与驱动单元的数量有关，每个驱动单元的牵引力在20KN左右，根据实际需要，可适当增减驱动单元的数量，一般为4-8个，特殊情况下可以安装至14个，牵引力可达到280KN。运行最大速度2.0m/s，适应最大倾角30o。轨道系统由轨道、道岔、悬挂装Z以及相关附件组成。根据单点负载能力，轨道一般分为轻型轨和重型轨，同时根据地质条件和载重工况，轨道有不同长度规格，轨道之间用法兰连接。在坡度较大，巷道湿滑或载重量较大时，可在特殊区间增加齿轨装Z，采用齿轮+摩擦轮的混合驱动模式。道轨价格大概为1m/1600元（进口）、1m/1000元（国产）。电控部分实现单轨吊系统各种状态信号的采集和保护、机车的定位和跟踪。

图1 单轨吊系统组成图

2.主机部件

2.1 驱动单元安全制动

单轨吊机车的驱动部是由一对液压马达驱动的摩擦轮组成。驱动装置配备紧急制动抱闸。行走时，通过液压动力将紧急制动闸的弹簧装置打开，当遇到过速或者液压系统故障时，弹簧抱闸实现紧急制动。

2.2 吊机车齿轨装置

在坡度较大，轨道湿滑或者载重量较大时，驱动部的摩擦轮可能会出现打滑的现象，影响机车的正常运行。克服这一问题的有效方法，是在特殊区间增加齿轨装置，采用齿轮+摩擦轮的混合驱动模式。

2.3 提升梁单元

根据不同的运输任务，需要配置不同的提升装置。提升梁分为重型梁和轻型梁，均有机车单元提供液压动力。提升梁由马达齿轮箱、控制阀门、提升链条和梁体等部分组成。通过操作控制阀门，可使液压马达双向运转，齿轮机构带动提升链条上下移动，实现物料吊装。重型梁主要用于吊运重型设备，提升能力可高达45t，轻型梁用于运输相对较轻的物料，提升能力设计为5-8t。两类提升梁都具有操作简单、提升物料快等显著特点。

2.4 轨道系统单元

轨道系统是由轨道、道岔、悬挂装置以及其他相关附件组成，根据单点负荷能力，轨道一般分为轻型轨和重型轨，同时，根据地质条件和载重工况，轨道有不同长度规格，以合理分配载荷。

轨道系统的安装质量，直接影响单轨吊机车的正常行驶。轨道系统必须经过专业人员、综合地质条件、运输条件以及设备选型进行合理设计。

3.定位跟踪系统

定位跟踪系统由监控主站、无线基站、信号装置、车载台、电源箱、手机、电缆或光缆等组成，如图2所示。

图2 单轨吊电控系统图

通过在单轨吊运输巷道布设无线基站，完成巷道整体的无线信号覆盖。单轨吊上的车载台，收集单轨吊运行时的当前位置以及各种状态信息，通过无线基站的接收传输到单轨吊控制室的监控主站，监控主站可实时监测单轨吊运行状态，跟踪单轨吊运行位置，保障绞车系统的高效安全运行。同时可以实现绞车驾驶室和前方的打点通信、移动通信、广播对讲。

4.结语

随着煤炭开发技术的发展，生产效率不断提高，综采设备以及液压支架单件的重量越来越大，在巷道坡度起伏较大，工况复杂的环境中，单轨吊系统能够实现最高效率的运输。相比于其它辅助运输方式，单轨吊系统安全性、可靠性高、设备成本低，但目前应用较多的以柴油机为动力的驱动方式，存在噪声污染和环境污染问题，以动力电池驱动的电动单轨吊具备噪音小无污染的优势，是单轨吊未来的发展趋势。

参考文献

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