柴油机单轨吊技术在煤矿井下辅助运输体系的应用

柴油机单轨吊技术在煤矿井下辅助运输
体系的应用
摘要：伴随煤矿工业新科学技术的运用与安全、高质量生产、高效率现代化
矿井的建设，辅助输送的现代化程度已成为权衡煤矿现代化水准的关键，而辅助
输送煤炭效率的高低，则直接关乎井下生产效率。

所以，发展高效、便捷的辅助
输送模式是中国煤炭工业的一项关键工作。

单轨吊辅助输送体系是高质量生产、
高效率发展的辅助输送体系之一，可明显地展示出其优点，即不受地面环境影响，输送巷道布置比较方便，节约大量空间，提高输送效率。

综采工作面的移动与翻转，一般在30天内才能实现，而单轨吊车能在七天内实现，极大的强化了辅助
输送效率，进而强化了职工的效率。

本文阐述了煤矿井下输送体系中，柴油机单
轨吊技术的运用。

关键词：防爆柴油机；单轨吊；应用技术
引言
如今，中国煤矿工业广泛运用的是单轨吊、无轨胶车等高质量辅助输送工具。

单轨吊能直接实现从堆场到采矿工作点的输送工作。

与此同时，具有很高的变通
性与便捷性，可在同一工作面同时使用多台装置开展工作，所以单轨吊慢慢成为
矿井机械化辅助输送的关键设备。

一、单轨吊体系结构及功能
单轨吊体系能合理高效的使用巷道顶部空间，实现职工、物资和装置的输送
工作。

单轨吊体系由三个部分组成，分别是机车单元、提升单元与轨道体系。

同时，根据单轨吊的驱动模式，划分为多种类型。

由于蓄电池储能有些问题，蓄电
池单轨吊的使用次数不多；风动单轨吊的功率不高，结构相对简单，只适合用在
对输送需求不高的狭窄场所使用，所以防爆柴油机单轨吊已然成为井下单轨吊输
送的关键装置。

二、防爆柴油机单轨吊
在单轨吊内部结构中，防爆柴油机车是其重要组成部分。

有两个驾驶室、多
个传动体系、动力体系、液压体系以及电力控制体系构成，具体内容可见下图。

机车使用驱动装置在铁路轨道上运行，配合升降梁、集装箱和人车等开展机械、
散落物料和人员的输送工作[1]。

图1防爆柴油机单轨吊示意图
（一）动力体系
动力体系由柴油机机体、进气体系、冷却体系、燃油体系等组成。

冷却体系分为内部循环与外部循环，用在冷却发动机与排气体系中，使温度
降低，确保发动机与排气体系的温度在安全的温度范围内。

发动机的进气管、排
气管均是分隔开来的，可以避免火焰的侵入。

进气体系包含空气过滤和进气阻燃
设备。

排气体系涉及到排气管与排气处理箱，排气管内外相连，外部排气管进行
外循环；排气处理箱可高效过滤掉排气中的明火和有害气体，并具有良好的隔音
效果。

防爆柴油机的熄火体系有两种，分别是自动与手动，在进气体系与燃料体
系中，均安排了进气隔离电磁阀与燃油隔离电磁阀，并通过电气进行相应管控，
当机车温度较高或故障时，隔离进气口与进油口，确保机车的安全。

悬挂体系主
要在防爆柴油单轨吊的运转过程中起桥梁作用，单轨吊的所有零件都能通过悬挂
体系进行输送。

防爆柴油单轨起重机在正式使用前，需要对柴油机进行多方位、
多角度的实验测试，保证装置的安全，其中涉及到热平衡实验、排放摸底实验等，确保其外表各处温度均小于等于150摄氏度。

作为装置中储存燃料的部分，燃料
体系喷油器和气缸盖之间的间隙一定要确保小于0.2毫米。

另外，需要安装可远
程控制的停油阀，方便防爆柴油机出现故障时，能自动或人为远程关闭[2]。

（二）液压体系
液压体系由液压马达、液压管路、液压缸、液压阀、液压泵、电磁阀等构成。

机车液压主泵一般使用双向变量泵，实现机车行驶的要求。

液压马达用于驱
动主轮，通过传动设备上产生夹持力，把主轮压在单轨起重机输送体系轨道的腹
板上，通过摩擦使机车前进。

液压缸分为夹紧缸和制动缸，夹紧缸是将主轮夹在
铁轨的底部，生成足够的驱动摩擦力。

制动缸用于机车的紧急停车，在发动机熄
火后，夹紧缸对主动轮产生的压力，将会变成制动力。

在液压体系中，采用人工
液压阀与电磁液压阀，大部分发动机的换向和加速操作均由电控电磁阀实现，如
若其出现问题，则应使用人工液压阀实现[3]。

（三）电控体系
电控体系涉及到数据采集设备、中央控制单元和命令执行单元。

数据采集设备由感应器与控制键构成，它的功效是测量发动机的转速、温度
和液压等仿真参数。

当采集完数据后，将数据送至中控室剖析，中控台上安装了
工业屏幕，可实时显示机车的多项性能指标。

执行单元指的是由电子磁铁、电磁
阀等设备，将采集到的数据进行剖析，再通过电子磁铁或电磁阀实现一些工作。

（四）驱动单元
驱动单元是机车正常行驶的关键部分，其由行驶小车、主轮、液压马达、夹
紧缸和制动油缸构成。

小车是带有移动车轮的框架，可将机车提升到轨道上，并
支撑它正常行驶，而液压马达是用于转动主轮的。

（五）安全探测及智能避障体系
防爆柴油机单轨起重机能运用无线通信技术将道路上的图像实时输送给驾驶员，使驾驶员能清晰的看到道路上的现状。

当发现障碍物或人时，可将其以照片
的形式记录下来留做备份，以供巡检人员检查。

（六）定位导航技术
当机车通过预先特定的定位卡时，信息通过井下无线网络传输到地面的基站，然后通过基站传输到矿井资料网。

通过基站计算识别卡的识别码和数据模式，对
机车进行精准定位。

与此同时，串口通讯还可以将机车的位置传输给控制器控制器，可依照ID识别与公里校正，控制机车在不同轨道上的运行。

为满足上述效果，防爆柴油机单轨起重机的主控体系和煤矿体系建立了数据连接，方便和煤矿
公司的上位机连接，并能通过用户权限远程查询并诊断其工作现状，同时完成了
内部管理信息与数据的共享，推动远程监控的集成工作。

总之，具有智能驾驶扩
容功效，可轻松实习整个体系的扩容工作，使其具有数据收集、自动剖析和预警
功效，进而为下一时期的煤矿智能化奠定坚实的基础[4]。

（七）单轨吊机车运输辅助设备
机车输送辅助装置经常所见的是人车、起吊梁和集装箱等。

起吊梁与集装箱
通常用在输送材料与设备上。

起吊梁可以运输液压支架、铲斗车等大型机械装置，集装箱只适用于运输较少的材料。

司空道岔能更好地处理机车行驶过程中，驾驶
员自行改变线路的问题，当机车位于一个十字路口的时候，驾驶员能通过按下按钮，完成对轨道的自动换向工作，不仅节省了人力，还确保了转向的稳定性。

三、结束语
防爆柴油机单轨起重机在使用巷道顶板空间时，可以高效的实现对人员、物
资的运输与装置的拆卸上，这是一种现代化的井下辅助运输机械化装置。

防爆柴
油机单轨起吊机，由于其有足够的动力，以及液压体系与控制技术的全面发展，
单轨吊已发展为一种关键的单轨吊输送方式。

基于此，受到国外垄断的影响，中
国防爆柴油机单轨起重机的自我研发与制造，将会成为中国煤矿辅助输送装置发
展的必然趋势。

参考文献
[1]侯卫红.煤矿井下防爆柴油发动机的设计特点分析[J].发动机与配
件,2021(5):121-122.
[2]王飞.煤矿井下防爆锂电池单轨吊机车技术研究[J].今日自动
化,2021(5):136-137,141.
[3]贾二虎.防爆柴油机的防爆安全设计[J].机电产品开发与创
新,2021,34(6):11-13.
[4]张强.煤矿井下防爆柴油机的设计[J].机电开发,2021,34(6):11-13.。