KSY140/280P矿用钢丝绳牵引卡轨车研发与应用
2022-06-09
我国煤矿的现代化水平不断提高，年产300万吨以上的高效矿井日益增多，对30吨以上重型支架的高效率、高安全性提出了更高要求，但是传统的无极绳运输系统无法解决普通轨运输车辆的掉道、翻车、跑车和制动困难等问题，而采用槽钢轨运输又无法解决与普通轨运输接续实现连续运输。
针对矿轨道运输的现状，我们研发了国内首台大牵引力的KSY140/280P矿用钢丝绳牵引卡轨车（以下简称 “卡轨车”），其牵引力国内最大，并实现了车辆的有效卡轨和安全制动，能与普通轨无缝对接；卡轨车系统的配套车辆具备可靠的卡轨和制动功能，确保了人员和物料的安全运输。
1 卡轨车系统的组成
该套设备采用钢丝绳牵引，主要由SMJ140异形轨轨道系统、KSY140驱动装置、卡轨车辆等组成。
1.1 SMJ140异形轨轨道系统是卡轨车系统的重要组成，包括SMJ140异形轨、过渡轨、凹凸轨、分体联动旋转道岔、水平弯轨、托压绳轮及轨道附件（如：特制轨枕、轨道压板、道夹板）等。
SMJ140异形轨（如图1），轨道的底部和顶部内侧区域为普通轨的结构形式，顶部外侧采用C形。它具备了普通轨特点并实现了易卡轨、易制动、能与普通轨无缝对接，解决了车辆的转载难题，提高了轨道运输系统的安全性、可靠性。
过渡轨：SMJ140异形轨与普通轨的连接桥梁。
凹、凸轨：为巷道的变坡点而设计的梯子型轨道，转弯半径一般为15m。
分体联动旋转道岔，实现车辆从主线路移到运输支线的变道功能，便于载重车支线运输。该道岔主要由轨道部分、旋转执行机构和道岔底座三部分组成。道岔可分解为前、后两部分，控制轨道在一定范围内摆动，实现与支线轨道对接；道岔的动力分为气动和液动两种控制方式，并配备了司控转岔系统方便远程遥控变道。
托压绳轮主要是控制系统钢丝绳的高度和位置，并起导向作用，防止与轨枕和地面的干摩擦损坏钢丝绳。
轨道附件是轨道道缝处的连接装置，固定两轨间的连接。
1.2 KSY140驱动装置是卡轨车系统的动力装置，主要由牵引绞车、变频器、控制和通讯系统等组成，采用分级制动模式，实现了软启动、软停车功能，可在0.1～2m/s间无级调速。
1.3 卡轨车辆
卡轨车辆根据使用功能分为牵引制动储绳车、人车和制动车等，这三种车辆均具有卡轨功能，并采用上下夹轨制动，实现了手动控制或车辆超速自动控制动制动，确保了人员和物料运输的安全性。
牵引制动储绳车（如图2）为车辆系统提供牵引动力，它与绞车的牵引钢丝绳连接来获取动力。它具备了卡轨、制动和储绳功能，并配有跟车司机的司机室，减轻跟车人员的劳动强度。车辆设置手动控制装置，便于跟车人根据路况或其它意外情况进行紧急制动。
该牵引制动储绳车采用了上下夹轨制动（如图3），并实现了车辆卡轨运行，不会出现车辆偏离轨道现象。该制动装置设计为失效安全型，制动环节少，制动速度快，可靠性更高；
制动车是卡轨车系统的另一种专用车辆，是卡轨车系统的随车阻车器，保障了车辆的安全运行，当组列车辆出现跑车现象时，安全制动车的制动闸可自动实施紧急制动，有效防止车辆跑车事故的发生。
人车也设置有卡轨轮组和制动装置，跟车人可操纵面板上的制动手柄，制动装置夹住轨道，使人车能够及时制动，保证人员的安全。
2 应用情况
2015年7月KSY140/280P矿用钢丝绳牵引卡轨车在潞安集团一缘煤业地面副斜井投入使用，截止到12月底，完成100组液压支架的运输，辅助材料运输共200多车次，运行过程中杜绝了翻车、掉道跑车现象，保证了人员、物料的安全运输，提高了运输效率。
参考文献
[1] 李文学. SMJ160异形轨轨道运输成套装备研发与应用，科技资讯，2010年第18期.
[2] 何凡，张兰胜.矿井辅助运输设备[M].沈阳：东北大学出版社，2012.
针对矿轨道运输的现状，我们研发了国内首台大牵引力的KSY140/280P矿用钢丝绳牵引卡轨车（以下简称 “卡轨车”），其牵引力国内最大，并实现了车辆的有效卡轨和安全制动，能与普通轨无缝对接；卡轨车系统的配套车辆具备可靠的卡轨和制动功能，确保了人员和物料的安全运输。
1 卡轨车系统的组成
该套设备采用钢丝绳牵引，主要由SMJ140异形轨轨道系统、KSY140驱动装置、卡轨车辆等组成。
1.1 SMJ140异形轨轨道系统是卡轨车系统的重要组成，包括SMJ140异形轨、过渡轨、凹凸轨、分体联动旋转道岔、水平弯轨、托压绳轮及轨道附件（如：特制轨枕、轨道压板、道夹板）等。
SMJ140异形轨（如图1），轨道的底部和顶部内侧区域为普通轨的结构形式，顶部外侧采用C形。它具备了普通轨特点并实现了易卡轨、易制动、能与普通轨无缝对接，解决了车辆的转载难题，提高了轨道运输系统的安全性、可靠性。
过渡轨：SMJ140异形轨与普通轨的连接桥梁。
凹、凸轨：为巷道的变坡点而设计的梯子型轨道，转弯半径一般为15m。
分体联动旋转道岔，实现车辆从主线路移到运输支线的变道功能，便于载重车支线运输。该道岔主要由轨道部分、旋转执行机构和道岔底座三部分组成。道岔可分解为前、后两部分，控制轨道在一定范围内摆动，实现与支线轨道对接；道岔的动力分为气动和液动两种控制方式，并配备了司控转岔系统方便远程遥控变道。
托压绳轮主要是控制系统钢丝绳的高度和位置，并起导向作用，防止与轨枕和地面的干摩擦损坏钢丝绳。
轨道附件是轨道道缝处的连接装置，固定两轨间的连接。
1.2 KSY140驱动装置是卡轨车系统的动力装置，主要由牵引绞车、变频器、控制和通讯系统等组成，采用分级制动模式，实现了软启动、软停车功能，可在0.1～2m/s间无级调速。
1.3 卡轨车辆
卡轨车辆根据使用功能分为牵引制动储绳车、人车和制动车等，这三种车辆均具有卡轨功能，并采用上下夹轨制动，实现了手动控制或车辆超速自动控制动制动，确保了人员和物料运输的安全性。
牵引制动储绳车（如图2）为车辆系统提供牵引动力，它与绞车的牵引钢丝绳连接来获取动力。它具备了卡轨、制动和储绳功能，并配有跟车司机的司机室，减轻跟车人员的劳动强度。车辆设置手动控制装置，便于跟车人根据路况或其它意外情况进行紧急制动。
该牵引制动储绳车采用了上下夹轨制动（如图3），并实现了车辆卡轨运行，不会出现车辆偏离轨道现象。该制动装置设计为失效安全型，制动环节少，制动速度快，可靠性更高；
制动车是卡轨车系统的另一种专用车辆，是卡轨车系统的随车阻车器，保障了车辆的安全运行，当组列车辆出现跑车现象时，安全制动车的制动闸可自动实施紧急制动，有效防止车辆跑车事故的发生。
人车也设置有卡轨轮组和制动装置，跟车人可操纵面板上的制动手柄，制动装置夹住轨道，使人车能够及时制动，保证人员的安全。
2 应用情况
2015年7月KSY140/280P矿用钢丝绳牵引卡轨车在潞安集团一缘煤业地面副斜井投入使用，截止到12月底，完成100组液压支架的运输，辅助材料运输共200多车次，运行过程中杜绝了翻车、掉道跑车现象，保证了人员、物料的安全运输，提高了运输效率。
参考文献
[1] 李文学. SMJ160异形轨轨道运输成套装备研发与应用，科技资讯，2010年第18期.
[2] 何凡，张兰胜.矿井辅助运输设备[M].沈阳：东北大学出版社，2012.