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副立井操车及信号系统优化

前言

煤矿信号把钩工在信号室进行打点和操车作业时，由于

视觉局限性及个别员工责任心不强，导致其不了解现场情况

就进行操作，存在很大的安全隐患，系统优化创新就是在原

有控制程序的基础上，引入了就近操作的理念，实现就近急

停罐笼、就近打点、就近操车、增加就地安全闭锁，并设计

了相应的指示信号，最大程度的提高人员操作的安全性、流

畅性和高效性。

黄玉川煤矿是采用主斜井、副立井方式开拓的特大型矿

井，其设计生产能力为10.0Mt/a。副立井提升高度346m，

井下两个水平，井筒直径Φ9.2m。装备1个特制双层罐笼+1

个平衡锤和1个特制交通罐笼+1个平衡锤。全系统采用无轨

运输，减少了井下换装环节，实现了一条龙运输。考虑整体

运送液压支架等大型设备，设计最大载荷（液压支架+平板

车）为45t。经过远赴欧洲进行调研考察和国内产品创新设

计，相关装备最终研制成功，于2010年1月10日投入使用，

并取得圆满成功。开创了国内煤炭行业副立井立井大罐笼全

无轨运输的先河，其中融入了多项创新设计。

特制大罐笼提升设备参数如下：摩擦轮直径4.6m;导向

轮直径4.6m;提升绳根数6;钢丝绳间距300mm;钢丝绳直径

48mm;最大静张力1500kN;最大静张力差320kN;衬垫摩擦系

数≥0.25;绳衬比压≥2N/mm2;最大提升速度：8.2m/s。特制

交通罐提升机参数为：摩擦轮直径2.4m;提升绳根数2;钢丝

绳间距300mm，钢丝绳直径28mm;最大静张力150kN，最大

静张力差30kN;衬垫摩擦系数≥0.25，绳衬比压≥2N/mm2;

最大提升速度：7.7m/s。

特大型罐笼：外形尺寸长×宽×高：7700×3800×

11100mm，双层，自重50.3t，载重45t。罐体为柔性，可有

效减轻罐笼质量，减小罐笼内载荷偏装对罐道的侧向力，罐

内设梭形无轨胶轮车导向装置及车辆定位装置，为国内首创。

特大型罐笼可整体提升液压支架;罐笼锁紧、承接装置具

有锁罐、托罐（最大托起量为提升系统的垂直载荷之差值，

实际上基本消除了钢丝绳弹性伸长）、承接的功能，保证空

重车置换时不会因载荷差过大出现罐笼跳动，也不会因重载

时钢丝绳弹性伸长过大而影响罐笼正确定位，为国内首此使

用。

黄玉川煤矿副立井操车系统在国内率先采用了德国西

马格公司的罐笼锁紧、承接装置，该设备在欧洲及南非的矿

井中使用较多，且实用效果较好，可整体提升、下放液压支

架等现代化矿井生产所必须的大型设备：具有锁罐、托罐（最

大托起量为提升系统的垂直载荷之差值，实际上基本消除了

钢丝绳弹性伸长）、承接的功能，。罐笼到位后，锁紧装置通

过液动的上下锁片锁住罐笼，控制罐笼装卸载时由于钢丝绳

弹性变形引起的垂直上下跳动不超过±40mm，保证空重车

置换时不会因载荷差过大出现罐笼跳动，也不会因重载时钢

丝绳弹性伸长过大而影响罐笼正确定位，避免提升钢丝绳因

失重而打滑，也避免了因上下跳动导致的钢丝绳损伤，为国

内首此使用。摆动平台搭在罐笼特制的凹槽内，实现与罐笼

的承接后罐笼内外对齐，无台阶，保证车辆进出罐笼顺畅。

其动作顺序为：罐笼运行到位正常停车后，操车系统逐步完

成“锁舌锁定罐笼、摇台侧锁油缸解锁、摇台下放、安全门

开启”等一系列操车动作，待罐笼装、卸载完成后，操车系

统在程序的控制下自动完成“安全门关闭、收起摇台、侧锁

油缸锁定、收回锁舌“等操车工序。在该系统设计的极限载

荷差变化范围内，操车设备都能做到准确固定、平稳完成装

卸载作业。该系统避免了传统操车系统在罐笼装卸载过程中

载荷变化对对提升容器、钢丝绳的冲击，延长了提升容器、

钢丝绳的使用寿命。

信号系统为国内市场份额较大且技术很成熟的北京冠

宇伟业科贸有限责任公司产品，在操车系统操作完成后，信

号工通过信号系实现各水平之间及各水平与提升机司机的

联系，或者在自动状态下向提升机控制系统发出动车信号。

根据提升物料和作业要求的不同，提升信号包括开车信号2

点上提、3点下放和换层信号4点慢上、5点慢下，及停车、

消点等。根据《煤矿安全规程》第三百九十四条规定，“井

底车场的信号必须经由井口信号工转发，不得越过井口信号

工直接向绞车司机发信号”因此，原系统设计的信号系统换

层流程中，当罐笼在井口时，在动罐前必须联系井下信号工

打点，而当罐笼在井下时，换层前