井下车辆掉道复轨装置的推广与应用

井下车辆掉道复轨装置的推广与应用

刘鹏

安阳市主焦煤业有限责任公司河南 安阳455000

摘要：随着矿区地井下线路上运行的矿车数量增加，由于超速、碰撞、线路质量等原因，脱轨掉道现象频繁发生，给生产和安全带来了重大影响。为了解决这一难题，复轨器应运而生，成为一种能使脱轨车辆的轮对复位到钢轨上的专用工具。本文将从概述、可行性研究、技术原理和分析、项目研究的主要内容、实际应用效果、经济效益和社会效益以及推广应用的前景和意义等方面进行详细阐述。

关键词：井下车辆；掉道；复轨装置；矿车安全；技术原理

1概述

运行在各矿区井下线路上的矿车，由于超速、碰撞、线路质量等各种原因，经常会发生脱轨掉道现象，给生产、安全带来很大的影响。为了避免矿车脱轨掉道现象的发生，主焦煤业公司 23采区决定采用复轨器使脱轨的机车、车辆的轮对复位到钢轨上。 复轨器按外形分为人字型复轨器 、海参型复轨器、组装式复轨器以及S－1型铝合金双向复轨器 ；按用途分为普通线路上用、岔区专用、双股道上专用、及端面复轨等四种复轨器；根据材质，复轨器可分为铸钢、合金铝、钢板焊接式三类复轨器。

2可行性研究

运行在各矿区地井下线路上的矿车，由于超速、碰撞、线路质量等各种原因，经常会发生脱轨掉道现象，给生产、安全带来很大的影响。矿车复轨器是专门为解决矿车复轨问题而研制的复轨工具。适用30kg/m钢轨左、右成对使用。当机车在运行中脱轨时，以往是使用人工撬车来使其恢复到正常轨道行驶，这种方法的缺点是效率低且很不安全。

矿车脱轨问题在国际上已研究了100多年，但由于此问题的复杂性及其研究的困难性，致使此问题仍未得到很好的解决。实际脱轨事故的原因往往难以查明，甚至连评判脱轨的准则还存在一些问题。实际上，脱轨是轨道运输系统中典型而复杂的动力学问题，是列车与轨道动态相互作用失常的结果，对脱轨问题的研究从来就是铁路运输系统研究中的重大基础课题，是一个综合性很强的多学科交叉研究领域，它涵盖了结构动力学、运动稳定性理论、结构稳定理论、车辆动力学、轨道动力学、桥梁工程学、轮轨相互作用理论、数值计算方法、现代控制理论等学科，属世界性难题。

3项目采用的技术原理和分析

矿车在运行过程中，如果车轮脱离轨道，即称为掉道，这意味着车体相对于轨面发生了位置偏移。而矿车复轨则是矿车掉道的逆过程，通常分为三个步骤：车辆抬起、车辆平移和车辆复轨。其中，第一步是关键，要求车轮最低点高于轨面；第二步则是难点，需要保证车体平移的准确性和稳定性。因此，矿车复轨器被设计为矿车脱轨时的自救装置，旨在轻松完成举升运动并实现准确的横移运动。

通过对常规复轨方法的研究，提出了液压千斤顶+可滚动支撑座平移式方案。这一方案的设计考虑到减小移动过程中产生的摩擦力，在支撑座地步设计车轮，使其能够在左右挡板之间的轨道上滚动。这样的设计方案将矿车脱轨的复杂运动分解为简单的抬升运动和平移运动，从而最大限度地轻松安全地实现复轨。此外，该方案提供了一种携带方便、操作简单且能及时完成矿车复轨的复轨器。

这种液压千斤顶+可滚动支撑座平移式方案的优点在于：

操作简便：只需操作液压千斤顶和支撑座，即可完成复轨过程。

减小摩擦力：支撑座设计使车轮能够在轨道上滚动，减小了移动过程中的摩擦力，提高了复轨的效率。

安全可靠：通过液压千斤顶和支撑座的配合，确保了复轨过程的安全性和稳定性，避免了人工操作可能带来的安全隐患。

因此，这种技术方案为解决矿车脱轨问题提供了一种有效、安全和可靠的解决方案，有着广泛的应用前景。

4项目研究的主要内容

项目研究的主要内容是针对以往复轨器安装方式落后、安全稳固性差、易发生窜动或翘头翻车等现象的问题进行改进。本结构采用了座式结构，在工作过程中，复轨器的重心始终在左右挡板之间，采用抬升装置和平移装置的垂直结构，确保在横移时不会发生最大倾斜或受到最大阻碍，避免板缸分离或倒伏事件的发生。

为了实现矿车在出现小范围内脱轨时不需要等待救援，只需两人即可操作，本结构在左右挡板上各开了一个槽，方便工作人员手持，减轻劳动强度。此外，本便携式复轨器体积小、重量轻、操作方便、复轨准确率高，能够满足实际需求，提高了复轨作业的效率和安全性。在正常情况下，仅有电机车司机和跟把钩工就能将掉道车辆复位，不需要过多的人力和物力投入。

本产品的设计具有结构简单、方便实用的特点，便于推广应用，能够有效解决企业在复轨作业中遇到的困难，提高了企业的经济效益。通过对复轨器的改进和优化，实现了复轨作业的快速、安全、准确，为矿区井下线路上矿车的运行提供了重要的支持和保障，有着广泛的应用前景和社会意义。

5实际应用效果

在未使用复轨器之前，处理矿车掉道时需要最少四人参与作业，耗时长，而且使用的工具种类繁多，包括道木、撬棍、千斤顶等。这些工具的使用过程中存在危险性大、不安全因素多的问题，严重制约了安全生产。针对这一问题，管理人员根据现场实际情况制作了简易的复轨器，并经过实际试验和改进，最终制作出了完美的上道器。

使用复轨器后，每次处理矿车掉道只需要一至两人便能轻松将掉道车辆复轨，大大缩短了处理时间，提高了作业效率。同时，复轨器的安全性也得到了显著提升，员工们在使用复轨器时感到更加安全和放心。这种简易的复轨器在实际应用中取得了非常好的效果，得到了员工们的喜爱和认可。

通过引入复轨器，不仅提高了作业效率和安全性，还减轻了员工的劳动强度，使得处理矿车掉道的工作变得更加轻松和便捷。这种实际应用效果为复轨器的推广和应用提供了有力的支持，也为矿区井下线路上的安全生产和运行提供了重要保障。

6取得的经济效益和社会效益

安全方面：复轨器能够快速将掉道的车辆进行复轨，确保在最短的时间内达到最好的效果，其可靠性高、稳定性好，极大地提升了车辆掉道复轨的安全性。这意味着减少了发生事故的可能性，保障了工作人员和设备的安全。

经济效益：在引入复轨器之前，每次车辆掉道都需要3至5人进行车辆复轨作业，且耗时长，严重浪费了人力、物力和财力。同时，每次复轨作业还需要消耗若干根道木等材料。然而，引入复轨器后，只需将其安装在道面上即可进行复轨操作，无需额外材料和工具，大大降低了材料消耗。这种节约人力、物力和财力的方式不仅提高了作业效率，还降低了运营成本，对企业的经济效益有着显著的提升。

除了经济效益，复轨器的应用还带来了社会效益。通过提高车辆掉道复轨的安全性和效率，不仅保障了矿区井下线路的正常运行，还提升了整个煤矿行业的安全生产水平。这种安全和高效的工作方式也为其他行业提供了借鉴和参考，促进了整个社会的安全发展。

总的来说，引入复轨器在安全、经济和社会方面都取得了显著的效益，是一项对矿区运营和整个社会都具有积极意义的措施。

7推广应用的前景和意义

随着轨道运输应用规模的不断扩大，加之煤矿井下工作环境恶劣，掉道事件时有发生，严重的制约了安全生产，各煤炭行业已将掉道列为事故进行对待，为了能高效的解决车辆复轨作业，因此自行研制出了一种安全高效的楔形断绳车辆复轨装置，井下车辆掉道复轨装置的推广与应用对于矿区生产和安全具有重要意义，是一个既解决实际问题又促进行业发展的创新技术。随着技术的不断进步和推广应用，相信复轨器将在矿区井下线路上发挥更大的作用，为矿区运行带来更多便利和保障。

参考文献：

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