抢险救生机的研制
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摘 要： 为解决矿难频发，出现塌方事故后快速抢救井下被困人员，避免人员伤亡，研制了抢险救生机，在发生矿难事故，顶板冒落后，逃生、救援通道堵塞，井下遇险人员被困不能逃生脱险的紧急情况下，可迅速、高效、安全地打通救生通道，到达被困人员身边，并使用专用救助车把人员救出。
关键词： 抢险救生机;机械滑台;救护小车
矿难顶板事故发生后会造成人员被困，如在短时间内无法打通冒落区，人员有可能因氧气不够或受伤得不到救治等多种原因死亡，为在塌方事故后快速抢救被困人员，减少人员伤亡，研制了抢险救生机，在发生矿难事故，顶板冒落后，逃生、救援通道堵塞，井下遇险人员被困不能逃生脱险的紧急情况下，可迅速、高效、安全地打通救生通道，到达被困人员身边，并使用专用救助车把人员救出。
1 抢险救生机的工作原理
抢险救生机分体装备在煤矿井下主要巷道内，在发生冒顶事故后可快速地把设备运输至冒顶位置。抢险救生机主要包括机械滑台、动力头、四爪卡盘、中心支撑架、圆管、救护小车及刀盘组件等组成，其中动力头安装在机械滑台移动工作台上，中心支撑架安装在机械滑台尾部固定工作台上，圆管一端靠四爪卡盘夹持动力头上，由动力头提供旋转主运动，带动圆管及刀盘旋转，对前方坍塌的物料进行破松，同时机械滑台推进，待坍塌物料打通后，四爪卡盘松开圆管并与动力头移开圆管位置，在圆管内放入救护小车，救护人员通过救护小车快速安全，人性化的对坍塌受困人员进行施救，同时，本抢险救生机由多段构成，每节圆管长度3米，直径0.6米，在推进3米之后，延长一节圆管，再由滑台及动力头向前推进，可无限延长，便于长距离掘进救护。
2 抢险救生机的主要结构
抢险救生机为保证抢险救援的及时性，所用零部件及外购件具有互换性强、结构简单，现场所有拼装零件采用快速连接装置。
（1）机械滑台。机械滑台主要用于安装动力头、中心支撑架及圆管等，是整个设备的承载平台，并为圆管的不断进给提供动力，滑台电机功率不小于7.5kW，使用变频调速电动机，可进行工进及快进快退，工进速度5mm/min至1000mm/min可调，快进快退速度最快可至6000mm/min，最大进给力不小于50KN，工作行程不小于6000mm，可保证圆管的不断延伸。
（2）铣削动力头。抢险救生机采用1TX50铣削动力头作为旋转主动力源，安装在机械滑台的移动工作台上，主轴上安装四爪卡盘，并固定圆管一端，带动刀头组件进行旋转，使冒落塌方的物料松散，方便圆管深入。
（3）四爪卡盘。四爪卡盘安装在铣削动力头主轴上，起快速夹持、松开圆管的作用，该四爪卡盘可夹持圆管直径不小于φ830mm，允许的转速不低于400r/min，并且每个卡爪可单独移动，适合安装圆形及各种不规则工件。
（4）中心支撑架。中心支撑架安装在机械滑台的尾端固定工作台，用于圆管的支撑。圆管一端与铣削动力头四爪卡盘连接，由于圆管长度及重量原因，必须在机械滑台的末端安装中心支撑架。支撑轮轴线为纺锤形，可在圆管进行移动时，减小运行阻力，并提供较好的导向作用。
（5）圆管组件。圆管组件一端安装在铣削动力头的四爪卡盘上，另一端安装刀盘组件，在中心支撑架的支撑作用下，随着机械滑台的推移，刀头组件钻探塌陷物料，待钻入机械滑台一个行程后，安装备用圆管，继续推移，待塌陷物料区全部钻通，打开前端刀头组件，去掉铣削动力头端的四爪卡盘，并把铣削动力头退回机械滑台最左端，保证救护人员可进入圆管组件内，并通过圆管进入塌陷区，把被困人员及受伤人员救出。
（6）救护小车。救护小车安装在圆管内的轨道上，可在圆管内顺利前后移动，救护人员可俯卧在小车上，依靠双手或后方人员作为动力，到达塌方物料区域，然后安置被困人员或受伤人员在救护小车上，由救护人员在后方推动，使被困人员逃出。
（7）电控系统。抢险救生机的电控系统采用集中控制，全部操作可在一个操作台完成，主要动作包括机械滑台工进、机械滑台工退、机械滑台快进、机械滑台快退、机械滑台速度调整、铣削动力头的电机启闭、机械滑台主电动机启闭、润滑系统电机启闭、设备的自动控制、急停控制。该电控系统在设置好参数后可按编制的程序进行按步运行，达到操作的自动进行。
3 抢险救生机调试安装
抢险救生机组装装配完成后进行了机械滑台工进、工退、快进、快退、铣削动力头旋转、机械滑台速度调控、润滑系统的控制、各处行程开关的控制、四爪卡盘的夹紧与松弛、圆管在中心架上的前进与后退、中心架对圆管的支撑、刀盘快速拆装、圆管的快速拆装等动作，以上动作均符合抢险救生机的使用要求。
为保证抢险救生机在实际塌方现场的使用效果，特在地面布置虚拟现场，用以记录整体设备的安装调试时间及圆管前进效果，圆管拆装的时间、救护人员在圆管内的通行过程，救护被困人员的过程，救护小车的使用过程、刀头组件的拆卸过程等各方面数据，经模拟实验效果良好。
4 结语
抢险救生机在发生塌方事故后可在现场快速组装，并打通救护通道，使救护人员至被困人员身边，通过救护小车把被困人员救出，此过程安全、可靠，救护过程及时、迅速，有效地保证塌方被困人员得到及时的救助，避免人员伤亡的发生。
参考文献：
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[4]袁哲俊.金属切削刀具.上海：上海科学技术出版社，1982.
作者简介： 冀永凯，男，山东阳谷人。
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