iData_单轨吊运输装备在煤矿辅助运输中的应用实践_李建升

单轨吊运输装备在煤矿辅助运输中的应用实践李建升（山东立业机械装备有限公司，山东新泰２７１２００）摘要煤矿传统的斜巷地轨运输系统大都采用钢丝绳牵引，易造成断绳、跑车、掉道等事故，效率低；探索一种安全高效的辅助运输方式成为当务之急；翟镇煤矿用单轨吊运输系统代替斜巷地轨运输系统，探索出了一条辅助运输系统改造的成功之路，本文对改造方案进行了简要介绍，对煤矿井下辅助运输系统改造有借鉴价值。

关键词单轨吊；运输装备；辅助运输；应用实践中图分类号：ＴＤ５２７文献标志码：Ｂ文章编号：１００９－０７９７（２０１４）０３－００２３－０３随着煤矿生产高新技术和现代化生产的发展，新技术新装备不断推广应用，综采综掘的机械化已成为现代煤矿的发展趋势；但随之带来的是煤矿辅助运输技术的滞后，据统计我国大多数煤矿采用小绞车、卡轨车等传统的地轨运输方式，占用人员多，运输环节多，运输效率低，易造成断绳、跑车、掉道等不安全隐患。

如何改造现有的地轨运输方式，使之与现代煤矿生产相适用，已成为当务之急。

新汶矿业集团翟镇煤矿，适用煤矿辅助运输发展的客观要求，用单轨吊运输系统代替地轨运输系统，走出了一条辅助运输系统改造的成功之路。

１翟镇煤矿原来的采区辅助运输系统概况翟镇煤矿是年产２００万ｔ的现代化矿井，斜巷辅助运输系统包括采区大轨道运输系统、采区顺槽运输系统。

全矿共有四个生产采区，四条轨道上下山和多个采掘工作面，运输战线长、运输环节多，系统复杂。

采区大轨道采用单绳缠绕式提升机进行提升，在各个中部车场采用甩车场形式与各个采掘工作面辅助运输系统相连。

其中三采轨道采用ＪＴＰＢ－１．６ｘ１．５提升机，长度５５０ｍ，坡度１３°￣１６°，设有一中、二中、三中、四中四个中部车场；后一轨道采用ＪＫＢ－２．０提升机，长度５５０ｍ，坡度１８°￣２１°，设有上车场、二中、三中和下车场四个车场；七采轨道采用Ｊｋ－２．５提升机，长度８８０ｍ，坡度１８°￣２０°，设有上车场、二中、三中、四中和下车场五个车场；后五轨道采用ＪｋＢ－２．０提升机，长度８５０ｍ，坡度１８°￣２０°，设有上车场、二中车场和下车场。

采区顺槽巷道辅助运输系统，主要是ＪＤ－４０调度绞车，最大运输距离４００ｍ，运行速度１．０８６ｍ／ｓ，采用对拉或单拉形式布置，采区顺槽最大坡度１５°。

辅助运输的材料和设备主要有支护材料（锚杆、锚索、沙、水泥、锚带、工字钢等）、综采综掘设备（综掘机、综采支架、刮板输送机、皮带、电气设备等），综掘机最大重量部件１１ｔ，综采支架最大重量１２．３ｔ。

２用单轨吊运输系统代替地轨运输系统的实施方案２．１机车的选型配置考虑到坡度较大，后组一采轨道和三采轨道采用单轨吊运输，七采轨道和后五轨道仍采用大绞车提升；顺槽巷道全部采用单轨吊运输。

（１）三采轨道选用ＤＸ１００电牵引机车，顺槽选用一部ＤＸ８０电牵引机车。

（２）后一轨道选用１部ＤＺ１８００３＋３柴油机车，顺槽选用１部ＤＸ８０电牵引机车。

（３）七采区顺槽选用２部ＤＸ８０电牵引机车。

（４）后五采区顺槽选用１部ＤＸ８０电牵引机车。

（５）机车的使用形式：ＤＺ１８００３＋３柴油机车和ＤＸ１００电牵引机车由于牵引力较大，作为大轨道运输工具代替大轨道提升机，并兼做采区顺槽巷道运输用；ＤＸ８０电牵引机车，主要作为采区顺槽用的运输机车。

２．２机车的技术参数（１）ＤＺ１８００３＋３沙尔夫柴油机车的技术参数如下：额定牵引力１２０ｋＮ制动力大于１９２ｋＮ额定输出功率８０ｋＷ适应转弯半径水平４ｍ，垂直１０ｍ最大运行速度２ｍ／ｓ机车重量８７００ｋｇ机车长度２０．４５ｍ最大爬坡能力３０°机车最大载重３０ｔ（２）ＤＸ１００电牵引机车的技术参数如下：额定牵引力１００ｋＮ额定制动力１５０ｋＮ23··DOI:10.13606/ki.37-1205/td.2014.03.011额定输出功率５２．５ｋＷ适应转弯半径水平４ｍ，垂直１０ｍ最大车速１．６ｍ／ｓ机车重量１３１００ｋｇ最大载重量２０ｔ机车长２２ｍ蓄电池容量１１０ｋＷｈ最大爬坡能力１８°（３）ＤＸ８０电牵引机车的技术参数如下：最大牵引力８０ｋＮ最大制动力１２０ｋＮ额定输出功率４３．５ｋＷ适应转弯半径水平４ｍ，垂直１０ｍ最大车速１．６ｍ／ｓ机车重量１１９００ｋｇ最大载重量１８ｔ机车长１９ｍ蓄电池容量１１０ｋＷｈ最大爬坡能力１８°２．３轨道系统（１）选用Ｉ１４０Ｅ型轨道，３ｍ／根。

（２）轨道吊挂形式，每处道节用２根锚杆吊挂，锚杆选用Ｍ２０×２０００ｍｍ，吊挂链选用１８×６４的矿用圆环链。

（３）轨道网络的连接形式。

以采区大轨道为联络巷，通过单轨吊道岔与各采区顺槽巷道连成一体，形成单轨吊运输网络。

３经济效益和社会效益３．１社会效益（１）采用单轨吊运输后，全矿取消了１４７部小绞车和２部大轨道绞车，代之以６部电牵引机车和１部柴油机车，设备数量和岗位工数量大大减少，为安全生产创造了条件。

（２）从２００６年至今，翟镇煤矿辅助运输杜绝了二类以上非人身事故和重伤以上人身事故，与使用单轨吊是分不开的。

而２００１年至２００５年，全矿仅２００４年杜绝了二类以上非人身事故和重伤以上人身事故，安全效益显著。

（３）单轨吊运输适应范围广，运输重量可达３０ｔ，运输坡度可达到２４°，运输速度可达到２ｍ／ｓ，原来需要多次运输才能满足的采掘面材料，现在一次运输就能够满足２天的需求量，效率大大提升。

３．２初期投入经济效益的比较以三采区为例，三采区原来的轨道系统１部ＪＴＰＢ－１．６ｘ１．５提升机，３２０３运输巷、３２０３轨道巷、３４０４运输巷、３４０４轨道巷、３２０２轨道巷和３２０２运输巷、三采辅助轨道巷等，共使用３６部ＪＤ－４０调度绞车组成，轨道全程１９８５０ｍ。

（１）使用单轨吊和地轨运输的轨道敷设费用比较。

地轨运输需要２２ｋｇ／ｍ轨道３９７００ｍ，道岔１２８组，Ｃ型挡车器３２组，Ｄ型挡车器３２组，道夹板６６６８付，轨枕２４８１２根，鱼尾螺栓８０００ｋｇ，托压绳轮１０００套；使用单轨吊需要轨道１９８５０ｍ，锚杆２６４６７套。

表１地轨运输投入费用明细表需用１９８５０ｍ轨道和２６４６７根锚杆，费用见表２。

表２单轨吊运输投入费用明细表单轨吊轨道费用少投入７３３．０２５－６１１．９１＝１２１．９３４万元。

（２）设备资金的对比。

地轨运输投入设备费用见表３。

表３地轨运输设备投入费用明细表采用单轨吊运输设备费用：２部单轨吊费用２１０＋１８０＝３９０万元。

单轨吊运输设备比地轨运输设备少投入４７５．２８２２－３９０＝８５．２８２２万元。

（３）维修维护费用的比较。

人工费用对比。

地轨运输，安装３６台调度绞车接力运输每班至少３６名绞车司机，３２名滑头工，需要１０名机电维修工，１０名铁路维修工，工人工资按每人年工资４万元，一部采区大轨道绞车每班需要５（下转第２７页）费用种类单位数量单价（万元）费用合计（万元）单轨吊轨道ｍ１９８５００．０２８５５５．８锚杆根２６４６７０．００２１２５６．１１费用总计６１１．９１费用种类单位数量单价（万元）费用合计（万元）地轨ｍ３９７０００．００８２５３２７．５２５Ｃ型挡车器组３２０．１３．２道岔组１２８０．４５１．２Ｄ型挡车器组３２０．１３．２道夹板付６６６８０．００７８１４４５２．１１轨枕根２４８１２０．００４２６８１０６．３４４２道钉个２２２２４０．０００７４１６．４４５８车场开拓ｍ７２００．２１４４托压绳轮费用总计个１００００．０２９２９７３３．０２５费用种类单位数量单价（万元）费用合计（万元）ＪＤ－４０调度绞车台３６４１４４ＪＫＢ－２提升机套１１８０１８０ＱＢＺ－１２０Ｎ开关台３６２７２语言电铃件１０８０．２１２２．６８三联按钮件３６０．０３２１．１５２１６ｍｍ２电缆ｍ１６０００．０１１３１８．０８信号线ｍ１６０００．０００３５０．５６声光报警信号件３２０．３１９．９２信号综保？１８．５钢丝绳费用总计台ｍ１８１６２０００．８０．０００７７１１４．４１２．４９０２４７５．２８２２24··（上接第２４页）名岗位工，按三班计算（３６＋３２＋５）×４×３＋（１０＋１０）×４＝９５６万元。

单轨吊运输，需要每班２名司机和１名维修工，２名巷道清理人，４×５×２×３＝１２０万元。

单轨吊运输费用节省：９６５－１２０＝８４６万元。

（４）维修维护费用。

单轨吊电池每２年更换一次，年费用６．４８÷２×４＝１２．９６万元，单轨吊驱动轮每６个月更换一次，每年更换３２个，合计费用３２×０．０８＝２．５６万元，总维修费１２．９６＋２．５６＝１５．５２万元。

使用绞车每３个月更换一次钢丝绳：年费用１２．４９０２×４＝３４．４４０８万元单轨吊费用节省３４．４４０８万元。

４结论（１）用单轨吊运输系统取代传统的地轨运输系统，具有适应性强，适用范围广，灵活性强，安装简单，是采掘工作面运送综采支架、物料设备的比较理想的辅助运输工具。

（２）单轨吊运输与普通轨道运输相比较，维修费用和前期投入费用均明显减少，经济效益非常可观。

（３）单轨吊安全性高，与普通运输相比，无掉道、断绳、跑车的危险，并且有人驾驶可全程掌握运行状况，及时采取措施应对异常情况。

（４）用单轨吊运输系统代替地轨运输系统，经济效益客观，安全效益好，运输能力大，能够适用全国大多数煤矿，具有广泛的推广价值，前景广阔。

翟镇煤矿用单轨吊运输系统代替地轨运输系统的模式，为煤矿辅助运输系统的系统优化改造提供了良好的范例。

参考文献：［１］刘涛．关于矿井辅助运输方式的选择［Ｊ］．煤炭工程，２００３．（１２）．［２］张军工．立井无轨辅助运输技术研究与应用．［Ｊ］．煤炭工程，２００４（０７）．［３］李剑锋．济三矿开展无轨辅助运输方式应用的研究．［Ｊ］．煤矿机械，２００６（０５）．［４］田振林，李耀辉．煤矿井下无轨辅助运输．［Ｊ］．煤矿科技，２００６（１０）：１７－１９．作者简介：李建升（１９６７－），男，山东安丘人，毕业于淮南矿业学院矿业机械专业，工程师，长期从事煤矿辅助运输专业的研究，现任山东立业机械装备有限公司副总工程师，单轨机车厂厂长。

（收稿日期：２０１４－４－１０）工作面宜采用单向割煤端部斜切进刀割煤工艺方式。

图８ν－ｔ关系曲线５结论（１）运用ＰＦＣ２ｄ颗粒元程序模拟放煤步距和放煤方式对顶煤放出率的影响，结果表明４２Ｍ２工作面放煤方式采用双轮顺序放煤、一刀一放，放煤步距为０．８ｍ。

（２）在对４２Ｍ２综放工作面工时实测基础上，对单向割煤与双向割煤的循环作业时间进行了比较分析，认为４２Ｍ２工作面宜采用单向割煤端部斜切进刀的工艺方式。