象山煤矿井下单轨吊运输系统设计.

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象山煤矿井下单轨吊运输系统设计

姜绿江

(中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司,北京 &" " " &&

摘要:随着我国煤矿发展及开采规模的不断扩大,使得以往传统的辅助运输形式越来越

与其不适应,对象山矿井辅助运输系统的设计我们采用了柴油机车牵引的单轨吊车设备。论文介绍了关于象山矿单轨吊系统的设计思路和当前我国在该系统的使用中存在的问题及其解决方法。

关键词:辅助运输;单轨吊;运输效率;换装站;底臌现象;综采设备搬家中图分类号:’ ( ! #

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! 引

言

随着我国煤矿采、掘机械化程度的迅速发展及开采规模的不断扩大,使得井下所需的材料、设备的数量、品种、单重以及运距大幅度增加;井下人员数量增多、工作面的距离加长,而辅助运输系统仍旧依靠陈旧的传统方式已明显的不能适应形势发展的需要。因此,吸收、引进国际上先进技术,改变我国煤矿以往落后的辅助运输形式已成必然的发展趋势。

" 矿井概况

陕西韩城矿务局象山煤矿年设计能力为 &! " 万 /,已属于大型矿井。井下分为南一、北一两个采区,均配备了大型高效的综合机械化采掘设备,其中液压支架整体设备单重达 &! /,同时,巷道材料用量大,工作面距离远,仅从井底车场到工作面的距离就近 %" " " 0,并且随着采掘的延伸距离还将不断增加。因此,要想适应综采、综掘的高速度, 做到采、掘、运能够相辅相成,提高矿井的综合效益,必须考虑采用新型高效的辅助运输系统。如果仍沿袭着小绞车、无级绳牵引进行分段运输、人员步行上岗这种环节多、效率低、安全性差的运输方式,将会严重限制采掘机械化优势的发挥,影响矿井全员效率的提高。因此,该矿井的辅助运输系统设计决定采用新型的辅助运输设备。

#新型的辅助运输设备的现状及其特点

在西欧、美、澳、俄等一些采煤发达国家,早已普遍采用了诸如单轨吊、卡轨车、齿轨车和无轨胶轮车等井下辅助运输设备,由于其起步较早,均已达到比较完善和成熟状态。

近年来,我国已引进、研制开发了多种辅助运输设备。并在一些煤矿投入了使用,尽管在使用中尚存在着一些问题,但其发挥的优势作用是极其明显的。从山西漳村矿多年来单轨吊的使用情况来看,与过去的绞车运输相比,单

轨吊车系统大大提高了运输效率、减轻了辅助运输人员的劳动强度、降低了运输事故率。仅综采设备搬家一项,每搬一个工作面,比过去缩短 &" 天以上,按每年搬两个工作面计算净增产量 &" 万 /;若将提高掘进速度、减少事故的效益进行综合计算,每年的经济效益则更为可观。

辅助运输设备按其轨道的形式可分类为:单轨吊车、卡轨车、齿轨车和无轨车四种类型;按行走方式可分类为:自行式 (防爆柴油机车和蓄电池机车和牵引式。在辅助运输系统的设计中,如何根据矿井巷道的特点合理的选用辅助运输设备种类是致关重要的。

一般情况,辅助运输设备种类,主要是由矿井的地质条件和开采的范围大小所决定的,即根据巷道的角度、巷道的顶、底板情况以及运输距离的选择确定的。

自行式的设备连续运行距离长、机动性好;绳式牵引设备爬坡角度大,牵引吨位大,但运行距离较短。一般在巷道坡度允许的情况下,自行式的设备往往被优先选用。如果巷道底板较好,则可考虑选用地面行使的卡轨车、齿轨车和无轨车;如果

巷道顶板较好,则可考虑选用离开地面行使的单轨吊车。

针对象山矿的具体情况来看:从井下换装站到开采初期最远的一个工作面的距离约为 %" " " 0;巷道的坡度普遍为 ! 1! #1之间,个别地段达 &" 1;巷道顶板条件良好,除在下部车场有少量砌碹和部分锚喷支护外,其余均为 2型支架、锚杆支护或梯型支架;问题是在上山巷道中存在较严重的底臌现象。

正是巷道的底臌现象,使得所有在地面行使的辅助运输设备都难以适应,而使用单轨吊车系统则可以避开这种不利条件。

单轨吊车系统是一种将物料悬吊在巷道顶部的单轨上进行运输的系统。分别有钢丝绳牵引、蓄电池牵引和柴油机车牵引三种形式。对于柴油机车牵引的单轨吊车,其主要特点为:

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煤炭工程设计技术

万方数据

! 机车及牵引物均悬吊在一条天轨上悬空运行,不受巷道底板状况的影响和约束。

" 机动性能好,转弯半径小。可在复杂、多支的线路上实现多点运输。

#可连续运输,在巷道条件允许的情况下,在其单轨系统内可不经转载,把物料、设备、人员直接运至任何地点。

$运量大,爬坡能力强,最大爬坡可达 ! %&。一台’ (马力单轨吊车在速度为 !

/*、坡度为 ! (&时,牵引重量达

! %+多。可整体调运液压支架、大型变压器等重型设备。 , 通过液压马达可自动起吊重物,方便快捷。专用集装箱可自动翻转卸料,牵引人车可运送较多的人员,大大降低工人的劳动强度,提高了工作效率。

-运距长, ’ (马力内燃机单轨吊车加油一次一般可连续满负荷运行约 #(. 。

/主机为低污染防爆型特殊内燃机,故使用时安全可靠。

! 单轨吊系统需要解决问题的及其相应的处理方法显然采用柴油机单轨吊车作为象山矿井辅助运输相对来讲是最佳的,但其仍然存在着一些的具体问题需要必须在设计中予以解决。下面对象山矿单轨吊系统的设计中的几个比较突出的问题以及相应的处理方法做以介绍:

#0! 散料换装问题的解决

一般在条件允许的情况下,辅助运输设备应尽量单一化,最好是从地面经大巷、上山、顺槽直至工作面,达到不间断运输。但是,象山矿的地质条件不尽理想,副井角度为 " (&,超过了单轨吊的最大爬坡能力,从而限制了单轨吊车从地面到井下工作面全程运输的可能性。不得不使得运输的设备、物料通过斜井绞车提升设备送到井下,然后在井下换装站进行换装。由于散料 (沙子、石料、水泥、矸石等都是装在容器中运输的,井上地轨系统的容器为固定矿车,井下单轨吊系统的配套容器为集装箱,由于两者的形状尺寸相差较大,因此,给换装带来了麻烦。为此,从简单实用减少投资的角度出发,在设计中采用了在换装站用单轨吊车的液压起吊梁直接从地轨上把矿车吊起来运输的方法,这种方法,只需给矿车做个简单的专用吊具即可解决问题。虽然比起用集装箱降低了有效容积,但是,在尚没有研制出一种既能匹配于地面设施,又适用于井下单轨吊系统的专用容器之前,不失为一种有效的办法。