關于召開第六屆山西省煤炭總工程師論壇暨山西省煤炭安全綠色智能開采論壇的通知

山 西 省 煤 炭

優(yōu) 秀 學 術 論 文 評 審 表

 論文題目    無軌輔助運輸技術在老礦井應用的嘗試   

      申報學科組 煤炭技術工程與礦山工程組 學科組代碼 13

      作者姓名  劉海平    職稱  工程師      年齡   40     

      工作單位 （詳細）同煤集團生產(chǎn)技術部   職務  科長  

      通訊地址 大同煤礦集團公司生產(chǎn)技術部   郵編 037003    

      聯(lián)系電話      0352-7868355  13593036501          

      推薦單位       大同煤礦集團有限責任公司          

                                    2011年12月20日

   無軌輔助運輸技術在老礦井應用的嘗試

劉海平   

（大同煤礦集團公司  山西大同  037003 ）

摘要：輔助運輸是煤礦安全生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，也是一個薄弱環(huán)節(jié)，已成為制約煤礦安全高效生產(chǎn)的一個主要因素，文章介紹了無軌輔助運輸技術在老礦井中的應用，對其適用性、安全性、經(jīng)濟社會效益和存在問題進行了分析，為老礦井高效安全輔助運輸?shù)膭?chuàng)新發(fā)展提供了一種新的模式和思路。

關鍵詞：無軌技術  老礦井  應用   

中圖分類號：TD75                      文獻標識碼：B

1  引言

隨著礦井機采掘機械化程度的不斷提高，對輔助運輸機械化的要求也不斷提高。我國從90年代初才開始引進無軌膠輪輔運設備，21世紀開始，使用范圍和數(shù)量逐漸增大。在實際使用中，無軌膠輪車對提高輔助運輸和礦井全員生產(chǎn)效率效果十分明顯，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。但從現(xiàn)場使用情況來看，全礦井使用無軌膠輪車大模式還只適應于千萬噸級的新型礦井，對于多數(shù)老礦井來說，由于地質(zhì)條件和開拓方式所限，綜合考慮經(jīng)濟適用性，更適應于在局部區(qū)域使用。而煤礦井下的輔助運輸機械化問題，主要集中在盤區(qū)，因為盤區(qū)的輔助運輸難度最大，而工作面運輸巷和回風巷的輔助運輸則是采區(qū)輔助運輸?shù)囊粋€最薄弱環(huán)節(jié)。在綜采搬家時這個矛盾更為突出。目前大多采用調(diào)度小絞車接力運輸。用人多，速度慢，安效率低，且常出事故，是輔助運輸亟待解決的問題。隨著開采的不斷縱深，盤區(qū)、順槽巷道長度不斷加大（一般1000～2000米，個別3000米以上），人員進出靠步行、體力消耗嚴重、不安全因素多等問題越來越突出，改進盤區(qū)、順槽運輸模式勢在必行。本文重點介紹無軌膠輪車在同煤集團公司四臺礦盤區(qū)大巷的應用。  

2  礦井概況

    同煤集團四臺礦井現(xiàn)有職工7000多人，設計生產(chǎn)能力500萬噸/年，1991年投產(chǎn)。采用斜井（一主一副）立井混合式開拓方式，井田內(nèi)設一個水平開采全部煤層，主斜井安裝1.4米寬的強力皮帶用于提升運煤，副斜井采用2.5米直徑的雙滾筒絞車升降設備、材料、副立井安全1.5噸雙層車罐籠專門用于升降人員。井下主要運輸巷道沿煤層傾斜方向布置在煤層中，采用采區(qū)前進式、工作面后退式開采；生產(chǎn)工藝采用單一長臂后退式采煤方法；輔助運輸采用架線式電機車、提升絞車、無極繩絞車和小絞車運輸相結(jié)合方式。

1045大巷為主要運輸大巷，全長8200米，南北走向(其中間石門為東西走向長度為2580米)，107軌道石門長度2568米，坡度3‰，采用ZK10—6/550架線式電機車PR₁₂—6/3型人車、1.5T礦車，運輸人員材料。盤區(qū)大巷長800～2760米，未使用無軌膠輪車以前以無極繩絞車和小絞車運輸為主，是傳統(tǒng)輔助運輸老礦井的典型。

3  方案設計

3.1巷道改造

水平大巷保留原有電機車運輸方式，拆除盤區(qū)大巷、順槽巷道小絞車，但不拆除軌道，硬化路面150～200mm，包括軌道道床（留有軌道及輪緣間隙），平時小型設備、材料及人員全部由雙駕式無軌膠輪車直接運輸，大型設備。超長物料及串車由膠輪車牽牽引平板車在軌道上運輸。

改造工程：不需進行大的改造，除路面硬化外，在盤區(qū)、順槽巷個別地段增設車場（或?qū)ΜF(xiàn)有聯(lián)絡橫硐進行改造），用以調(diào)車、錯車，高度、寬度不足的地方進行挑頂、起底，同時增加檢修和存車硐室，改造工期1～3個月。

3.2  設備選型

根據(jù)老礦井巷道斷面相對較小、不便于調(diào)車的實際情況，，最終確定使用WC5E型雙駕式防爆柴油機無軌膠輪車。該車是一種以柴油機為動力、液力機械傳動、四輪驅(qū)動，雙向駕駛的井下無軌式運輸機械，主要用于坡度不大于14°的順槽巷道運輸作業(yè)。該機具有結(jié)構緊湊、操作方便、轉(zhuǎn)彎半徑小、調(diào)速性能好（重載爬坡能力強、爬坡速度快），污染低、運輸效率高、雙向駕駛不需掉頭巷道利用率高等特點。

該車消化了國外同類產(chǎn)品的先進技術，聘請工程機械專業(yè)的專家同研制小組一起對防爆柴油機運輸車部分關鍵零部件,從結(jié)構、材料、工藝等方面進行攻關研究，解決了目前國內(nèi)市場同類產(chǎn)品中存在的整機質(zhì)量不穩(wěn)定、傳動系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)可靠性差、部分關鍵零件易出故障等問題，具有較高的性價比，每臺車價格平均比進口車輛便宜20～50萬元。其主要技術參數(shù)：

1、額定載重量           5t

2、最大牽引力 60kN

3、各檔行駛速度 8/14/30km/h

4、爬坡能力 14°

5、最小通過能力半徑 R外6000mm，R內(nèi)3200mm

6、最小離地間隙 230mm

7、外形尺寸 6800×1900×2000mm

8、整備質(zhì)量 7500kg

9、發(fā)動機型號                 KLG6108QFB（A）型防爆柴油機

10、發(fā)動機額定功率  75kW

4  應用情況

1、四臺礦14＃410盤區(qū)軌道巷全長2894米，斷面寬×高＝4.2×3.1米，石門局部巷寬3.9米，巷高2.8米，共有4處變坡，最大坡度7°，最大斜長40米，支護形式為錨桿錨索噴漿，鋪設24kg/m鋼軌，軌距600mm，穩(wěn)設11.4kW、25kW小絞16臺。

為了在該盤區(qū)試用無軌膠輪車，對巷道進行了改造，即局部擴幫、改造聯(lián)絡硐室、起底和硬化底板，拆除小絞車，軌道未拆除。牽引采用硬連接，牽引礦車或平板車等，投入使用以來，未出現(xiàn)大的故障，效果良好。

5.1 人員運送

14^＃層410盤區(qū)大巷全長2600米，工人步行需要40分鐘左右，乘坐該車需20分鐘，節(jié)省一半時間，員工體力得到保障，提高了勞動效率，同時有效工作時間大大提高了。

5.2 物料運送

過去使用小絞車接力運輸，10輛物料車需要3小時左右，現(xiàn)使用該車一次牽引，需30分鐘。提高了效率，減少了人員、設備的投入，簡化了操作程序，減輕了勞動強度，避免了鋼絲繩彈人、小絞車操作等不安全因素。

5.3支架運送

使用該車運送液壓支架（ZZS6000型，自重18.3噸，平板車重2.5噸），25分鐘可將20.8噸重的支架車運至巷道2600米處順槽巷口。牽引過程經(jīng)1個水平轉(zhuǎn)變（轉(zhuǎn)彎半徑10米），5個坡度小于7度的變坡，牽引速度平坦路面保持1.5m/s以上，爬坡時1m/s以下，運行基本正常，在下坡時能及時制動，未發(fā)現(xiàn)拉不動、停不住現(xiàn)象，機車也未發(fā)生大的故障，整個搬家過程由該車牽引，20天完成包括50個支架及全部綜采設備的運輸（其中50個支架使用小絞車運輸）。如巷道再寬一些，不考慮5處變坡的不利因素，運輸時間還會大大縮短。

5.4 事故搶修

在井下工作面和盤區(qū)其他作業(yè)地點發(fā)生事故時，使用該車能在較短的時間內(nèi)將人員和材料、配件安全運送到事故地點，及時處理事故，提高效率。

5  經(jīng)濟、社會效益分析

1、減少了員工行走時間，降低了體力消耗，使工人能夠保持充沛的精力進行工作。四臺礦14#410盤區(qū)為例，人員進出最高峰（早班）時為200人，二班、夜班平均100人，日平均進出800人·次，按往返一次節(jié)約1/2小時/人計算，每年節(jié)約的工時費為：330天×800人·次×1/2小時×21元/小時＝277萬元。

2、系統(tǒng)簡單，運輸高效，適應性強。膠輪車運輸實現(xiàn)了單一化及連續(xù)化，減少了轉(zhuǎn)載和中途停頓，徹底改變了盤區(qū)軌道小絞車運輸環(huán)節(jié)多、系統(tǒng)復雜、運輸效率低的狀況，運輸效率相比小絞車提高6倍，可實現(xiàn)從水平運輸大巷口直達采取工作面的人員、設備和物料運送。

3、工序簡單，減員提效，安全生產(chǎn)。采用無軌運輸方式，大量減少了專職運輸人員和采掘區(qū)隊輔助人員，只需2名駕駛員操作，一次牽引10輛物料車，節(jié)省了小絞車運輸需人工拉繩等高強體力勞動，極大地改善了工人的作業(yè)條件和安全環(huán)境，從根本上消除了小絞車接力摘掛鉤、鋼絲繩傷人等運輸事故的發(fā)生。

6  存在的問題

1、牽引車輛時，無軌膠輪車與人車的連接不夠協(xié)調(diào)。應改進無軌車連接裝置，采用萬向裝置，增加適應高度和角度活動范圍，減小側(cè)向力，避免車輛掉道。

2、噪聲較大、前后司機之間或司機與乘員之間聯(lián)系不方便，建議改進消音系統(tǒng)，配備機車通訊裝置，完善巷道信號指示，確保安全運輸。

3、排氣有污染，需改進尾氣凈化裝置，適當加大巷道通風量；

4、防爆低污染柴油機排氣柵欄較難清洗，需改進設計；

5、冷卻水箱抗腐蝕性差，不能適應井下環(huán)境，需改進水箱材料；

6、膠輪車輪胎耐磨性能差，需改進輪胎材質(zhì)。

7  結(jié)語

隨著煤礦管理科學化、人性化、機械化的不斷提升，改善井下環(huán)境、提高運輸效率、解決盤區(qū)、順槽人員行走、物料運送問題，已成為煤礦當前的重要工作，無軌輔助運輸車輛因其高效安全、靈活方便、多用途和適應性強等優(yōu)點，必將成為今后煤礦輔助運輸發(fā)展的方向，而老礦井是各大煤礦集團公司的重要組成部分，應根據(jù)礦井地質(zhì)構造、巷道布置、運距運量等實際情況，因地制宜，創(chuàng)新思路 ，合理選擇無軌膠輪車運輸設備，采取有軌無軌相結(jié)合的方式，實現(xiàn)輔助運輸?shù)陌踩?、高效?/span>

參考文獻
［1］WC5E無軌膠輪車使用說明書..江蘇：江陰卡利格機械有限公司，2008.

［2］國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦用防爆柴油機無膠輪車安全使用規(guī)范.AQ 1064-2008.北京：煤炭工業(yè)出版社，2008.

［3］周翔.論煤礦井下無軌膠輪車的應用.云南煤炭，2004 (2)：34~36.

［4］李劍鋒.高速快捷的井下無軌膠輪車輔助運輸系統(tǒng).煤礦機械，2003（11）：31～33

作者簡介：劉海平，男，1970年11月生，山西省繁峙縣人，學士，工程師、國家注冊安全工程師，畢業(yè)于中北大學，現(xiàn)任大同煤礦集團公司生產(chǎn)技術部運輸科科長，發(fā)表論文12篇。

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