淺談關于煤礦在用設備列車自移裝置

王念安

摘 要：眾所周知，井下綜采工作存在著很大的安全隱患，嚴重威脅著井下工作人員的生命安全，井下地勢復雜，情況多變，大大增加了開采工作的困難程度和井下工作人員的工作強度，煤礦在用設備列車自移裝置的產生，有效提高了井下綜采工作的安全系數，提高了井下工作人員的工作效率，減少了井下開采事故的發生頻率。該文詳細介紹了煤礦在用設備列車自移裝置的設計理念及工作原理，全面展示了煤礦在用設備列車自移裝置在井下綜采工作中的重要作用。

關鍵詞：自移裝置 設備列車 液壓系統

中圖分類號：TD672 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0091-02

隨著現代工業水平的飛速發展，煤礦企業進入了全新的機械化時代，采煤工藝也隨著機電設備的不斷改良大幅提高。在新疆地區，由于受到地質條件的限制，煤礦結構相當復雜，大多數煤層傾斜角度較大，現有的設備列車受到井下工作環境的制約，移動速度慢，工作效率低，安全隱患大，這一科學難題成為國際煤炭開采事業前進的絆腳石。部分的煤炭生產國家曾嘗試著改進設備列車的組成結構，提高設備列車的安全系數和工作效率，但始終沒有提出合理的解決方案和設計方法。設備列車主要由采煤機、刮板機電源、移動變電站重量、乳化液泵站、轉載機、破碎機電源等部分組成。隨著現代煤礦開采企業的發展，井下綜采技術不斷提高，已全面實現機械化開采。但當前設備列車的開采技術并不十分先進，對井下地理環境要求較高，不能適應不同地質煤炭的開采，相對于坡度較大、傾斜度較高的開采層面，當前設備列車行動遲緩，舉步維艱，造成井下綜采工作人員的工作效率低、危險系數大的工作特點，因此，煤礦在用設備列車自移裝置的研究和開發被提上日程，成為煤炭生產事業的主要研究課題。

隨著現在科學技術水平的飛速發展，機械化的生產水平日益成熟，煤礦開采行業對設備列車的要求也不斷提高，原有的設備列車無法滿足特殊條件下的煤炭開采，因此，移動設備列車的組成結構需要不斷改良，從而達到現代煤礦企業的機械化要求，在設備列車的最初研發階段，將原來的回柱絞車牽引或下放裝置，更換為液壓卡規裝置，在一定程度上提高了井下綜采工作的工作效率和安全系數，但并沒有解決傾斜度較高的煤層開采問題，由此可見，移動設備列車的設計方案需要進一步完善。

移動設備列車由最初的人工搬運，發展到回柱絞車牽引或下放，再到后來發展到液壓卡規裝置的使用，不斷改良和完善，有效的解決了井下綜采工作中遇到的一些問題和困難，但并沒有從實質上解決井下工作人員工作效率低、工作環境惡劣、人身安全得不到保障等問題，因此，設備列車的研究有待進一步跟進。

為了提高國家乃至國際煤礦企業的生產效率和經濟效益，改善井下工作人員的作業條件，降低井下綜采工作的事故發生率，移動設備列車的研究和改良勢在必行。我們應該針對在特殊條件下所遇到的移動設備列車技術問題進行系統的研究，從而實現不同礦井環境下的煤炭開采工作，這是推進社會進步、穩定社會發展的先決條件。移動設備列車的研究不僅能有效推動我國煤礦企業的發展，對世界煤炭開采事業也有著十分重要的意義。移動設備列車技術的更新換代，對我國乃至世界的機械化采煤工業領域的拓展與開發具有重要的理論價值。

1 方案的提議

最初井下綜采工作中使用的設備列車體積龐大，操作困難，采用回柱絞車牽引或下放，大大增加了井下工作人員的工作強度，降低了煤礦企業的工作效率，提高了井下綜采工作的安全隱患，下面逐一列舉一下它在操作中的主要弊端。

絞車重量大，不利于安裝，設備列車移動的同時，帶動著絞車共同前進，由于絞車重量過大，產生的慣性也很大，這就給設備列車的固定增加了極大的困難，使其在操作過程中容易產生跑車現象，嚴重威脅著井下綜采工作人員的生命安全，增加了煤炭開采工作難度。

井下地質條件復雜，遇到坡度較大的煤層時，無論是牽引絞車上坡還是下放絞車下坡時，單體柱所承受的負荷較大，無法自如控制設備列車的行進，給井下工作人員造成了很大的安全隱患。這是移動設備列車進行改良的關鍵所在，也是煤礦企業的一項重要研究課題。

使用回柱絞車牽引或移動的設備列車時，每一次采面移動設備列車后，絞車也要跟著被移動，笨重的絞車移動使井下工作人員的勞動強度增大，工作效率降低，危險系數增加，工作時限延長。會大大降低煤炭的開采數量，更大限度的降低了井下綜采工作的生產效率，嚴重影響了煤礦企業的經濟效益。

具體到煤礦企業的經濟效益，粗略的計算了一下，采用回柱絞車牽引或移動的設備列車，大致會造成140多萬元的經濟損失，數目相當可觀。想要避免這些經濟損失的產生，必須要有新的移動設備列車裝置來取代回柱絞車牽引或移動裝置，從而提高煤礦企業的工作效率，增加煤礦企業的經濟效益。因此，移動設備列車的研究和改良方案被提上日程。

2 井下綜采工作的流程和配置

2.1 一八一八煤礦綜采工作的流程

2.2 支撐煤礦在用設備列車自移裝置的選材

煤礦在用設備列車自移裝置的選材是嚴格根據井下煤層的分布情況和礦區材料的配備條件所選擇的，從平板車的數量及規格，到液壓缸的缸徑、缸長和行程，都是經過精密的計算所得出的，為了保證煤礦在用設備列車自移裝置設計的精準度，無論是彈簧和鋼的型號及數量，還是鋼板的厚度和高壓膠管的數量，都是經過反復實踐得來的。具體部件規格詳見表1。

2.3 井下綜采區域的分布情況

受到井下綜采區域的地勢影響，煤層分布褶曲，傾斜角度較大，走勢陡峭，加強頂板管理是回采順利進行的先決條件。工作面運輸和回風均采用梯形斷面、錯網支護的模式，下幫凈高分別為2.7 m和2.8 m，凈寬分別為4.4 m和3.5 m，凈斷面分別為12.4 m2和11，6 m2。采煤面切眼采用矩形斷面、錯網錯索聯合支護的模式，凈高和凈寬分別為3 m和8 m，凈斷面為24 m2。

3 煤礦在用設備列車自移裝置的設計原理和架構分析

3.1 設計原理

將液壓缸安裝在移車裝置所連接的兩輛設備列車之間，卸載下第一輛設備列車上的四顆單體柱，通過控制片閥迫使液壓缸向前移動，接下來將液體注入到第一輛設備列車上的四顆單體柱之中，然后再卸載下第二輛設備列車上的四顆單體柱，通過控制片閥推動移車裝置后所有設備向前移動，繼續將液體注入到第二輛設備列車上的四顆單體柱之中，卸載下第一輛設備列車上的四顆單體柱，如此往復循環，實現設備列車向前行進。

3.2 架構分析

移動設備列車在井下主要受到三方面的力的作用，即重力、移動設備列車與軌道之間的摩擦力和液壓體柱與煤層之間的摩擦力。想要控制設備列車靜止不動，按照設備列車的軌道為橫坐標進行計算，煤層與液壓體柱之間的摩擦力加上設備列車與軌道之間的摩擦力大于重力在水平方向上的分力。

移車設備的牽引力和工作阻力是根據三角形法則計算得出的。通過上述分析及精確的公式計算得出，設備列車水平方向的分力是移車裝置承載力的四分之一，完全可以達到移動設備列車的目標。

3.3 實驗驗證

通過對井下煤礦設備的布置和構成的研究以及對煤礦在用設備列車自移裝置的工作原理和受力分析的探索，為移動設備列車的改良奠定了堅實的理論基礎，對原有的設備列車井下綜采作業中遇到的困難給予了合理的解決方案。這一做法有效的提高了井下綜采工作的工作效率，降低了煤礦企業的勞動成本，使井下綜采工作人員的生命安全得到了起碼的保證。

了解煤礦在用設備列車自移裝置的組成結構和工作原理，計算出了每輛設備列車所受到的工作阻力與設備列車牽引力之間的關系，通過這些有力的數據支持將移動設備列車進行了合理的改良和設計，為國家煤礦企業的井下綜采工作提供了高端的技術支持，大大降低了工作人員的勞動強度，提升了工作人員的工作效率，大量減少了煤礦開采過程中的安全事故，使國家乃至世界的煤炭生產技術發生了翻天覆地的變化，實現了機電設備的大型化、連續化、自動化和高速化。

4 結語

煤礦在用設備列車自移裝置經過試驗驗證后，被應用到實際的井下綜采作業之中，成功的克服了原來的移動設備列車工作效率低、安全隱患大、作業條件惡劣等世界煤礦企業公認的難點，有效的降低了井下綜采工作人員的勞動強度，獲得了國內外煤礦企業的一致認可和好評，下面通過以下幾點進行總結。

煤礦在用設備列車自移裝置是攫取單位生產中被淘汰下來的材料，進行加工利用，通過理論分析和反復計算后制作而成，通過模型驗證后投入到實際生產中使用，并取得傲人成績。煤礦在用設備列車自移裝置的整個設計和制造過程，非但沒有造成國家人力、物力和財力的大量浪費，反而為國家煤礦企業節省了開支，提高了煤炭開采的工作效率。

經過反復的實驗和分析，有了強大的理論基礎做后援，移動設備列車的改良工作被提上日程，煤礦在用設備列車自移裝置的誕生，有效的克服了煤礦企業實際生產中所遇到的跑車和移車的困難，使移動設備列車的運行得以有效控制。從而大大減少了井下綜采工作中的安全事故，使井下工作人員的生命安全得到了有效的保證。

在井下綜采的實際工作中，煤礦在用設備列車自移裝置的成功研發，促進了國內外煤礦企業的飛速發展，加快了世界煤炭的開采效率，引領國際煤礦企業邁上了一個新的臺階，標志著移動設備列車的研究跨上了一個全新的領域。

煤礦在用設備列車自移裝置的運用大大提高了井下綜采工作的安全系數，優化了井下工作人員的工作環境，加快了工作效率，降低了工作強度，成功地克服了國內外煤礦企業公認的難題，促進了煤炭開采事業的蓬勃發展，為煤礦企業開拓了一條安全高效的生產線。煤礦在用設備列車自移裝置的誕生，促進了社會經濟的可持續發展，維護了社會穩定，拓展了我國乃至世界移動設備列車的研究領域，提高了在特殊條件下移動設備列車的煤炭開采技術，使國內外煤礦企業邁上了新的臺階。

參考文獻

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“感謝石寧教授提供的數據、資料與指導。”