單軌吊在煤礦輔助運輸系統中的應用

吳國雄

(大同煤礦集團朔州朔煤王坪煤電有限責任公司，山西 懷仁 038300)

煤礦小絞車運輸不僅運輸環節較多，人員多，效率低，而且還容易發生斷繩、掉道等傷人事故[1]。單軌吊機車相對小絞車運輸的優越性表現在連續續航能力強，運載量大，爬坡能力強，安全性高，重量輕體積小。單軌吊機車減少了煤礦輔助運輸系統中工作人員的數量，降低了生產成本，大幅提高了輔助運輸系統的工作效率。

1 單軌吊輔助運輸系統概況

單軌吊機車主要由牽引機車、起吊梁及安全保障制動車組成。

（1）單軌吊機車的發動機是整套設備的驅動部分。它們被安裝在一個承載框架中，框架上固定有承載小車、組合式油箱以及冷卻系統。根據盤區大巷傾角α=18°運量要求及運輸液壓支架時的最大上坡條件計算載荷Q=31000kg，選擇DLZ130F-8型單軌吊車，其技術參數為驅動單元8驅，最高功率為95kW，氣缸個數為4個，冷卻方式為循環水冷卻，自重為9250kg，驅動輪直徑為355mm，額定牽引力為200kN，最小轉彎半徑水平為4m，垂直為8m。

（2）根據王坪煤礦運送支架的最大運載量為31t，選擇MHZZ18-DUO起吊梁，此規格起吊梁最大起吊重量為36t，滿足使用要求。MHZZ-DUO起吊梁規格參數如下表1所示。

表1 MHZZ18-DUO起吊梁規格參數

（3）安全保障制動車是一個獨立的液壓回路系統，它一般安裝在貨物或人員的下方，保證人員和貨物在連桿斷開時及時制動，避免事故的發生。安全保障制動車根據貨物重量不同，可以單個、雙個、三個或四個同時使用。根據礦方運輸條件選用雙車制動車。安全保障制動車如下圖1所示。

圖1 安全保障制動車

2 單軌吊網絡系統概況

2.1 軌道網絡系統

303盤區軌道巷井下工作面位于王坪井田西北部，東部為三條盤區大巷，北部為8301工作面，西部、南部為實體煤。該巷道沿5#煤層頂板掘進，巷道采用錨噴支護方式，巷道規格為4.0×3.4m，全長1800m，巷道的最大傾角α=18°，其中最大傾角段100m長，在巷道900～1000m段有100m長巷道傾角為-12°，其中巷道以大概7°起底；最大支架重量為31t，預計一次運送人員70人。從303盤區乘人車場開始安設單軌吊，通過單軌吊道岔與各采煤工作面的運輸順槽連接，形成一個完整的運輸系統。

2.2 單軌吊懸掛

單軌吊道軌主要由軌道、U型環、懸掛板和卡扣等組成。軌道每節長2m，軌道采用2根M20×2500mm型右旋螺紋鋼錨桿懸掛。錨桿懸掛如下圖2所示。

圖2 單軌吊軌道懸掛示意圖

吊裝錨桿長度為2500mm，桿體由Ф=20mm的右旋螺紋鋼加工而成，采用等強加工工藝。頂錨桿支護施工的鉆頭為Ф=28mm，鉆桿使用中空六角鋼鉆桿Ф=20mm，鉆孔孔徑為Ф=30mm，鉆孔深度為2300mm。頂錨桿使用2卷樹脂錨固劑，頂部安設1卷型號為MSCK-23-60的樹脂，下部安設1卷型號為MSK-23-60的樹脂，錨固長度為1526mm，設計錨固力為125kN，預緊力矩為100N?m，錨桿鉆孔垂直頂板打設，錨桿從頂板外外露長度為200mm。懸掛點吊裝錨桿外帶專用懸掛板，專用懸掛板下部安裝2個錨桿螺母。加強梁吊裝錨桿下部安裝2個錨桿螺母。

單軌吊直道每隔2m設一個懸掛點，每個懸掛點處前后110mm各支設1根吊裝錨桿或錨索固定懸掛板。若遇巷道頂板原永久支護鋼帶、鐵托板或頂煤疏松無法正常安裝懸掛板時，可在懸掛點前后或左右各0.25m處分別支設1根吊裝錨桿或錨索，再用連接件固定單軌吊耳。

2.3 單軌吊安裝要求

單軌吊懸掛板與巷道頂板之間不得有間隙，且必須接觸良好；懸掛板必須與兩根2.5m長的右螺旋錨桿懸掛，錨桿外露必須達到200mm且用兩個螺帽進行錨接；可以使用3環或5環等進行單軌吊軌道高度調節；單軌吊軌道上軌道面距巷道底板高度必須保持在3.1m。

3 單軌吊安裝安全技術措施

（1）安裝單軌吊時，作業人員要站在人字梯上作業，梯子要專人扶牢和監護。

（2）安裝單軌吊人員登高作業必須戴好保險帶。

（3）多人配合抬運單軌吊跑道時，要協調一致，堅持輕拿輕放的原則。

（4）安裝單軌吊梁時，要先從一端將單軌吊梁用兩條40T鏈條固定在兩根專用吊掛錨桿上，待一端安裝完后，再安裝另一端，不允許兩端同時作業。

（5）安裝作業時，人員嚴禁站在起吊件下方。

（6）嚴格執行“敲幫問頂”制度，加強頂板管理，班長或跟班隊長必須對施工處的頂、幫安全情況進行一次全面檢查，及時找盡頂、幫的浮矸、危巖和開裂漿皮，確認無安全隱患后，方可開工。

4 單軌吊在輔助運輸系統中的應用

303盤區軌道巷從外到里共安設1800m單軌吊軌道，軌道安設在巷道正中線位置（中左1850mm,中右1850mm)。303盤區軌道巷單軌吊運輸系統主要配備DLZ130F-8型單軌吊車、MHZZ-DUO起吊梁及乘人車。主要用來運送采掘工作面所需的支架、新開巷道所需要的掘進機、皮帶頭等物料以及運送人員等。

5 應用效果

（1）單軌吊在輔助運輸系統中的應用，消除了輔助運輸使用小絞車效率低下以及不安全的因素。在司機全程控制下使運輸處于可控狀態，屬于一種本質安全型輔助運輸系統。

（2）單軌吊與小絞車運輸系統相比具人占用人員少、運輸環節較少、占用設備少、運輸速度快等特點。

（3）使用單軌吊輔助運輸系統可以解決大重量、大坡度下的輔助運輸問題[2]。

（4）使用單軌吊輔助運輸系統可以直接一次將物料設備運送到作業地點。以往運一臺支架需要8部小絞車，每班能運送一臺支架，通過使用單軌吊輔助運輸系統只需要一次就可以將支架運送至作業地點，每班可以運送4臺支架，工作效率大大提高。

6 結論

通過在303盤區軌道巷安設單軌吊輔助運輸系統的實踐證明：單軌吊運輸具有安全、效率高、運量大、適應性強的優點，具有很好的推廣前景。