一種軌道轉向器技術在老石旦煤礦的實踐與應用

劉佳星

【摘 要】針對采煤工作面回撤設備期間軌道運輸的現狀，研制出一種軌道轉向器技術，并闡述了一種軌道轉向器技術的工作原理和使用注意事項，在烏海能源公司老石旦煤礦031601工作面進行了試驗應用，收到了良好的使用效果，大幅度減少了軌道運輸事故的發生，節約了成本，保障了工作面的安全、高效地生產。

【關鍵詞】軌道轉向器技術;新型技術;實踐與應用

煤炭是我國能源結構中的支柱，煤礦的安全高效生產是源源不斷提供煤炭的基礎，井工煤礦占我國煤礦數量比重的90%以上，所以井工煤礦安全高效生產是原煤生產的重中之重[1，2]。而要保障井工煤礦的原煤生產，井下輔助運輸環節必不可少，甚至其順暢與否將嚴重影響工作面的生產[3，4]。在煤礦，往井下一線運送各種材料、設備等輔助運輸工作都是通過軌道運輸，但是由于各采面的布置和地質條件的限制，巷道會出現一些彎道，而軌道運輸是不能直接進行轉彎的[5-7]。當巷道出現接近直角的彎度時，一般是通過在打一條輔助運輸巷道，建一個人字形車場，來實現近直角的小角度轉彎[8]。神華烏海能源有限責任公司在以往綜采“搬家倒面”時就是采用這種方式，該方式耗費了大量的人力、財力、物力，并且安全得不到保障。

1、提出問題

該新型軌道轉向器主要應用于井下軌道運輸巷道中軌道需要轉彎時兩段軌道之間的連接部位。在煤礦，往井下一線運送各種材料、設備等都是通過軌道運輸，但是由于各采面的布置和地質條件的限制，巷道會出現一些彎道，而軌道運輸是不能直接進行轉彎的[9]。當巷道出現接近直角的彎度時，一般是通過在打一條輔助運輸巷道，建一個人字形車場，來實現近直角的小角度轉彎，該方式耗費了大量的人力、財力、物力。為了盡快改變這種情況，老石旦礦技術人員深入現場研究，成功設計加工了軌道轉向器。該技術屬于煤礦機械設備的技術領域，重點在于對煤礦軌道運輸巷道中軌道順暢轉彎提供安全保障。

2、分析問題

傳統的軌道運輸接近直角轉彎處理方法一般是通過在巷道旁邊再打一條輔助運輸巷道，建一個人字形車場，來實現近直角的小角度轉彎。但是該種方法不僅工人勞動強度高，浪費大量財力、物力，而且嚴重耽誤井下輔助運輸工作，影響工作面的正常生產。

該新型軌道轉向器的研制的目的就是克服上述傳統的軌道運輸接近直角轉彎處理方法存在的缺點和不足，主要技術特點如下：

（1）該新型軌道轉向器減輕了工人的勞動強度，增加生產過程中的安全系數。

（2）該新型軌道轉向器的發明取消了輔助運輸巷道及人字形車場的開設，減少了工程量，節約了生產成本。

（3）該新型軌道轉向器的結構簡單、安裝使用方便、成本低、重量輕，便于井下裝設。

3、解決問題

3.1礦井及工作面概況

斜井—立井混合式開拓方式是老石旦煤礦井田開拓方式，該礦目前主采北三采區的16#煤層，在12#煤層已經封閉完畢，16#煤層布置兩個綜放工作面。礦井采用中央分列式通風，全礦有4個井筒，主、副井、北三風井進風，回風立井回風。2014年6月煤炭科學研究總院重慶研究院鑒定該礦自燃傾向等級鑒定結果為12#、16#煤層均為Ⅱ類自燃煤層;最短自然發火期分別為12#煤層：59天、16#煤層：63天。2018年礦井瓦斯等級鑒定的礦井瓦斯絕對涌出量為6.52m3/min，礦井相對涌出量2.48m3/t，屬于低瓦斯礦井。

該礦031601綜放工作面位于北二16#運輸下山左翼，其西北為北二16#運輸下山，東北、北西為未開采區。031601最大傾角達到18°。工作面煤層厚度8.5m，采高3.5m采放比1：1.66，工作面走向長度1700m，工作面傾向長度278m，采用走向長壁式綜合機械化放頂煤開采，垮落法控制頂板。

3.2工作原理

本軌道轉向器研制的工作原理和技術方案：一種新型軌道轉向器如圖1所示，首先根據火車頭可以旋轉180度的原理，用轉盤原理設計軌道轉向器轉盤平臺4，達到了可以自由旋轉角度的要求。其次是對承重軸底部加裝了重型推力軸承2和四個支撐輪1加裝了深溝球軸承，即保證了旋轉靈活又達到了能承受大型設備的旋轉。第三是加裝了擋車卡軌裝置，保證了旋轉時車輛穩定，消除了隱患，保證礦車安全轉向。第四是安裝了回柱絞車，在運輸旋轉大型設備時，用絞車旋轉，減少了人力，保證了安全同時提高了工作效率，礦車可以在軌道轉向器上進行任意角度的旋轉。這樣不僅可以少打一條輔助運輸巷道、少鋪設一條軌道、少建一個人字形車場，還減少了運輸環節，降低了成本和減少了工人的勞動強度，使運輸安全的到了更大的保障。

新型軌道轉向器在井下軌道運輸過程中的應用和注意事項

該新型軌道轉向器適用于不同條件、不同設備類型的軌道接近直角轉彎運輸工作，加工、安裝方便，巷道內軌道需要轉彎時即可以安裝該新型軌道轉向器，以便增強軌道整體運輸適應工作環境的能力。

新型軌道轉向器應用注意事項：

（1）首先在使用軌道轉向器時需將擋車卡軌裝置撥到工作位置，保證旋轉時車輛穩定，消除隱患，保證礦車安全轉向。

（2）在用回柱絞車旋轉放置于轉盤上的大型設備時，應注意安全。

（3）日常工作時加強對軌道轉向器個工作零部件的檢查，特別是其中的承重部件更應該經常保持觀察，發現損壞及時更換，同時保持對軌道轉向器的維護保養。

4、應用案例

此項科技創新目前已經通過了老石旦煤礦相關主管部門的審核驗收，入井安裝使用了半年，成功回撤運輸了031601采面一百多架液壓支架和采煤機組等。該軌道轉向器的投入使用，僅按少打一條輔助運輸巷道計算，就可以節約資金十余萬元，今后將普遍應用于井下工作面，為公司增收節支做出貢獻。

5、結語

（1）該新型軌道轉向器具有結構簡單、制作容易，成本低、安裝方便的優點，其重量輕，易于井下搬運，使用更換方便。

（2）該新型軌道轉向器的發明降低了工人生產過程中的勞動強度和勞動時間，提高了輔助運輸的效率，并保證了運輸過程中的安全。

（3）該新型軌道轉向器使用范圍廣，尤其適用于井下軌道運輸巷道中軌道接近直角轉彎處，應用該裝置可以少打一條輔助運輸巷道、少鋪設一條軌道、少建一個人字形車場，還減少了運輸環節，降低了成本，使運輸安全的到了更大的保障，故推廣后具有較好的社會和經濟效益。

【參考文獻】

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