淺談快速安撤綜放工作面運輸系統的升級改造

王得勝

（兗州煤業股份有限公司興隆莊煤礦 ，山東 濟寧 272102）

1 目的和意義

為了滿足煤礦現代化生產的發展需要，新技術新裝備不斷推廣應用，綜采機械化成為現代煤礦新的發展趨勢，綜采設備更新換代頻繁。近年來，兗礦集團興隆莊煤礦綜放工作面液壓支架由ZFS7200型支架升級到ZF12000型支架，整體支架的重量也由二十多噸提升到三十多噸。綜采設備的升級給礦井輔助運輸系統帶來的壓力也越來越大，原有的地軌運輸系統采用無極繩、小絞車運輸，存在先期準備工作量大，運輸環節復雜，安全可靠性低，占用人員多，職工勞動強度大，運輸效率低等諸多缺點，嚴重制約綜放工作面的安裝與撤除進度，影響工作面接續和礦井的可持續發展。因此，為滿足礦井安全高效發展，實現綜放工作面設備快速安裝與撤除，輔助運輸系統升級改造勢在必行。

2 現場基本情況

3305工作面與3303工作面相鄰，中間由東直聯巷相連。兩工作面順槽均沿煤層底板掘進，采用錨網索聯合支護，巷道上寬4800mm，下寬5600mm，巷高3500mm～4000mm，巷道最大坡度15°，巷道局部頂板破碎帶及過老巷段采用12號礦用工字鋼架棚支護，棚梁長為4600mm，棚腿長4000mm，架棚后巷道高度3500mm～3800mm，頂板完整。

3 運輸設備的選型

3305工作面的綜采設備撤除后不升井，就地修復直接轉運3303工作面進行安裝，3305工作面停采線距東直聯巷150m，3303工作面軌順長度1000m，兩工作面軌順聯絡巷相距300m，全線運輸距離1450m。根據現場情況，如果采用原有的地軌運輸系統，兩工作面之間需要1臺無極繩絞車，8臺回柱絞車和1臺電機車接力運輸。受運輸能力限制，液壓支架需要解體運輸，每組液壓支架解體后需要分裝4個平板車，運輸環節復雜，運輸工作量大，占用人員太多，每班最大限度只能完成撤1組架安1組架的工作任務，根本無法保證工作面安裝和撤除的進度。因此，需要選擇一種運輸環節更簡單，運輸能力更強，能夠整體運輸液壓支架的運輸設備。

經過反復調研與論證發現柴油單軌吊機車具有以下特點：

1）對巷道適應能力強，巷道頂板完整高度滿足要求即可；

2）設備維修方便，機車軌道及相關配件可以回收重復使用；

3）適應坡度大，最大爬坡能力可以達到300，而且能夠在連續起伏、同時存在拐彎和坡度的巷道行駛；

4）運行速度快，可靠性強，采用液壓漲緊驅動輪，不存在脫軌隱患，機車設有各種傳感器，對運行中的各項參數實時顯示，安全可靠，最大運行速度可達4m/s；

5）采用常閉式安全制動裝置，實現快速可靠制動；

6）加注燃油方便快捷，續航能力強，可以有效解決蓄電池電動單軌吊機車續航能力弱，無法實現遠距離連續運輸的弊端；

7）吊裝能力強，采用液壓重型起吊梁，最大起吊能力達到40噸，能夠實現液壓支架整體吊裝運輸；

8）組合方式靈活，可以自由組合驅動輪和起吊梁的數量，在驅動力滿足要求的情況下，能夠實現串車效果，一次吊運多件設備，減少運行次數，最大限度的滿足現場工作需要。

9）吊裝便捷，不受地點限制，運行期間可以隨時隨地停車進行吊裝作業。因此，防爆柴油機單軌吊機車能夠滿足液壓支架整體運輸的要求。

4 單軌吊軌道選型及安裝布置

單軌吊軌道分為1140E和1140V兩種型號，整體運輸液壓支架需要使用重型軌道1140V。安裝1組1140V型軌道所需配件：舌板（鳥板）1個，搭接板（八字版）1個，平衡板（搖擺）1個，Φ24×93插銷（小銷子）3個，Φ30*93插銷（大銷子）2個，彈簧銷（閉鎖銷子）5個，U型卸扣（8.5t）2個，Φ18×90圓環鏈2條。

頂板煤巖體完整，沒有斷層構造的情況下，采用雙U型環吊掛，如圖1所示。

圖1 1140V雙U型環吊掛方式

當頂板有斷層或者裂隙，煤巖體破碎的情況下，采用雙吊掛板吊掛，如圖2所示。

圖2 1140V軌道雙吊掛板吊掛方式

1140V型軌道安裝步驟：將軌道錨桿及所需配件運至現場——根據設計軌道中心線定準安裝位置——打錨桿眼——安設錨桿——安裝U型卸扣——將2條圓環鏈一端固定在卸扣上——將舌板，搭接板，平衡板用小銷子固定在軌道上——將2條圓環鏈另一端用大銷子固定在平衡板上—一按以上步驟依次安裝下一條軌道。

施工單軌吊軌道所需操作平臺主要有以下兩種：在有地軌的巷道使用“架子車”做移動式操作平臺，在沒有地軌的巷道使用“腳手架”做操作平臺。

1)“架子車”具體施工方法與步驟：①提前將所用的軌道、配件、工具等放在架子車上；②利用沿線調度絞車將架子車運至施工地點；③將鉆具配好，安裝好架子車四周防護欄；④根據巷道高度，選擇合適的層位施工起吊錨桿和安設軌道。

2）“腳手架”采用1.5寸鋼管通過連接卡固定，鋼管長度分為3m和2m兩種，每一套腳手架需要3m鋼管12條，2m鋼管5條。連接卡分為“十字型”，“一字型”和“萬向型”三種，兩條鋼管縱橫交錯使用“十字型”卡固定，兩條鋼管平行搭接時采用“一字型”卡固定，斜撐采用“萬向卡”固定。平臺高度可以根據現場實際施工高度隨意調節。

5 效果對比分析

1）地軌運輸系統對巷道要求較高，要有足夠的過卷距離，安全間隙，平車場等，不能出現斜巷和拐彎同時存在的情況，不僅需要軌道，軌枕，夾板，螺栓等常規材料，還需要投入阻車器，擋車欄等安全設施，材料投入很大；單軌吊軌道系統，只需布置單軌吊軌道，除需配套吊掛配件和吊掛錨桿外，不需要其他材料，相對地軌單軌吊系統材料投入少，且施工方便，同時便于回收，大大節約了材料成本。

2）以往采用地軌運輸系統，安裝、撤除一個150個支架的工作面需要45d左右，使用單軌吊運輸安裝、撤除一個150個支架的綜采工作面只需要25d左右，單軌吊運輸系統將工期縮短20d，大大提高了生產效率，節約了人工成本。

3）工作面安裝期間，其單軌吊軌道可以直接將液壓支架、溜槽、刮板鏈、采煤機等重型設備直接吊裝至切眼內，然后利用液壓千斤頂進行調向對位，相比傳統的地軌運輸系統，減少了重型設備多次解體、拆裝的中間環節和人員的投入，優化了工作面的安裝工藝。

4）從安全管理角度上，無需像絞車運輸那樣在巷道起伏處安裝各類擋車及防跑車裝置等安全設施，使安全管理簡單化，系統可靠性更強。

6 結 語

采用單軌吊運輸系統安撤工作面，既縮短了工作面的安撤工期，節省了大量人力物力，保障礦井的正常接續和可持續發展，又有利于安全管理，安全得到了更加有效的保障，產生巨大的企業效益和社會效益。所以，柴油單軌吊機車是一種適合我國大多數煤礦作為礦井輔助運輸設備升級改造的首選方案，有著良好的推廣前景。