西銘礦北七采區單軌吊運輸可行性分析

王建剛

（山西焦煤西山煤電(集團)有限責任公司西銘礦，山西 太原 030052）

1 概述

山西西山煤電（股份）公司西銘礦年生產能力為3.6 Mt，采用階梯平硐開拓，+1018 m單水平開采。

北七采區位于井田西北部，走向2144 m，傾向2126 m，開采8#、9#煤層，為近水平煤層，底板標高+960～+1075 m，采用綜合機械化采煤，全部垮落法管理頂板。

北七采區單軌吊巷布置在8#煤層中，沿8#煤石灰巖頂板掘進，由下組煤單軌吊巷B點處開口，方位角154°35′33"向前掘進1522 m。單軌吊巷道斷面為矩形，高4.0 m、寬5.0 m；采用錨網聯合支護。單軌吊巷頂板中部布置錨索一排，間距2.4 m。

隨著開采盤區向西部發展，北七采區輔助運輸距離較長，現有輔助運輸方式無法滿足礦井生產要求，需進行改造。根據北七采區巷道支護參數、頂板巖層情況，對比分析單軌吊自身優缺點及適應性，確定使用單軌吊運輸。

經實地調研及對比分析，采用單軌吊運輸具有以下優點[1]：

（1）能更有效地利用巷道斷面，受底板因素影響小。

（2）具有一定爬坡能力[2]，能適應井下巷道起伏、轉彎半徑小的環境，可進入多分支岔道，實現一條龍不轉載運輸，機動靈活，使用維護人員少。

（3）與同功能地軌式運輸設備比，其初期投資少運行維護費用低。

2 安裝和使用情況對比分析

北七采區運輸線路從換裝站至48709工作面距離4000 m。對單軌吊運輸和膠輪車運輸進行安裝使用對比分析。

2.1 單軌吊運輸

（1） 柴油機單軌吊運輸ZY8000/25/50型支架時，每臺機車運行過程中配備2名司機。

（2）起吊裝卸工共4人。每臺機車平均原班運輸3～4架，其他人員可進行設備的安裝工作。

（3）單軌吊運輸可將支架和設備一次性運輸到工作面安裝地點。

（4）單軌吊日常維護簡單，每天二班進行檢修作業，每班需要3～5人。

（5）單軌吊運輸輔助工作量較小，平板車不用進工作面，在上車場就可以卸車，車輛循環較快[3]。

（6）采用單軌吊運輸時，軌道可由掘進隊提前鋪設，前期投入的人力物力較少，48709工作面安裝完成用時2個多月時間。

（7）單軌吊運輸安全性有了很大的提高，降低了各類運輸事故的發生。

（8）柴油機單軌吊排除尾氣后污染較小，對井下職工健康影響較小。

2.2 膠輪車運輸

（1）膠輪車運輸需要兩臺及以上膠輪車運輸支架，還需要一臺支架叉車，司機和其他工作人員每班需要6～10人。

（2）每臺車每個圓班運輸支架3架，工作面需安裝ZY8000/25/50型支架128架大約需要25天左右。

（3）防爆、低污染柴油機排氣柵欄較難清洗。

（4）膠輪車輪胎耐磨性能差。

（5）膠輪車對巷道要求全部以300 mm厚C30混凝土硬化底板，需要投入大量的人力和物力，48709順槽1836 m，硬化需要3～4個月的時間，影響正常的安裝。

（6）膠輪車司機必須持有B1駕照，并且需要經過培訓考核合格，取得由考核部門下發的煤礦井下無軌膠輪車司機操作證方可操作[4]。

3 經濟性對比分析

3.1 單軌吊運輸費用估算

目前北七采區共有蓄電池單軌吊3臺，柴油1臺，后續需增加1臺柴油單軌吊。按蓄電池單軌吊、柴油單軌吊各2臺估算運輸費用。

表1 2臺蓄電池單軌吊機車部分費用估算

（1） 單軌吊運輸所需一次性投入2600萬元，服役期6年（報廢期限6年）。

（2）2臺蓄電池單軌吊每年費用

估算前提：兩臺蓄電池機車同時工作；運輸距離4500 m；運輸人員每天5趟需8.7 h，運輸物料每天2趟需4.4 h；按每年工作300 d計算；一年內2臺蓄電池單軌吊共運行3930 h；平均每臺運行1965 h。

費用估算見表1。

（3）2臺柴油機單軌吊每年費用

估算前提：兩臺柴油機機車同時工作；運輸距離：4500 m；每年運輸設備及安裝工作面4個月，每天工作16 h；每年運輸材料8個月，每天工作12 h；按每年工作300 d計算，一年內每臺柴油機單軌吊運輸物料共2400 h，運輸支架共1600 h，平均每臺單軌吊每年運行4000 h。

費用估算見表2。

表2 2臺柴油機單軌吊機車部分費用估算

（4）單軌吊運輸費用合計4178萬元。含購置費2600萬元，6年的維護及消耗費用約1578萬元{(82.87+179.492)×6}。

3.2 膠輪車運輸費用估算

（1）北七采區投產需要膠輪車及其租金見表3。

表3 北七采區所需膠輪車及每年租金

（2）每年所需費用估算

估算前提：按WC40Y、WC40EJ型膠輪車安拆工作面4個月，其它車輛12個月計算，具體見表4。

表4 膠輪車費用估算

3.3 經濟對比

按6年計算，單軌吊運輸費用4178萬元，膠輪車運輸費用10692萬元，單軌吊比膠輪車運輸費用少6514萬元。

4 結語

1） 根據北七采區巷道支護參數、頂板巖層情況，對比分析單軌吊運輸優缺點及適應性，單軌道運輸完全適合北七采區巷道。

2）通過北七采區48709工作面安裝方式對比分析可知，單軌吊大大減少了人力物力的投入，在運輸安全方面具有明顯的優勢。

3）通過單軌吊與膠輪車運輸方案經濟性對比分析，綜合各方面費用投入，以6年為計算周期，單軌吊比膠輪車可節約6514萬元。