N1303綜采工作面電氣列車轉彎方案設計

付 鵬

(潞安集團 古城煤礦，山西 長治 046100)

潞安集團古城煤礦采用斜立混合開拓方式，主副井工業(yè)場地分開布置，礦井先期開采對象為3號煤層。井田地質(zhì)構造復雜程度為簡單類型，水文地質(zhì)類型為中等，煤層有煤塵爆炸危險性，為不易自燃煤層，礦井瓦斯等級為高瓦斯。

1 N1303工作面概況

N1303工作面可采長度2 150 m，切眼長度302 m，煤層平均厚度6.05 m，采用綜采放頂煤開采方法，采高(3.8±0.1)m，煤體容重1.4 t/m3，循環(huán)進度0.8 m，回采率93.1%。工作面采用“三進一回”全風壓通風方式：N1302回風巷、N1303膠帶巷、N1303回風巷進風和N1305回風巷回風。N1303工作面距停采線現(xiàn)剩余約400 m，N1303膠帶巷目前已無電氣列車儲存空間，急需確定電氣設備列車移動方案，否則會影響回采進度或者停產(chǎn)。

2 N1303工作面設備及電氣列車

N1303綜采工作面設備布置如下：前后部刮板輸送機采用SGZ1000/2×1000型，采煤機使用MG400/930-WD型，中間液壓支架為ZF8500/22/42型，過渡支架為ZFG12000/25/42型，端頭支架為ZTF25000/25/55型。

N1303工作面電氣設備列車的移動采用單軌液壓移動裝置(簡稱電氣列車)，列車總長度為335 m，其中設備部分175 m，電纜自移裝置長160 m，列車總重41.8 t，列車寬1.4 m，最大可載重176 t，額定移動速度50 m/h，最大爬坡能力±16°。

電氣設備列車排布順序如表1。

表1 N1303工作面電氣列車排布順序(從工作面方向開始)

設備部分有4組加強型的行進裝置(共4個行走油缸)，架體內(nèi)側有兩組制動車，架體外側有兩組制動車。列車行進油缸移動最大步距0.7 m，移動50 m時間為60 min。設備列車液壓系統(tǒng)工作壓力12～16 MPa，由自備泵站提供動力，電纜自移裝置液壓系統(tǒng)工作壓力12～16 MPa，由乳化液泵站提供動力，軌道全長430 m。

制動車布置示意如圖1所示。

圖1 制動車布置示意

3 電氣列車軌道布置及懸掛方式

N1303工作面電氣列車設備布置如圖2所示，巷道寬5 m，高3.6 m，軌道距左側幫1.1 m布置(軌道中線距巷道中心線1.4 m)。

圖2 列車設備布置(mm)

列車行走軌道固定在巷道頂板上，軌道采用標準直軌，每節(jié)2.25 m，寬68 mm，高155 mm，中板厚7 mm。單根軌道允許垂直夾角3.5°，水平夾角±1°。

軌道的懸掛附件適用于礦上的錨桿(D22 mm)和錨索，懸掛附件與錨桿(或錨索)固接后與鏈條銷接，鏈條通過U型環(huán)與軌道吊耳銷接， 掛接方式如圖3所示。

圖3 軌道懸掛方式(mm)

4 N1303工作面電氣列車行走方案

因為古城礦使用的是整體移動式設備自移列車，設計之初原則上不允許轉彎行走。若停產(chǎn)進行列車和設備拆除，工作量較大，拆除、搬運和安裝至少需要一個月來完成，這樣會嚴重影響到礦井正常生產(chǎn)。

因此，在不影響現(xiàn)有生產(chǎn)狀況和避免設備大幅度改動的前提下，考慮采取電氣列車轉彎的方式進行行走。綜合考慮，提出如下兩種方案。

方案一：列車整體不拆除進行轉彎。通過在軟件上進行模擬轉彎，如圖4所示。

圖4 電氣列車轉彎模擬示意

由圖4可以看出，當理論轉彎半徑達到18.5 m時，框架內(nèi)的制動車不會與框架干涉(最大框架尺寸4.2 m×1.3 m)。但目前礦礦巷道現(xiàn)場實際的轉彎半徑遠不能滿足此種轉彎方式(巷道寬為5 m)，因此，該方案不予考慮。

方案二：拆除行進架體轉彎。該方案的前提是轉彎處為平巷道或者極小坡度，因為設備列車行走時需要一到兩組行進裝置被甩掉，此時制動車不起作用，不能為列車提供前進動力和制動力。經(jīng)過校核，此時設備列車行走所需的動力和制動力都不大于剩余兩組行進裝置提供的動力。

當?shù)谝唤M行進裝置到達轉彎處時，拆除行進框架和行進油缸。用拉桿將拆除的框架內(nèi)的兩組制動裝置與前后的設備連接起來，并拆除此四個制動車的一個拉板銷軸，使制動車處于無制動狀態(tài)，依靠后面三組行進裝置的動力推動前面設備行走(注意：列車最前部加阻車器，防止意外溜車)。

當?shù)诙M行進裝置到達轉彎處時，同第一組同樣操作，依靠后面兩組行進裝置的動力推動前面設備行走。當?shù)谌M行進裝置到達轉彎處時，先將前面兩組行進裝置恢復并安裝好制動車拉板銷軸，再將后面的兩組行進裝置的行進框架和行進油缸拆除。用拉桿將拆除的框架內(nèi)的制動裝置與前后的設備連接起來，并拆除此制動車的一個拉板銷軸，使制動車處于無制動狀態(tài)，依靠前面兩組行進裝置的動力拉動后面設備行走，直至設備完全轉彎后再將后面的兩組行進裝置恢復(注意：列車最后部加阻車器，防止意外溜車)。

用該方案轉彎時，只需考慮設備列車最大件的通過性即22 t負荷中心的通過性，示意如圖5所示。

從圖5可以看出，22 t負荷中心可以通過(按最大寬度1 440 mm模擬，如果設備寬度大于1 440 mm需在轉角處刷幫)。

但是出于安全和保證設備順利通過，建議按圖6懸掛軌道并進行刷幫。

圖5 設備列車轉彎示意(mm)

圖6 刷幫后的設備列車轉彎示意(mm)

經(jīng)過綜合考慮，方案2適合該礦現(xiàn)行生產(chǎn)條件，僅需要在檢修時間內(nèi)就可以將列車轉彎到預定地點。遂安排綜采一隊對1號聯(lián)巷拐角處進行刷幫，同時按照圖7進行軌道制作和改造。

圖7 彎軌軌道示意(mm)

因此該礦按照方案2的要求對部分原有的軌道進行改造，按上述轉彎方案準備了如下材料：6根彎軌、2根過渡軌，附屬配件若干。經(jīng)過改造后的軌道入井安裝后，電氣列車完成了安全順利的行走。目前，N1303綜采工作面已經(jīng)回采至停采線，即將進入設備回撤階段。

5 結 語

通過前期的現(xiàn)場調(diào)研和方案設計論證，對列車行走的兩種方案進行優(yōu)化設計，最終確定通過對列車軌道進行適當改造，對列車行進過程中有可能遇到干涉的巷道拐角進行刷幫，從而在理論上保證了列車順利行走的可能性。

通過對列車行進過程的現(xiàn)場跟班，電氣設備列車順利完成行走，列車上的所有設備均儲存在了1號貫，歷時4個小時，僅占用了檢修時間，未影響到正常的生產(chǎn)進度。由此，聯(lián)想到綜采工作面今后的設計和設備配套之初，應該首先考慮到在即將回采至停采線時，是否需要將電氣設備列車提前撤出巷道保證回采進度。