軌懸橋式轉(zhuǎn)載機(jī)在東懷煤礦的應(yīng)用

于 興 黃永杰 高 瑞

（吉利百礦集團(tuán)廣西東懷礦業(yè)有限責(zé)任公司,廣西 百色533000）

掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)是一種特殊結(jié)構(gòu)的固定式膠帶運(yùn)輸機(jī)，整個(gè)動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與普通膠帶運(yùn)輸機(jī)相似，可在巷道膠帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾段、刮板輸送機(jī)機(jī)尾段或者礦車上面搭接以實(shí)現(xiàn)物料運(yùn)輸。掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)是綜合機(jī)械化掘進(jìn)巷道運(yùn)輸系統(tǒng)中與掘進(jìn)機(jī)連接的重要組成部分，轉(zhuǎn)載機(jī)隨掘進(jìn)機(jī)不斷往前移動(dòng)而整體移動(dòng)，當(dāng)其機(jī)頭前移到與巷道中伸縮式膠帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾段、刮板輸送機(jī)機(jī)尾段或最后一個(gè)礦車搭接重疊的極限位置時(shí)，伸縮式膠帶運(yùn)輸機(jī)、刮板輸送機(jī)或者礦車組可延長(zhǎng)一個(gè)搭接長(zhǎng)度，橋式轉(zhuǎn)載機(jī)又隨著掘進(jìn)機(jī)往前移動(dòng)而向前移動(dòng)，以此反復(fù)循環(huán)從而實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)運(yùn)輸。

1 掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的現(xiàn)狀

東懷煤礦掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)是東懷煤礦掘進(jìn)機(jī)與皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)連接的一個(gè)重要轉(zhuǎn)載設(shè)備，巷道掘進(jìn)機(jī)械為縱軸懸臂式掘進(jìn)機(jī)，掘進(jìn)機(jī)切割巷道并由裝載部裝運(yùn)產(chǎn)生的煤流通過與掘進(jìn)機(jī)機(jī)尾連接的橋式轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)送至伸縮式膠帶運(yùn)輸機(jī)。

落地掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾架是通過螺栓固定直接連在掘進(jìn)機(jī)尾上，機(jī)頭架由螺栓固定直接連在橋式轉(zhuǎn)載機(jī)腿腳上。橋式轉(zhuǎn)載機(jī)腿腳跨騎在與橋式轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭連接的伸縮式膠帶運(yùn)輸機(jī)兩側(cè)，以此構(gòu)成隨著掘進(jìn)機(jī)整體性移動(dòng)的落地掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)。

圖1 落地掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)示意

2 改進(jìn)的必要性

東懷煤礦位于軟巖地區(qū)，隨著東懷煤礦不斷的開采，掘進(jìn)巷道地質(zhì)條件復(fù)雜化，巷道底板軟，巷道坡度變化大，巷道涌水量增加，現(xiàn)有落地掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)已不能滿足快速掘進(jìn)的需求，嚴(yán)重制約了巷道掘進(jìn)進(jìn)度。四采區(qū)軌道巷掘進(jìn)工作面為開拓巷道，設(shè)計(jì)斷面凈寬為4.6 米，沿煤層頂板掘進(jìn)，中線位置高度3.0米，當(dāng)巷道高度不足3 米時(shí)切割煤層底板。巷道采用錨、網(wǎng)、索聯(lián)合支護(hù)，頂板錨桿選用Φ20×2500 毫米的全螺紋鋼錨桿，頂板錨桿間距900 毫米，排距900 毫米；邊幫錨桿選用Φ20×2000毫米全螺紋鋼錨桿，右?guī)蛷捻敯逋路謩e間隔600 毫米、1200毫米、1200 毫米布置3 排錨桿，間距900 毫米，左幫從頂板往下分別間隔800 毫米、1400 毫米布置2 排錨桿，間距900 毫米；頂板每2 排錨桿（即間隔1.8 米）施工3 根錨索，錨索規(guī)格為Φ20×8000 毫米。

圖2 四采區(qū)軌道巷斷面及支護(hù)示意

表1 煤層頂?shù)装迩闆r

巷道前436 米段掘進(jìn)煤層為I 煤層，煤層頂板為上下百崗段分界線，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸多，中、上部有泥巖夾矸，夾矸厚0～2.7 米，平均0.7 米，上、下分層煤層合并處煤厚0.80～2.96米，平均1.66 米（實(shí)際揭露的煤層3.0～3.5 米），煤層頂板為泥巖或炭質(zhì)泥巖，直接底板大多為泥巖或砂質(zhì)泥巖，間接底板為厚層狀粉砂巖，細(xì)砂巖。巷道后464 米段為全巖巷道，巷道頂、底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、厚層狀粉砂巖及細(xì)砂巖，涌水量為3 立方米每小時(shí)（表1）。

四采區(qū)軌道巷掘進(jìn)工作面在掘進(jìn)過程中落地掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)由于自生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷，橋式轉(zhuǎn)載機(jī)腿腳由巷道底板直接支撐且接觸面積小。落地掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)腿腳受巷道底板巖性、浮煤掉渣情況及巷道涌水量等多種因素影響，其轉(zhuǎn)載機(jī)腿腳在前進(jìn)后退過程中易下陷行走困難，方向不易把控，且運(yùn)行阻力大導(dǎo)致其轉(zhuǎn)載機(jī)腿腳與橋式轉(zhuǎn)載機(jī)連接部位事故率高，其穩(wěn)定性及可靠性嚴(yán)重不能滿足正產(chǎn)安全生產(chǎn)需求，造成輔助工時(shí)延長(zhǎng)，掘進(jìn)進(jìn)度緩慢。

3 改進(jìn)的主要內(nèi)容

軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)是利用懸空軌道吊掛掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭，即巷道頂板下利用頂板專用吊裝錨桿、錨索和鏈條吊掛懸空軌道，再在懸空軌道上利用小滑車和鏈環(huán)吊掛橋式轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭，實(shí)現(xiàn)橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、電纜沿著巷道前、后移動(dòng)和吊掛。

3.1 懸空軌道吊掛方式

懸空軌道采用雙吊鏈吊掛方式，在巷道頂板上沿巷道中線每隔2.4 米打兩個(gè)眼并安裝兩根Ф20×2500 毫米的全螺紋鋼錨桿，由兩根錨桿通過兩根吊掛鏈和U 型吊環(huán)把軌道吊起，每根錨桿配雙螺帽，雙螺帽反向上緊后，用扎帶鎖死，防止螺帽松動(dòng)掉落，吊掛鏈規(guī)格為Φ18×64 毫米，對(duì)于頂板破碎的巷道，可以采用兩根錨桿和一根錨索配合使用的方式進(jìn)行加固，每天必須安排專人對(duì)懸空軌道及其附屬件進(jìn)行目視檢查，各部位螺母是否松動(dòng)，吊裝錨桿、索是否失效，特別注意檢查軌道及其附屬件是否有損傷和損壞現(xiàn)象。

3.2 軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)長(zhǎng)度計(jì)算方式

軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)通過鏈環(huán)懸掛頂板錨桿、索上，因此設(shè)計(jì)其長(zhǎng)度過程中必須通過頂板吊裝錨桿、索錨固力，錨桿、索及鏈環(huán)等附屬件強(qiáng)度的驗(yàn)算，軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)自身重產(chǎn)生的重力以及運(yùn)行過程中產(chǎn)生的力必須小于頂板吊裝錨桿索錨固力、錨桿索及鏈環(huán)等附屬件強(qiáng)度，以保證軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)在使用過程中安全可靠。

圖3 軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)示意

3.3 小滑車橫梁計(jì)算方式

小滑車橫梁長(zhǎng)度必須大于軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭架寬度，并在軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)兩側(cè)增設(shè)防跑偏裝置，確保膠帶運(yùn)輸機(jī)的膠帶在運(yùn)行過程中不會(huì)因?yàn)槠芷珦p壞吊掛鏈環(huán)。

3.4 軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的安裝

施工專用頂錨桿→安裝懸空軌道→安裝小滑車→組裝橋式轉(zhuǎn)載機(jī)→轉(zhuǎn)載機(jī)尾與掘進(jìn)機(jī)尾連接，轉(zhuǎn)載機(jī)頭用鏈環(huán)吊掛在小滑車上，調(diào)節(jié)鏈環(huán)長(zhǎng)度使轉(zhuǎn)載機(jī)懸掛高度適中。巷道掘進(jìn)過程中，只需重復(fù)移掛懸空軌道，轉(zhuǎn)載機(jī)就能通過小滑車沿著懸空軌道滑動(dòng)（圖3）。

3.5 小滑車行走限位報(bào)警急停裝置

小滑車行走限位報(bào)警急停裝置是安裝在懸空軌道末端上，距軌道尾端1.0 米的位置安裝小滑車行走限位報(bào)警器，距軌道尾端0.5 米的位置安裝小滑車行走限位急停裝置。當(dāng)懸空掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)小滑車接觸限位報(bào)警裝置時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警，掘進(jìn)機(jī)司機(jī)接收到危險(xiǎn)報(bào)信號(hào)后，立即停止掘進(jìn)機(jī)向前移動(dòng)作業(yè)；當(dāng)軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)小滑車接觸限位急停裝置時(shí)，實(shí)現(xiàn)斷電急停。

4 優(yōu)點(diǎn)分析

4.1 軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭架支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且強(qiáng)度高，使用方便，事故率低，穩(wěn)定性好，減少了維修保養(yǎng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

4.2 優(yōu)化掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭架支撐方式，有效的從本質(zhì)上改變其支撐原理，不受巷道底板巖性、涌水情況影響，適應(yīng)性強(qiáng)，減小了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了工期，有利于巷道的快速掘進(jìn)。

4.3 根據(jù)三角形有著穩(wěn)固、堅(jiān)定的特點(diǎn)，使用雙吊鏈吊掛懸空軌道，能夠很好的保持軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的穩(wěn)定性，避免因受力不均導(dǎo)致轉(zhuǎn)載機(jī)傾斜嚴(yán)重。

4.4 后配套運(yùn)輸系統(tǒng)多樣化，靈活多變，根據(jù)掘進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及橋式轉(zhuǎn)載機(jī)使用條件需求，通過調(diào)節(jié)吊裝鏈環(huán)長(zhǎng)度改變橋式轉(zhuǎn)載機(jī)懸吊高度，匹配伸縮式膠帶運(yùn)輸機(jī)、刮板輸送機(jī)和礦車等不同后運(yùn)系統(tǒng)使用，滿足不同條件下的生產(chǎn)需求。

4.5 在大半徑轉(zhuǎn)彎掘進(jìn)過程中，軌懸橋式轉(zhuǎn)載機(jī)滿足與后運(yùn)系統(tǒng)的良好搭接，能實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)切割、裝運(yùn)連續(xù)作業(yè)，不用頻繁拆卸、安裝橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，簡(jiǎn)化了掘進(jìn)過程中輔助工序，減少了輔助工序時(shí)間和人力投入，提高了掘進(jìn)速度。

5 結(jié)論

隨著四采區(qū)軌道巷掘進(jìn)工作面施工完成，事實(shí)證明了軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)在東懷煤礦的成功應(yīng)用。通過懸空軌道配合鏈環(huán)的方式改進(jìn)掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾架支撐方式，不僅解決了東懷煤礦掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)行走困難問題等，還解決了后配套運(yùn)輸系統(tǒng)單一的問題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及使用條件需求，它可以與伸縮式膠帶運(yùn)輸機(jī)、刮板輸送機(jī)和礦車配套使用。通過應(yīng)用實(shí)踐表明，軌懸掘進(jìn)用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)在軟巖地區(qū)及后運(yùn)系統(tǒng)條件限制情況下具有將較強(qiáng)的實(shí)用性，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)定。從經(jīng)濟(jì)層面和技術(shù)層面，都有一定的推廣應(yīng)用意義。