無極繩絞車在掘進巷道輔助運輸中的應用

李宏強

(山西汾西礦業集團 柳灣煤礦，山西 孝義 032300)

隨著礦井采掘深度以及開采范圍的不斷增加，支護材料、開采設備等輔助運輸的長度及運輸量均呈增加趨勢，同時受到煤礦井下惡劣環境的影響，輔助運輸面臨組織難度大、運輸安全風險高以及運輸效率低等問題[1-2]，煤炭開采受地質條件影響顯著。為減少巖巷掘進工程量，采區開拓巷道及回采巷道多沿開采煤層頂底板布置，巷道底部隨著煤層底板起伏。受巷道布置形式以及現場條件制約，采區各聯巷開口處彎道較多且受井下狹小空間的限制，軌道上山與機巷(風巷)間夾角小，車場布置難度大，從而導致礦井輔助運輸難度增加[3-4]。現階段礦井輔助運輸多采用調度絞車方式，現場條件復雜或者巷道存在轉彎時多通過調度絞車搭接方式實現運輸，雖然可滿足井下運輸需要，但是由于使用多部調度絞車面臨輔助運輸過程繁瑣、輔助運輸人員數量多等問題；分段搭接運輸存在安全風險高、運輸工效低以及受環境影響大等問題[5-8]。文中以山西某礦20112回風巷及聯巷輔助運輸為工程背景，提出采用無極繩絞車代替多段搭接調度絞車進行輔助運輸，對于轉彎及條件復雜區通過多尾輪布置方式實現無極繩絞車連續運行，現場應用后實現了煤礦井下輔助運輸集約、高效運行。

1 工程概況

20112回風巷及聯巷位于2采區北側，主要用于采面時回風、行人等，巷道設計長度為1 586 m。20112回風巷及聯巷開口位于采區運煤上山，并按照268°方位角掘進25 m后與采區軌道上山聯通，后采用綜掘方式沿著11號煤層底板掘進。具體20112回風巷及聯位位置及掘進斷面見圖1。20112回風巷及聯位設計斷面均為矩形(凈寬4.5 m、凈高2.8 m)，圍巖控制采用錨網索方式。11號煤層厚2.82 m，煤層賦存穩定，是礦井現階段的主采煤層，11號煤層頂底板巖層以泥巖、炭質泥巖以及粉砂巖等為主。

圖1 20112回風巷及聯位位置示意

2 無極繩絞車輔助運輸應用

2.1 輔助運輸設備確定

無極繩絞車是煤礦井下常用的輔助運輸設備，通過鋼絲繩提供牽引力，可滿足大傾角、大噸位、長距離運輸工況需要，常在采區上山、下山以及回采巷道內使用，可直接將材料、設備等運輸至作業點，是代替調度絞車進行輔助運輸的設備之一。無極繩絞車的組成單元有主機(絞車、梭車、張緊裝置等)、輔助設備(包括信號裝置、饋電開關、鋼絲繩以及通信裝置等)。使用無極繩絞車進行輔助運輸時，通過張緊裝置使鋼絲繩張力隨運輸工況變化，避免在運輸期間出現松動或者打滑情況；采用變頻裝置調整電機轉速，依據負載調整運輸速度，不僅可提高運輸效率，而且可在一定程度上提高運輸安全性；通過增加尾輪，可提高無極繩絞車在復雜條件下的適應性，輔助運輸過程中不需要重裝梭車，從而可明顯降低倒車次數、作業人員的勞動強度，提升輔助運輸效率。根據20112回風巷及聯巷現場情況，決定選擇型號SQ-80B無極繩絞車，使用的絞車技術參數如表1所示。

表1 無極繩絞車技術參數

2.2 現場布置形式

2.2.1 尾輪布置

在20112回風巷掘進期間，通過采用無極繩絞車并配合尾輪方式實現輔助運輸，在20112風巷聯巷口、作業點以及無極繩絞車布置點位置均安裝尾輪，除作業點尾輪為活動尾輪外，其余2個尾輪均為固定式尾輪，見圖2。

圖2 尾輪安裝位置示意圖

固定式尾輪(圖2中尾輪1及尾輪2)底座基礎均使用混凝土澆筑，以提高支承強度的穩定性；尾輪3隨巷道掘進移動，為移動時尾輪，固定方式依據巷道底板巖性情況確定。當巷道底板為穩定性較強的巖體時，固定時用6根螺紋鋼錨桿(規格D20 mm×2 200 mm)；底板為煤層時，則先用C20混凝土澆筑長1 200 mm、寬900 mm、深1 200 mm基礎，并用7根螺紋鋼錨桿(規格D20 mm×2 200 mm)固定。尾輪高度應低于鋼軌高度，以便梭車順利通過；在固定式尾輪位置用鐵道板代替道木。

2.2.2 輪組布置

由于20112風巷沿著11號煤層底板掘進，底板會出現一定起伏，為提高無極繩絞車運輸安全性及適應性，在鋼絲繩布置沿線安裝一定數量輪組。通過布置輪組可避免輔助運輸時鋼絲繩與底板、軌道出現摩擦，同時防止鋼絲繩在張力作用下抬高時出現梭車掉道情況。

3 現場應用效果分析

在20112回風巷及聯巷采用SQ-80B無極繩絞車(配合尾輪、輪組)代替傳統的調度絞車搭接運輸方式，實現了輔助運輸連續開展。通過在掘進巷道中采用無極繩絞車進行輔助運輸，可解決傳統調度絞車搭接運輸時面臨的頻繁倒車、頻繁摘鉤及掛鉤等問題，并避免發生中涂摘鉤、掛鉤操作不規范引起的脫鉤或者跑車等安全事故。

采用無極繩絞車進行輔助運輸，車輛運輸平穩，在后續運輸過程中不容易發生車輛掉道引起的運輸事故。輔助運輸設備布置較為集中、安全防護設施布置到位，可便于后續檢修、維護。

4 結 語

無極繩絞車應用后可解決調度絞車分段接力運輸面臨的運輸分散、倒車次數多以及運輸效率低、安全風險高等問題。依據現場情況，采用SQ-80B無極繩絞車，并對尾輪及輪組布置形式、布置要求等進行闡述。現場應用后，20112回風巷及聯巷輔助運輸效率得以顯著提升，現場取得較好的應用效果。