綜采工作面設備列車優化改進及應用

謝經京

（山西焦煤霍州煤電集團呂梁山煤電公司方山店坪煤礦， 山西 呂梁 033100）

1 302 工作面概況

店坪煤礦302 工作面位于830 m 水平三采區左翼，工作面東為井田邊界，西為830 m南翼系統大巷，南為5-304 工作面（未采），北為5-210 工作面采空區，工作面上部主要可采煤層為3 號煤層，3 號煤層距5 號煤層57～73 m，5-302 工作面上部對應為3-304 工作面，3-304 工作面回采389 m 后停采。

302 工作面設計走向長度為1 875 m，切巷設計長度為220 m，回采的5 號煤層平均厚度為2.9 m，煤層傾角為0～9°，平均傾角為4°。該面采用單一走向長壁式采煤法采煤，綜采采煤工藝、全部垮落法管理采空區頂板。

工作面選用MG400/930-WD 型雙滾筒無鏈電牽引采煤機落煤，采用端頭斜切進刀方式，進刀段長度為30 m，循環進度0.8 m；雙螺旋葉片與滾筒裝煤；工作面選用SGZ880/800 型刮板輸送機；順槽選用一部SZZ-1000/375 型轉載機、一部皮帶選用SSJ1000/2×160 型膠帶輸送機運煤、二部皮帶選用SSJ1000/2×90型膠帶輸送機運煤。

由于受地質條件影響，3022 巷掘進期間底板高低不平，導致傳統設備列車移動難度大、效率低且易出現翻車事故，嚴重影響著工作面安全高效回采[1-5]。

2 302 工作面原設備列車結構及問題分析

2.1 原設備列車結構

1）302 工作面設備列車采用軌道與平板車聯合運輸方式，平板車長度為3.5 m、寬度為1.3 m，設備列車上安裝4 個活動輪并與軌道活動連接，軌道采用鋼軌焊制而成，每節軌道質量為30 kg，軌距為0.9 m，軌道下方鋪設長度為1.2 m 軌枕，布置間距為1.0 m，軌道與軌枕之間采用螺栓進行固定連接。

2）設備列車上安放的設備主要包括高低壓變壓器（660 V、1 140 V），遠程操控套、工具箱、乳化液泵、各類開關等；在設備列車前后30 m 各安裝一臺SQ-120/132B 無極繩絞車進行牽引。

2.2 設備列車前移工序

傳統設備列車牽引時工序相對繁瑣，首先將SQ-120/132B 無極繩絞車安裝在設備列車前方30 m處并采用地錨進行固定，然后在設備列車前方鋪設鋼軌；然后將絞車鋼絲繩繩頭固定在設備列車上進行低速牽引，當設備列車牽引到位后及時拆除后面軌道并前移，依次類推，每天設備列車牽引距離為10 m，每3 d前移一次絞車。

2.3 傳統牽引方式存在的問題

通過現場實際應用效果來看，傳統的設備列車在應用時存在一些不足，主要表現在以下幾方面：

1）牽引效率低：每天需對工作面設備列車牽引一次，每次移車距離為10 m，每次移車需4 人配合施工，拆軌道、鋪設軌道以及移車等工序用時為1.2 h，移車效率低且勞動作業強度大。

2）安全系數低：由于巷道掘進期間底板高低不平，且巷道內存在坡度，巷道鋪設軌道后在移車過程中很容易出現列車掉道現象，而且采用鋼絲繩牽引時，在坡度大或拐點鋼絲繩受力大很容易出現破斷，移車安全系數低。

3）移車難度大：傳統設備列車以及絞車體積大，運輸順槽內安裝轉載、破碎機等大型機械設備數量多，采用絞車牽引時牽引速度慢、移車難度大。

3 設備列車優化改進及應用

為了提高工作面設備列車牽引效率，保證移車施工安全，店坪煤礦通過技術研究，決定對302 工作面設備列車牽引方式進行優化，采用一套液壓自移滑靴式設備列車[6]。

3.1 液壓自移滑靴式設備列車結構

1）液壓自移滑靴式設備列車主要由平板車、行走輪組、推移千斤頂、電纜框、側推千斤頂、導軌鉸接絲杠、導軌、導軌鉸接銷軸、抬底千斤頂等部分組成，如圖1 所示；首尾段導軌之間采用導軌鉸接銷軸連接，左右導軌采用導軌鉸接絲杠連接，各類千斤頂主要對設備列車前后、左右、上下進行移動。

圖1 液壓自移滑靴式設備列車結構

2）每節平板車長度為4.0 m、寬度為1.3 m、高度為1.2 m，平板車通過滑靴與軌道連接，每節設備列車連接4 節軌道，每節軌道長度為2.5 m，軌距為0.9 m，如表1 所示。

表1 液壓自移滑靴式設備列車主要技術參數

3）抬高油缸安裝在設備列車機頭處，油缸伸縮桿端部與平板車橫梁固定，千斤頂底座與行走輪組底部連接，推移千斤頂油缸底座與行走輪組底部連接，伸縮桿端部與導軌鉸接銷軸連接。

4）平板車頂部設計為電纜儲存裝置，中部為凹陷結構主要用于存儲電纜，前后采用鋼托輥設計為滑輥結構，在拖拉電纜時可減少電纜與電纜框摩擦作用。

3.2 液壓自移滑靴式設備列車操作

3.2.1 移車工序

1）首先操作抬底千斤頂控制閥對千斤頂提供高壓乳化液，抬底千斤頂在液壓作用下伸縮桿伸出并將平板車車頭抬起，抬高高度為210 mm，車體抬高后其底部滑靴底由原來的平面變為傾角為6°的斜面。

2）車體抬高后操作推移千斤頂控制閥對千斤頂提供高壓乳化液，推移千斤頂在液壓作用下千斤頂活塞桿伸出，帶動平板車移動一個步距（約為800 mm）。

3）平板車移動一個步距后再次操作抬高千斤頂控制閥，使抬高千斤頂伸縮桿收回，平板車落平。

4）最后通過操作推移千斤頂操作閥，使千斤頂伸縮桿收回，在收回過程中帶動滑軌向前移動一個步距，具體如圖2 所示。

圖2 液壓自移滑靴式設備列車移車順序

5）滑靴式設備列車在移動過程中如出現側傾時，可利用側推千斤頂進行調偏，首先將側推千斤頂一端安裝在側傾一側底板上，另一端安裝在滑軌上，通過千斤頂伸縮桿推動側傾一側車體，實現調偏，一個循環調偏范圍為225 mm。

3.2.2 泵站操作

液壓自移滑靴式設備列車采用一套獨立的乳化液泵站，該乳化液泵提供最大液壓為18 MPa，泵站具有油壓、油溫、油位等保護功能，泵站通過多組閥組、液壓膠管與抬底、推移等千斤頂連接。利用泵站控制器可直接對泵站就地控制；按下綠色“啟動”按鍵泵站“啟動”工作，按下紅色“停止”按鍵或者急停按鍵，泵站停止工作。

3.3 移車注意事項

1）在移車作業前操作人員應熟練掌握操作規范，操作過程中人員應站在安全區域，防止設備列車車傾倒傷人事故發生。

2）移車過程中發現閥門漏液、液管破損時必須更換后方可開啟泵站，防止液管斷裂傷人，操作各類千斤頂時必須保證額定初撐力，千斤頂不得有自卸現象。

3）移車過程中若需更換操作閥、液管、油缸時必須停止泵站，并對液壓系統完全卸壓后方可檢修更換。

4）在移車過程中原則上不允許設備列車臨時停在坡度大于5°斜坡區域，若特殊情況必須停車時需采用回柱絞車對設備列車進行牽引，并在設備列車后方搭設阻車器。

5）設備列車在過坑洼地段時應對推移千斤頂油缸采取特殊保護措施，防止油缸碰撞破損；設備列車過煤泥區時需對油缸密封處采取防護措施，防止污泥水進入油缸內。

6）設備列車在移車過程中出現列車錯位時，應及時檢查列車連接梁是否變形、損壞，以及觀察列車兩側推移千斤頂動作是否一致，若連接梁損壞必須及時更換，兩側推移千斤頂動作不一致時應檢查千斤頂，必要時必須更換。

3.4 液壓自移滑靴式設備列車優缺點

3.4.1 優點

1）設備前移穩定可靠：液壓自移滑靴式設備列車主要采用液壓系統進行前移，操作簡單方便，與傳統絞車牽引相比動力系統穩定可靠，在牽引過程中受設備列車安裝地點、安裝條件以及列車安裝設備數量等影響小。

2）移車勞動作業強度小：液壓自移滑靴式設備列車只需1 人進行操作即可，大大降低了勞動作業強度；與傳統設備列車相比，無須移絞車、盯道等工序，縮短了移車時間。

3）安全系數高：液壓自移滑靴式設備列車可適用于不同復雜地質條件的采掘巷道內，在上下坡或拐彎巷道移車時可通過液壓油缸控制實現低速移車，安全系數高，解決了傳統絞車牽引時出現掉道、斷繩等技術難題。

3.4.2 主要缺點

1）液壓自移滑靴式設備列車通過千斤頂使設備列車移動，所以在移車過程中必須保證軌道牢固可靠，所以該設備列車對巷道底板硬度要求較高，對于煤底或軟巖巷道實用性差。

2）設備列車中所有千斤頂安裝在設備列車下方，當設備列車過積水區或煤泥區時，對液壓油缸損壞嚴重。

4 結語

店坪煤礦針對302 工作面回采前期設備列車移車難度大、效率等技術難題，采用了一套液壓自移滑靴式設備列車，通過實際應用效果來看，該設備列車單次移車時間為0.6 h，而且1 人操作即可，縮短了設備列車移車時間，降低了勞動作業強度，而且在移車過程中未出現設備列車掉道現象，提高了移車穩定性及安全系數，適用于不同地質條件綜采工作面中，取得了顯著應用成效。