綜采工作面設(shè)備列車優(yōu)化改進(jìn)及應(yīng)用

謝經(jīng)京

（山西焦煤霍州煤電集團(tuán)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(qū)左翼，工作面東為井田邊界，西為830 m南翼系統(tǒng)大巷，南為5-304 工作面（未采），北為5-210 工作面采空區(qū)，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(yīng)為3-304 工作面，3-304 工作面回采389 m 后停采。

302 工作面設(shè)計(jì)走向長度為1 875 m，切巷設(shè)計(jì)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(qū)頂板。

工作面選用MG400/930-WD 型雙滾筒無鏈電牽引采煤機(jī)落煤，采用端頭斜切進(jìn)刀方式，進(jìn)刀段長度為30 m，循環(huán)進(jìn)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(jī)；順槽選用一部SZZ-1000/375 型轉(zhuǎn)載機(jī)、一部皮帶選用SSJ1000/2×160 型膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤、二部皮帶選用SSJ1000/2×90型膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤。

由于受地質(zhì)條件影響，3022 巷掘進(jìn)期間底板高低不平，導(dǎo)致傳統(tǒng)設(shè)備列車移動難度大、效率低且易出現(xiàn)翻車事故，嚴(yán)重影響著工作面安全高效回采[1-5]。

2 302 工作面原設(shè)備列車結(jié)構(gòu)及問題分析

2.1 原設(shè)備列車結(jié)構(gòu)

1）302 工作面設(shè)備列車采用軌道與平板車聯(lián)合運(yùn)輸方式，平板車長度為3.5 m、寬度為1.3 m，設(shè)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(jié)軌道質(zhì)量為30 kg，軌距為0.9 m，軌道下方鋪設(shè)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(jìn)行固定連接。

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

2.2 設(shè)備列車前移工序

傳統(tǒng)設(shè)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(shè)備列車前方30 m處并采用地錨進(jìn)行固定，然后在設(shè)備列車前方鋪設(shè)鋼軌；然后將絞車鋼絲繩繩頭固定在設(shè)備列車上進(jìn)行低速牽引，當(dāng)設(shè)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(shè)備列車牽引距離為10 m，每3 d前移一次絞車。

2.3 傳統(tǒng)牽引方式存在的問題

通過現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用效果來看，傳統(tǒng)的設(shè)備列車在應(yīng)用時存在一些不足，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1）牽引效率低：每天需對工作面設(shè)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(shè)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(yè)強(qiáng)度大。

2）安全系數(shù)低：由于巷道掘進(jìn)期間底板高低不平，且巷道內(nèi)存在坡度，巷道鋪設(shè)軌道后在移車過程中很容易出現(xiàn)列車掉道現(xiàn)象，而且采用鋼絲繩牽引時，在坡度大或拐點(diǎn)鋼絲繩受力大很容易出現(xiàn)破斷，移車安全系數(shù)低。

3）移車難度大：傳統(tǒng)設(shè)備列車以及絞車體積大，運(yùn)輸順槽內(nèi)安裝轉(zhuǎn)載、破碎機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備數(shù)量多，采用絞車牽引時牽引速度慢、移車難度大。

3 設(shè)備列車優(yōu)化改進(jìn)及應(yīng)用

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

3.1 液壓自移滑靴式設(shè)備列車結(jié)構(gòu)

1）液壓自移滑靴式設(shè)備列車主要由平板車、行走輪組、推移千斤頂、電纜框、側(cè)推千斤頂、導(dǎo)軌鉸接絲杠、導(dǎo)軌、導(dǎo)軌鉸接銷軸、抬底千斤頂?shù)炔糠纸M成，如圖1 所示；首尾段導(dǎo)軌之間采用導(dǎo)軌鉸接銷軸連接，左右導(dǎo)軌采用導(dǎo)軌鉸接絲杠連接，各類千斤頂主要對設(shè)備列車前后、左右、上下進(jìn)行移動。

圖1 液壓自移滑靴式設(shè)備列車結(jié)構(gòu)

2）每節(jié)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(jié)設(shè)備列車連接4 節(jié)軌道，每節(jié)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(shè)備列車主要技術(shù)參數(shù)

3）抬高油缸安裝在設(shè)備列車機(jī)頭處，油缸伸縮桿端部與平板車橫梁固定，千斤頂?shù)鬃c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(dǎo)軌鉸接銷軸連接。

4）平板車頂部設(shè)計(jì)為電纜儲存裝置，中部為凹陷結(jié)構(gòu)主要用于存儲電纜，前后采用鋼托輥設(shè)計(jì)為滑輥結(jié)構(gòu)，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(shè)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?yōu)閮A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(shè)備列車移車順序

5）滑靴式設(shè)備列車在移動過程中如出現(xiàn)側(cè)傾時，可利用側(cè)推千斤頂進(jìn)行調(diào)偏，首先將側(cè)推千斤頂一端安裝在側(cè)傾一側(cè)底板上，另一端安裝在滑軌上，通過千斤頂伸縮桿推動側(cè)傾一側(cè)車體，實(shí)現(xiàn)調(diào)偏，一個循環(huán)調(diào)偏范圍為225 mm。

3.2.2 泵站操作

液壓自移滑靴式設(shè)備列車采用一套獨(dú)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(hù)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(xiàng)

1）在移車作業(yè)前操作人員應(yīng)熟練掌握操作規(guī)范，操作過程中人員應(yīng)站在安全區(qū)域，防止設(shè)備列車車傾倒傷人事故發(fā)生。

2）移車過程中發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)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(shè)備列車臨時停在坡度大于5°斜坡區(qū)域，若特殊情況必須停車時需采用回柱絞車對設(shè)備列車進(jìn)行牽引，并在設(shè)備列車后方搭設(shè)阻車器。

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

6）設(shè)備列車在移車過程中出現(xiàn)列車錯位時，應(yīng)及時檢查列車連接梁是否變形、損壞，以及觀察列車兩側(cè)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(cè)推移千斤頂動作不一致時應(yīng)檢查千斤頂，必要時必須更換。

3.4 液壓自移滑靴式設(shè)備列車優(yōu)缺點(diǎn)

3.4.1 優(yōu)點(diǎn)

1）設(shè)備前移穩(wěn)定可靠：液壓自移滑靴式設(shè)備列車主要采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行前移，操作簡單方便，與傳統(tǒng)絞車牽引相比動力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，在牽引過程中受設(shè)備列車安裝地點(diǎn)、安裝條件以及列車安裝設(shè)備數(shù)量等影響小。

2）移車勞動作業(yè)強(qiáng)度小：液壓自移滑靴式設(shè)備列車只需1 人進(jìn)行操作即可，大大降低了勞動作業(yè)強(qiáng)度；與傳統(tǒng)設(shè)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(shù)高：液壓自移滑靴式設(shè)備列車可適用于不同復(fù)雜地質(zhì)條件的采掘巷道內(nèi)，在上下坡或拐彎巷道移車時可通過液壓油缸控制實(shí)現(xiàn)低速移車，安全系數(shù)高，解決了傳統(tǒng)絞車牽引時出現(xiàn)掉道、斷繩等技術(shù)難題。

3.4.2 主要缺點(diǎn)

1）液壓自移滑靴式設(shè)備列車通過千斤頂使設(shè)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(shè)備列車對巷道底板硬度要求較高，對于煤底或軟巖巷道實(shí)用性差。

2）設(shè)備列車中所有千斤頂安裝在設(shè)備列車下方，當(dāng)設(shè)備列車過積水區(qū)或煤泥區(qū)時，對液壓油缸損壞嚴(yán)重。

4 結(jié)語

店坪煤礦針對302 工作面回采前期設(shè)備列車移車難度大、效率等技術(shù)難題，采用了一套液壓自移滑靴式設(shè)備列車，通過實(shí)際應(yīng)用效果來看，該設(shè)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(shè)備列車移車時間，降低了勞動作業(yè)強(qiáng)度，而且在移車過程中未出現(xiàn)設(shè)備列車掉道現(xiàn)象，提高了移車穩(wěn)定性及安全系數(shù)，適用于不同地質(zhì)條件綜采工作面中，取得了顯著應(yīng)用成效。