李 挺

(西山煤電股份公司 馬蘭礦，山西 古交 030205 )

國外無軌膠輪車的研制和使用已有50 余年的歷史，由于無軌道限制，并具有適應(yīng)性強、機動靈活性好、安全高效的特點，因而在美國、英國、澳大利亞、南非等產(chǎn)煤大國已普遍使用［1］。我國煤礦井下輔助運輸狀況與先進采煤國家相比差距較大，絕大多數(shù)煤礦的輔助運輸仍然采用小絞車、小蓄電池機車等多段分散落后的傳統(tǒng)運輸方式，存在著運行環(huán)節(jié)多、運行速度慢、效益低、事故多、占用人員和設(shè)備多及安全、機動性和適應(yīng)性差等問題。特別是在工作面設(shè)備搬遷時，裝載、卸載和調(diào)車等工作量大且繁雜，采用這種傳統(tǒng)的運輸方式搬遷不僅時間長，而且嚴重影響礦井全員效率的提高和煤礦的安全生產(chǎn)［2］，是制約著我國煤礦向生產(chǎn)現(xiàn)代化邁進的一個影響因素。

隨著西山煤電股份公司馬蘭礦生產(chǎn)向南翼延伸，礦井輔助運輸距離增大、軌道運輸環(huán)節(jié)多，人員出入井距離長，工作面搬家倒面周期長且危險系數(shù)大，輔助運輸環(huán)節(jié)成為制約該礦安全生產(chǎn)的重要因素。無軌膠輪車性能可靠，運輸效率高，可保證礦井的高產(chǎn)高效及安全生產(chǎn)，具有較大的社會、經(jīng)濟效益。

1 使用無軌膠輪車可行性分析

馬蘭礦副斜井為直墻半圓拱巷道，凈寬4 m，坡長535 m，坡度為22°，采用600 mm 軌距軌道運輸設(shè)備材料。由于副斜井坡度大，不能滿足無軌膠輪車運輸要求，目前，難以實現(xiàn)從地面直接無軌運輸至采掘工作面。

該礦現(xiàn)采南一下組煤采區(qū)、南五采區(qū)和南七采區(qū);準備采區(qū)為北三下組煤采區(qū);開拓采區(qū)為南八、南九采區(qū)。采區(qū)接替順序為:8#煤層南一下組煤采區(qū)接替南五下組煤采區(qū);02#煤層南七采區(qū)接替南六采區(qū);2#煤南五采區(qū)接替南七采區(qū)。北三下組煤采區(qū)煤層傾角大，斷層多，不適宜使用無軌膠輪車運輸;南五、南六、南七采區(qū)開拓方案已形成，原煤采用大巷礦車運輸，南五采區(qū)大多數(shù)工作面均已開采完畢，且采用大巷暗斜井開拓，不計劃使用無軌膠輪車運輸;南六、南七采區(qū)煤層薄、儲量少，且兩翼開采系統(tǒng)復(fù)雜，工程量大，不計劃使用無軌膠輪車。

南一下組煤采區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，且原煤采用膠帶直接運至井底卸載坑，具備無軌膠輪車使用條件。南五下組煤為南一下組煤的接替采區(qū)，采區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，煤層平緩，可以實現(xiàn)無軌膠輪車運輸。南八、南九采區(qū)上組煤原煤采用膠帶運輸至井底卸載坑，可以實現(xiàn)膠輪車運輸;南二、南六、南七及南八、南九下組煤原煤均計劃利用膠帶運輸，也可以采用無軌膠輪車輔助運輸。

2 初設(shè)方案

該礦初步確定改造方案為:首先在南一下組煤采區(qū)實現(xiàn)無軌膠輪車運輸，然后施工直通地面的運輸通道實現(xiàn)全礦井無軌化。全部工程分兩期進行，第一期工程:通過施工有軌無軌換裝硐室存車硐室、車輛檢修硐室、車輛運輸繞道、油脂硐室、對原軌道運輸巷道進行加寬加高、硬化底板、加大曲率半徑等措施，實現(xiàn)南一下組煤采區(qū)無軌膠輪車運輸。第二期工程:從地面工業(yè)廣場施工運輸通道直達南一下組煤石門和910 南大巷，最終實現(xiàn)從地面至井下采掘工作面不經(jīng)轉(zhuǎn)換的直接無軌運輸。

第一期工程可服務(wù)南一下組煤采區(qū)及南五下組煤采區(qū);二期工程可服務(wù)除南五、南六、南七上組煤外的所有采區(qū)，服務(wù)儲量22 366.8 萬t。

3 優(yōu)化方案

馬蘭礦副斜井寬4 m，坡度22°，巷道斷面小，坡度大，不能滿足無軌膠輪車運輸要求。需從地面施工無軌膠輪車運輸通道以實現(xiàn)從地面至井下的直接無軌運輸。根據(jù)馬蘭礦工業(yè)廣場布置情況、礦區(qū)煤層賦存情況、井下生產(chǎn)布置及技術(shù)裝備等實際情況，對地面施工無軌膠輪車運輸通道提出3 套方案，見表1。

表1 施工無軌膠輪車運輸通道方案表

3.1 方案一

無軌膠輪車運輸通道由地面工業(yè)廣場沙石場與木料場之間以184°方位，-6°坡施工，穿過屯蘭河床底部到達南一回風(fēng)斜井附近的+952 m 標(biāo)高折返一次，見8#煤后再與910 南大巷及南一下組煤軌道下山連通形成運輸通道。

1)優(yōu)點:工程量少，巷道拐彎一次。

2)缺點:a)表土及沖刷層需明槽開挖，施工量大。b)巷道距副斜井口房、暖風(fēng)機房層間距只有26.7 m，影響安全使用。c)明槽開挖段需拆除更新廠部分廠房、污水處理廠部分廠房、副斜井口充電房等工業(yè)廣場建筑物。d)巷道與屯蘭河床層間距為34 m，層間距較小。

3.2 方案二

無軌膠輪車運輸通道由地面工業(yè)廣場沙石場與木料場之間以222°方位，-6°坡施工，經(jīng)過馬蘭礦變電站底部+1 051.064 m 標(biāo)高折返一次，然后以-6°坡度穿過屯蘭河床底部到達南一回風(fēng)斜井附近的+956.871 m 標(biāo)高再折返一次，見8#煤后與910 南大巷及南一下組煤軌道下山連通形成運輸通道。

1)優(yōu)點:距屯蘭河床層間距72. 2 m，施工較安全。

2)缺點:a)表土及沖刷層需明槽開挖，工程量大。b)工程開工及明槽開挖施工時需搬遷木料場及砂石廠。c)明槽開挖段需拆除木料場廠房，建筑面積720 m2。d)巷道與機電科檢修段層間距為23.9 m，與綜采庫層間距為28.1 m，層間距較小。

3.3 方案三

無軌膠輪車運輸通道由地面工業(yè)廣場110 kV 變電站西南側(cè)以315°方位，-6°坡施工，經(jīng)過鐵路底部(做涵洞)到達山體下+1 094.1 m 標(biāo)高折返一次，然后以-6°坡度穿過屯蘭河床底部到達南一回風(fēng)斜井附近的+965.45 m 標(biāo)高再折返一次，見8#煤后與910南大巷及南一下組煤軌道下山連通形成運輸通道。

1)優(yōu)點:a)工程量少，較方案一少59 m，較方案二少262 m。b)直接進入山體基巖，不需明槽開挖，施工比較容易。c)井口距礦辦公樓、福利樓、生活浴室近，職工出入井及沐浴等方便快捷。

2)缺點:a)開口處需拆除花房，并施工1 個涵洞從鐵路下方穿過。b)需拆除部分小平房，并恢復(fù)重建。

3.4 方案比較。

上述3 個方案中，方案一與方案三工程量相差不大，方案二較方案一、方案三工程量大，施工速度慢，施工周期長。方案三較前兩個方案工程最小，且不需明槽開挖，對地面建筑影響較小，距離生活浴室較近，方便職工上下班。

綜上所述，兼顧生產(chǎn)及安全，綜合各種因素考慮方案三是最安全、最經(jīng)濟有效的方案。

4 社會經(jīng)濟效益

1)膠輪車運輸實現(xiàn)了單一化及連續(xù)化，改變了軌道運輸環(huán)節(jié)多、系統(tǒng)復(fù)雜、運輸效率低的狀況，可連續(xù)不斷地將貨物運至目的地，改善了工人的作業(yè)條件和安全環(huán)境，降低了工人勞動強度，從根本上消除了各類運輸事故的發(fā)生。

2)膠輪車載重量大、機動性強，綜采工作面的所有設(shè)備均可運至切眼內(nèi)一次到位安裝，可實現(xiàn)快速安裝、拆除。按照工作面采長200 m，運輸距離3 000 m 考慮，工作面安裝周期可由目前兩個隊安裝70 天縮短至由1 個隊安裝10 ～15 天。拆除周期可由目前的1 個隊60 天縮短至10 ～15 天左右，大幅降低了安裝、拆除周期，緩解了安、拆銜接，實現(xiàn)了工作面快速安裝和拆除。

3)采用無軌膠輪車運輸后，預(yù)計可減少2/3 的輔助運輸人員，社會經(jīng)濟效益明顯，應(yīng)用前景廣闊。

［1］ 王喜勝.無軌膠輪車在神東礦區(qū)的應(yīng)用［J］.煤礦機電，2002(1):43.

［2］ 戴志曄.煤礦井下無軌膠輪車的現(xiàn)狀及應(yīng)用［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2003，31(2);21 -24.