翁海龍

(國家能源集團(tuán)保德煤礦，山西 忻州 036600)

0 引言

國家能源集團(tuán)保德煤礦共有4層煤可采，現(xiàn)開采最上一層(8#)煤，該煤層是井田內(nèi)第一層厚度達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定的可采煤層。該煤層頂板節(jié)理、層理較為發(fā)育，為破碎煤巖互層復(fù)合頂板；煤巖層總體近南北走向，呈向西傾斜的單斜構(gòu)造，煤層傾角為3°～6°，平均為4°左右。礦井采掘現(xiàn)狀為1個(gè)采煤工作面和2個(gè)掘進(jìn)工作面。81307綜放工作面沿煤層傾斜布置走向推進(jìn)，采用走向長壁后退式，綜合機(jī)械化放頂煤方法開采，頂板管理為全部垮落法。

綜采工作面設(shè)備列車不論國外、國內(nèi)大多采用道軌平板車，前后配套絞車鋼絲繩牽引方式進(jìn)行移動(dòng)，而設(shè)備列車至轉(zhuǎn)載機(jī)之間的電纜、管線采用單軌吊懸掛滑移小車的方式移動(dòng)[1-3]。然而隨著綜采工作面大功率、重型化設(shè)備的更新?lián)Q代，綜采工作面所需配套設(shè)備也越來越多。就保德煤礦大部分綜采工作面而言，設(shè)備列車需要45輛平板車首尾鏈接構(gòu)成，總長超過180 m，總重達(dá)200 t左右。

1 傳統(tǒng)設(shè)備列車存在的問題

傳統(tǒng)設(shè)備列車的移動(dòng)需多人參與，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。綜采工作面日均推進(jìn)8 m左右，正常狀況下，平均每7 d就要拉移一次設(shè)備。每次拉移設(shè)備都需不少于10名員工進(jìn)行拆除駐車器、拆卸軌道、搬運(yùn)軌道、鋪設(shè)軌道、掛單軌吊等耗時(shí)費(fèi)力的工作。導(dǎo)致作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。

1.1 操作復(fù)雜，拉移較難同步

設(shè)備列車前移時(shí)，需在移動(dòng)方向以外約50 m處打設(shè)固定戧柱，與前移側(cè)回柱絞車連接，同時(shí)尾側(cè)回柱絞車與工作面機(jī)尾側(cè)支架固定，前后回柱絞車相互配合，前緊后松，緩慢配合使設(shè)備列車穩(wěn)步前移。

1.2 隱患高，安全難以保障

整個(gè)操作過程中機(jī)動(dòng)性差，且存在列車移動(dòng)時(shí)，平板車鋼輪與道軌發(fā)生自滑移現(xiàn)象；整體穩(wěn)定性差，還易出現(xiàn)跑車、掉道等危險(xiǎn)動(dòng)作。而且在移動(dòng)過程中存在信號(hào)傳遞失誤、鋼絲繩崩斷、平板車翻車等許多危險(xiǎn)因素。

綜上，保德煤礦通過引進(jìn)新型液壓自移滑靴式列車，以期從根本上解決該問題，不僅可以提高勞動(dòng)效率，還能確保設(shè)備列車超前綜采工作面進(jìn)行移動(dòng)。

2 液壓自移滑靴式列車分析

由于液壓自移滑靴式列車在綜采工作面回采過程中，不僅能提供可靠的“搬運(yùn)”設(shè)備的可靠服務(wù)，徹底杜絕了人工拆運(yùn)裝道軌，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度[4-6]。最突出的是改寫了“搬運(yùn)”期間操作工藝，通過遠(yuǎn)程液控系統(tǒng)，一個(gè)人即可操作整個(gè)設(shè)備列車前移，為設(shè)備列車運(yùn)行提供了安全可靠的保障。

2.1 液壓自移滑靴式列車

綜采工作面液壓自移滑靴式列車包括若干依次連接的滑靴式平板車，車的底部對(duì)應(yīng)有依次連接的導(dǎo)向推移梁，車的前端和與其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向推移梁后端之間設(shè)有推移千斤頂，且平板車的前端固定有豎直設(shè)置且支撐在與其對(duì)應(yīng)導(dǎo)向推移梁上的抬底千斤頂，且推移千斤頂與抬底千斤頂?shù)膴A角小于84.2°，由乳化液泵站提供動(dòng)力。

2.2 循環(huán)工作原理

首先抬底千斤頂活塞桿伸出，活塞桿壓緊導(dǎo)向推移梁，然后推移千斤頂活塞桿伸出，推動(dòng)平板車向前移動(dòng)一個(gè)行程[7-8]。然后抬底千斤頂活塞桿收回，活塞桿脫離導(dǎo)向推移梁。收縮推移千斤頂活塞桿，帶動(dòng)導(dǎo)向推移梁向前移動(dòng)，從而完成一個(gè)工作循環(huán)。具體運(yùn)行方法及原理如圖1～圖5所示。

正常停放期間液壓自移滑靴式列車狀態(tài)為：抬底千斤頂活塞桿收回，導(dǎo)向推移千斤頂收回均不動(dòng)作，使得滑靴式平板車與地面充分接觸。

圖1 正常停放期間的狀態(tài)

操作抬底油缸控制閥，使得抬底油缸活塞桿伸出，壓住導(dǎo)向推移梁前段，減少平板車與地面的摩擦力。平板車被抬起與地面形成約4°的夾角，使導(dǎo)向推移梁對(duì)地面產(chǎn)生較大的摩擦力，使f平≤f推。

圖2 抬底準(zhǔn)備滑移期間狀態(tài)

操作推移油缸控制閥，使得推移油缸活塞桿伸出推動(dòng)平板車，完成列車前行。

圖3 移動(dòng)期間狀態(tài)

操作抬底油缸控制閥，使得油缸活塞桿收回，使滑靴式平板車與地面接觸，增大平板車與地面的摩擦力。此時(shí)，由于平板車的重量大于導(dǎo)向推移桿的重量，所以f平≥f推。

操作推移油缸控制閥，使得油缸活塞桿收回，完成導(dǎo)向推移梁前行，液壓自移滑靴式列車恢復(fù)為圖1的狀態(tài)，完成一個(gè)工作循環(huán)，同時(shí)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)的初始狀態(tài)。

圖4 移動(dòng)后狀態(tài)

圖5 準(zhǔn)備下個(gè)循環(huán)動(dòng)作狀態(tài)

2.3 列車使用時(shí)存在的問題及處理措施

底板要求較高：對(duì)使用巷道底板平整度、抗壓強(qiáng)度和坡度要求較高，如果底板泥化，僅用碎石墊路是不可取的[9-10]。需要對(duì)底板坡度大、坑洼、泥化段路面進(jìn)行施工砼底板并調(diào)坡處理。

操作使用的協(xié)調(diào)性：安裝初期因多個(gè)滑移式平板車與導(dǎo)向推移梁直接連接在一起，個(gè)別安裝步距有差距，初期行走易跑偏、動(dòng)作不一致，損壞設(shè)備零件。加之液壓結(jié)構(gòu)件較多，管路復(fù)雜等問題。因此初期使用，操作人員要認(rèn)真學(xué)習(xí)操作技能和故障排除方法，從而提高使用效率。同時(shí)要多次進(jìn)行滑移調(diào)整，對(duì)變形連接件及時(shí)更換即可。

安設(shè)巷道斷面的設(shè)計(jì)：根據(jù)該液壓自移滑靴式列車寬度，要結(jié)合布置巷道的選擇，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)巷道斷面，防止在使用過程中發(fā)生偏移，將巷道內(nèi)其他設(shè)備刮卡。

3 使用效果對(duì)比

3.1 設(shè)備投入

有軌絞車牽引設(shè)備列車需在列車兩側(cè)設(shè)置4臺(tái)絞車(4個(gè)平板車)，實(shí)現(xiàn)打戧柱、拉移列車、移動(dòng)列車與工作面之間的單軌吊電纜，還需配套4臺(tái)開關(guān)(2個(gè)平板車)；而液壓自移滑靴式列車不需增加為移動(dòng)的平板車，是在每個(gè)平板車上增加滑移動(dòng)作的油缸；整體資金費(fèi)用相差不大。

3.2 運(yùn)行期間人員勞動(dòng)強(qiáng)度

有軌絞車牽引設(shè)備列車移動(dòng)，需提前進(jìn)行鋪軌、拆軌、運(yùn)軌、掛單軌吊等工作，每次移動(dòng)需至少10人配合；還需2人頻繁操作首尾回柱絞車做牽引運(yùn)輸作業(yè)，增加了作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度；而液壓自移滑靴式列車僅需1人在操作臺(tái)操作液控閥；人員勞動(dòng)強(qiáng)度顯而易見。

3.3 設(shè)備運(yùn)行可靠性

有軌絞車牽引設(shè)備列車移動(dòng)靠首尾回柱絞車牽引，配合較難，如果配合不當(dāng)還易引起列車跑車、掉道且機(jī)動(dòng)性差，不能隨時(shí)進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)速度慢，在7°以上的坡道拉移時(shí)會(huì)出現(xiàn)列車打滑現(xiàn)象；而液壓自移滑靴式列車解決了通常有軌式絞車牽引設(shè)備列車靠回柱絞車牽引所引起的跑車弊病，使設(shè)備列車運(yùn)行更加安全可靠；并且可以在10°的坡道上行走自如，不存在設(shè)備列車自滑移現(xiàn)象。

3.4 安全可靠性

通過以上對(duì)比，使用液壓自移滑靴式列車不需再鋪、拆、運(yùn)道軌；運(yùn)行期間不用多人配合操作絞車；列車運(yùn)行過程穩(wěn)定可靠；改寫了設(shè)備列車前行的方式，杜絕了以往有軌絞車牽引設(shè)備列車的跑車、掉道嚴(yán)重的安全隱患。

4 結(jié)論

(1)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用，通過2款不同運(yùn)行列車的對(duì)比，該綜采工作面液壓自移滑靴式列車運(yùn)行情況安全可靠，解決了原來拉設(shè)備列車運(yùn)行中存在的問題，達(dá)到了預(yù)期要求。

(2)杜絕了通常有軌絞車牽引設(shè)備列車靠回柱絞車牽引所引起的跑車弊病，使設(shè)備列車運(yùn)行更加安全可靠，并且在10°的坡道上行走自如，不存在設(shè)備列車自滑移現(xiàn)象。

(3)運(yùn)行時(shí)機(jī)動(dòng)性、整體性強(qiáng)，可以隨時(shí)進(jìn)行及移動(dòng)，呈現(xiàn)單獨(dú)、整體前移，并且速度快，效果好。縮短了每次設(shè)備列車移動(dòng)時(shí)間，提高了工作效率。

(4)省去了頻繁鋪設(shè)、運(yùn)輸、拆除軌道的繁重工作，采用工作面乳化液介質(zhì)作為動(dòng)力液，簡化了列車構(gòu)成系統(tǒng)，具有很高的可靠性。工作面推進(jìn)循環(huán)更加合理完善，減輕了工人的工作強(qiáng)度，更加安全可靠；同時(shí)大大提高了移動(dòng)設(shè)備列車的安全運(yùn)行能力；有利于綜采工作面安全高效開采。