王云飛 吳利學(xué)

（1.晉能集團(tuán)馬堡煤業(yè)，山西 長(zhǎng)治 046000；2.晉能集團(tuán)長(zhǎng)治有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

1 前言

馬堡煤業(yè)之前搬家倒面都是應(yīng)用調(diào)度絞車(chē)運(yùn)輸，大采高設(shè)備解體、運(yùn)輸、組裝、安裝工序繁瑣，環(huán)節(jié)復(fù)雜，任務(wù)艱巨，耗時(shí)長(zhǎng)。該礦使用MG550/1405-WD采煤機(jī)、ZY10000/26/55D液壓支架、SGZ900/1050刮板機(jī)、SZZ900/400轉(zhuǎn)載機(jī)、PLM2200破碎機(jī)。支架最大重量40t，支架高度2.6m，寬度1.9m，長(zhǎng)度8.7m，巷道最大坡度16°，其余巷段平均5～6°，運(yùn)輸距離3500m，巷道高度4.5m，巷道寬度4.8m。運(yùn)行線路：15202工作面切眼-15202回風(fēng)順槽-152采區(qū)軌道下山-15#煤軌道平巷—152采區(qū)軌道下山-15201回風(fēng)順槽-15201工作面切眼。中間11處拐彎，若用絞車(chē)運(yùn)輸需要布置15部絞車(chē)接替運(yùn)輸。

2 單軌吊選型

為提高礦井搬家倒面工作效率，選用1套DZ2200 5+5型沙爾夫柴油機(jī)單軌吊機(jī)車(chē)，配備1套SLG16.5型48t起吊梁、1套SLG4.5.3型16t起吊梁。工作面安裝時(shí)，單軌吊機(jī)車(chē)配套48t起吊梁用于吊運(yùn)支架使用，實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)輸，正常工作運(yùn)輸輔助材料及小型設(shè)備時(shí)，配套16t起吊梁使用。

3 選型計(jì)算

3.1 軌道選型

（1）48t起吊梁吊運(yùn)40t支架時(shí)，起吊梁共有16個(gè)小車(chē)，每個(gè)小車(chē)間距905mm，根據(jù)起吊梁受力分析圖可知（如圖1所示），8個(gè)重載小車(chē)受力為3028.75kg，8個(gè)輕載小車(chē)受力為2936.25kg。

（2）根據(jù)承載小車(chē)受力分析圖和48t起吊梁軌道受力有效載荷分布圖（圖2）可知，選用I140V重型2.4m/根的軌道。考慮到152采區(qū)軌道下山坡度較大，選擇2m/根的I140V重型軌道。

3.2 吊掛方式

（1）直軌吊掛

采用單吊掛板三錨桿吊掛方式，即采用1個(gè)吊掛板加1個(gè)專(zhuān)用吊環(huán)3根錨桿吊掛（如圖3所示）。選用細(xì)牙螺紋為M24高強(qiáng)錨桿，直徑不小于Φ22mm，細(xì)絲部分為M24，錨桿長(zhǎng)度不小于2.4m，錨深不小于1.6m，錨固長(zhǎng)度不小于1m。

圖1 承載小車(chē)受力分析圖

圖2 48t起吊梁軌道受力有效載荷分布圖

圖3 直軌段吊掛圖

（2）上下坡彎道吊掛

軌道經(jīng)水平彎進(jìn)入軌道下山或上山后，采用短軌道進(jìn)行調(diào)節(jié)。軌道敷設(shè)時(shí)，垂直方向軌道最大夾角為4°，水平方向最大夾角為1°，為防止急轉(zhuǎn)彎對(duì)機(jī)車(chē)造成損害，軌道上下山轉(zhuǎn)彎處采用（1m+2m+1m）3根重軌過(guò)渡（如圖4所示）。

圖4 上下坡彎道吊掛圖

（3）彎道吊掛

彎軌采用一個(gè)吊掛板加兩根單鏈進(jìn)行吊掛（如圖5所示）。

圖5 彎道吊掛圖

（4）橫拉吊掛

斜巷處每隔5根軌道加一組十字橫拉，平巷處每隔10根軌道加一組十字橫拉（如圖6所示）。

圖6 橫拉吊掛示意圖

（5）巷道曲率半徑

考慮物料和支架的運(yùn)輸要求，水平曲率半徑為9m，垂直曲率半徑為12m。

（6）巷道風(fēng)門(mén)間距

機(jī)車(chē)通過(guò)風(fēng)門(mén)，攜帶1套48t起吊梁時(shí)，風(fēng)門(mén)間距為機(jī)車(chē)加起吊梁長(zhǎng)度：L=30094mm+15780mm+1500mm=47374mm?？紤]風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)間問(wèn)題，風(fēng)門(mén)長(zhǎng)度設(shè)置為55m。

3.3 頂板錨固力計(jì)算

（1）選用2.4m/根I140V型重軌，根據(jù)承載小車(chē)受力分析圖對(duì)B點(diǎn)進(jìn)行受力分析（如圖7所示）。當(dāng)2個(gè)重載小車(chē)和1個(gè)輕載小車(chē)在1根軌道上、3個(gè)輕載小車(chē)在1根軌道上時(shí)，B點(diǎn)受力最大。

圖7 承載小車(chē)受力分析圖

B點(diǎn)的受力為：

T=T1+T2+T3+T4+T5+T6=7732.95-77.2X，其中0≤X≤0.905，當(dāng)X=0時(shí)，B點(diǎn)吊掛力最大為T(mén)=7732.95kg，小于2.4m/根I140V重軌單點(diǎn)承載力100kN，故選用2.4m/根重軌符合要求。

重軌吊掛采用3根錨桿2根鏈條吊掛，每根鏈條的受力相同，且單根錨桿單根鏈條的吊掛側(cè)錨桿受力最大，錨桿設(shè)計(jì)錨固力為7732.95/2=3867kg。錨桿破斷拉力為吊掛錨固力的3倍，即每根錨桿破斷拉力不小于3867×3=11601kg。

4 應(yīng)用成果

馬堡煤業(yè)大采高回采工作面搬家倒面采用單軌吊，液壓支架整體搬遷，從回撤面到安裝面一站式運(yùn)輸，減少中間環(huán)節(jié)，適應(yīng)大傾角坡度、多處拐彎、頻繁起伏運(yùn)輸，減少用工數(shù)及工人勞動(dòng)強(qiáng)度，搬家倒面由原來(lái)的45d縮短到18d，效果顯著，效率提高的同時(shí)安全得到了保障。

5 結(jié)語(yǔ)

煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜，為確保各環(huán)節(jié)安全運(yùn)行，設(shè)備設(shè)施應(yīng)用必須做到因礦制宜。搬家倒面及輔助運(yùn)輸單軌吊的選型應(yīng)用，具有設(shè)計(jì)科學(xué)、選型合理、方便快捷、用工少、效率高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，為礦井創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益、安全效益和社會(huì)效益。