崔志剛
(山西大同煤礦集團(tuán)有限公司煤峪口礦, 山西 大同 037001)
通常來說,綜采的整體搬家會(huì)影響綜采工作的開展,降低企業(yè)生產(chǎn)效率,影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。為了控制搬家時(shí)間,減少搬家對(duì)作業(yè)效率的影響,使搬家工序得到簡(jiǎn)化,可以應(yīng)用滑道運(yùn)輸工藝展開搬家倒面工作。通過大量實(shí)踐證明,滑道運(yùn)輸比傳統(tǒng)裝車運(yùn)輸具有更好的應(yīng)用效果,不僅能夠快速完成搬家倒面工作,還能夠避免跑車、翻車等生產(chǎn)事故。
煤峪口礦8605工作面其頭巷長(zhǎng)為740 m,尾巷為730 m,根據(jù)采礦設(shè)計(jì)和回采實(shí)際情況已經(jīng)達(dá)到停采要求,需要對(duì)工作面進(jìn)行整體搬家。如何組織實(shí)施變得尤為重要,該段回風(fēng)順槽處于下坡,坡度約為2°~5°,運(yùn)用傳統(tǒng)模式進(jìn)行倒面不利于安全生產(chǎn)工作的開展,會(huì)埋下安全隱患。基于這一情況,就提出了應(yīng)用滑道運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行倒面搬家。通過統(tǒng)計(jì)可知,本次搬家總共使用支架62架,采用滑道搬運(yùn),將作業(yè)時(shí)間控制在8 d,再次證明了滑道工藝所具有的安全性以及高效性[1-2]。
在決定應(yīng)用滑道運(yùn)輸方案之后,相關(guān)科室需要對(duì)制定的運(yùn)輸方案進(jìn)行可行性論證,并對(duì)方案進(jìn)行細(xì)化。如若使用傳統(tǒng)平板車運(yùn)輸模式,車高為0.34 m,支架為1.6 m,軌道高0.1 m,總高為2.04 m,而搬遷作業(yè)面有較頻繁的回風(fēng)巷底鼓,巷道內(nèi)有些區(qū)域無法保證運(yùn)輸條件,因此平板車運(yùn)輸方案被否定。僅綜采支架的重量就超過了20 t,移動(dòng)支架所需的作用力較大,在操作時(shí)可以采用滑道配合絞車的方式,這就解決了運(yùn)輸高度與運(yùn)輸重量的問題。而用滑道運(yùn)輸,就需要考慮枕木的承載力,20 t的支架顯然超過了最大承受能力,如果運(yùn)輸時(shí)支架與枕木發(fā)生鉤掛,就會(huì)導(dǎo)致枕木遭到損毀。為了解決這一問題,決定將枕木替換為工字鋼,重量問題不再是阻礙。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證時(shí),20 t支架躺在枕木上移動(dòng)非常困難,絞車的作用力會(huì)使之發(fā)生偏移。針對(duì)該問題,還需增加滑道護(hù)軌的設(shè)計(jì),對(duì)支架的移動(dòng)空間進(jìn)行約束,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)支架較為穩(wěn)定的移動(dòng)。在生產(chǎn)操作中選擇14號(hào)槽鋼作為護(hù)軌,將設(shè)備裝卸等工序省去。滑動(dòng)摩擦系數(shù)遠(yuǎn)大于滾動(dòng)摩擦系數(shù),通過摩擦力的增加能夠避免跑車問題的發(fā)生,保證運(yùn)輸安全。
在對(duì)搬家倒面線路上進(jìn)行滑動(dòng)安裝時(shí)需要遵循一定的順序,首先要完成軌枕的加固,將12號(hào)礦用工字鋼均勻的鋪設(shè)在軌道下方用作軌枕;其次要進(jìn)行護(hù)軌的安裝,將14號(hào)槽鋼用螺栓固定在鋼軌枕兩側(cè)上方,發(fā)揮防護(hù)作用;最后硬化轉(zhuǎn)彎區(qū),在搬家前需要對(duì)轉(zhuǎn)彎區(qū)做硬化,保證硬化平面持平于軌面。
在運(yùn)用滑道運(yùn)輸前先要對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算,保證運(yùn)輸方案的可行性與安全性。
運(yùn)輸巷道沿底板進(jìn)行施工,在巷道中存在起伏,坡度最大值為5°。在運(yùn)輸時(shí)所應(yīng)用的絞車型號(hào)為JHMB-14,速度為 0.14 m/s,牽引力為 140 kN,功率為18.5 kW。運(yùn)輸所使用鋼絲繩的直徑為26 mm,最小破斷力為517 kN。
鋼絲牽引力F:
式中:m1為運(yùn)輸最大質(zhì)量,m1=20 t=20 000 kg;g為重力加速度,取9.8 kg/m2;μ1為鋼絲繩摩擦阻力系數(shù),取0.3;α為坡度,α=5°。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得F=75.6 kN。
517 kN÷75.6 kN=6.8,因此選擇的鋼絲繩符合安全規(guī)程中大于6.5的要求。
絞車功率:應(yīng)用公式N/A=Fv/η進(jìn)行絞車功率N的校核。其中N=18.5 kW,牽引速度v=0.14 m/s,絞車傳動(dòng)效率η=0.8,牽引力F=75.6 kN,則富余系數(shù)A=1.39>1.1(煤礦安全手冊(cè)中要求最低值)。通過上面數(shù)據(jù)計(jì)算可知,選擇的JHMB-14絞車能夠在5°的坡度上達(dá)到140 kN的提升力。
摩擦力:在計(jì)算時(shí)取摩擦系數(shù)0.15~0.3。當(dāng)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)輸時(shí)有F滑動(dòng)=sin5°×G=0.087G,F(xiàn)摩最小=0.15×cos5°×G=0.149G,F(xiàn)摩最大=9.8×0.3×cos5°×G=0.298G,其中G為支架所受重力,則F滑動(dòng)<F摩最?。糉摩最大。通過摩擦力的比較可知,如果設(shè)備停止,在運(yùn)輸軌道上不會(huì)發(fā)生下滑現(xiàn)象,但為了避免意外發(fā)生,保證運(yùn)輸安全,應(yīng)當(dāng)在停車時(shí)下坡位置增加臨時(shí)阻礙設(shè)施。
在綜采工作面搬家時(shí)應(yīng)用滑道運(yùn)輸技術(shù)具有一定的限制性,只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)面到另一個(gè)面的運(yùn)輸。通過工藝的實(shí)際應(yīng)用情況可知,該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)輸安全系數(shù)的提升,還能讓工作效率得到保證,有效控制采礦作業(yè)成本。有些井下作業(yè)巷道條件較為惡劣,巷道高度有限,平整度較差,同時(shí)在工作面還存在較大坡度,支護(hù)條件較差,運(yùn)用平板車運(yùn)輸阻礙較多,很難完成安全運(yùn)輸,滑道運(yùn)輸工藝能夠更好地體現(xiàn)出工藝自身的優(yōu)越性。但是,滑到運(yùn)輸需要有護(hù)道設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ),現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員要能夠精密準(zhǔn)確地控制滑道設(shè)計(jì)參數(shù),還需要模擬巷道真實(shí)環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)論證,才能保證工藝的可行性與有效性[3-4]。
當(dāng)工作面屬于不規(guī)則狀態(tài)時(shí),設(shè)備的整體轉(zhuǎn)面難度較大。在實(shí)踐中需要格外注意,待里段工作面運(yùn)送變電列車、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、端頭支架轉(zhuǎn)面結(jié)束后,將密閉結(jié)構(gòu)設(shè)置在外段工作面切眼前,通過安裝通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作面切眼的通風(fēng)效果,里段工作面支架從回順進(jìn)行轉(zhuǎn)面。完成全部轉(zhuǎn)面工作后,通過密閉建設(shè)實(shí)現(xiàn)里段作業(yè)面撤回,并實(shí)現(xiàn)了采場(chǎng)封閉。
通過實(shí)踐能夠總結(jié)出滑道運(yùn)輸技術(shù)的重點(diǎn),第一,要對(duì)絞車控制開關(guān)保護(hù)進(jìn)行合理整定,并將導(dǎo)向裝置安裝在滑道前方,保證仰角中檔安裝的均勻性并配備軌道阻攔器;第二,要保證保險(xiǎn)繩配備的全面性,不得出現(xiàn)缺失情況,在拖運(yùn)過程中要按規(guī)定使用保險(xiǎn)繩,在停車時(shí)要將便攜阻車器放置在下坡端,保證設(shè)備停穩(wěn),不會(huì)發(fā)生跑車現(xiàn)象,在對(duì)繩頭進(jìn)行倒換時(shí),要遵循“先掛后摘”的原則;第三,在運(yùn)輸時(shí)要利用沿線絞車把設(shè)備運(yùn)輸?shù)较锏理旑^之后再進(jìn)入滑道,設(shè)備停放要避開正前滑道。在滑道端頭要進(jìn)行下破平臺(tái)的施工,或者用木料、煤渣等進(jìn)行墊坡,不能直接跳下滑道,在對(duì)設(shè)備進(jìn)行拖運(yùn)時(shí),只允許有一部絞車在巷道沿途展開作業(yè),在作業(yè)進(jìn)行過程中巷道內(nèi)不得有人,要保證巷道空曠,按照警戒要求嚴(yán)格執(zhí)行;第四,處于運(yùn)輸區(qū)間內(nèi)的臨時(shí)便攜阻車器應(yīng)當(dāng)保持常閉狀態(tài),與裝車運(yùn)輸時(shí)狀態(tài)相同,完成運(yùn)輸作業(yè)后即可取掉便攜阻車器,此外,在運(yùn)輸過程中不能將任何潤(rùn)滑劑噴灑在軌道上,也不能采取其他潤(rùn)滑措施。由此可知,在使用滑道運(yùn)輸工藝時(shí)需要對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)格外注意,避免出現(xiàn)操作上的失誤,由于人為因素導(dǎo)致安全事故發(fā)生,影響運(yùn)輸作業(yè)效率。
井下搬家倒面時(shí)應(yīng)用滑道運(yùn)輸能夠讓搬運(yùn)速度以及作業(yè)效率得到顯著提升,縮減中間不必要的環(huán)節(jié),例如裝車、卸車等,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)作業(yè)安全系數(shù)的提升。此外,滑道運(yùn)輸方式還保證了軌道的運(yùn)輸能力,便于綜采工作面設(shè)備的運(yùn)輸,為搬家倒面工作帶來很大便捷,減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)成本的降低,并為礦井安全作業(yè)提供保障。