四川嘉陽(yáng)集團(tuán)有限責(zé)任公司 四川 樂(lè)山 614400

1 前言

煤礦井下準(zhǔn)備巷道的材料運(yùn)輸是井巷工程施工中重要的環(huán)節(jié),也是風(fēng)險(xiǎn)存在較多的環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)運(yùn)行是否順利,直接影響井巷工程施工進(jìn)度和生產(chǎn)安全。為確保這一環(huán)節(jié)的正常運(yùn)行,確保生產(chǎn)安全,嘉陽(yáng)煤礦決定投入單軌吊車用于準(zhǔn)備巷道的材料運(yùn)輸,以此淘汰傳統(tǒng)的絞車運(yùn)輸材料工藝。經(jīng)過(guò)多方面的努力,單軌吊車的運(yùn)用達(dá)到了預(yù)期效果,也使我礦成為四川省第一個(gè)在井下成功運(yùn)用單軌吊車的煤礦。

2 概述

嘉陽(yáng)煤礦準(zhǔn)備巷道為半煤巖巷,沿K7煤層傾斜方向施工,傾角在2～4°之間。由于巷道是沿煤層傾斜方向施工,受煤層起伏影響,巷道個(gè)別地段存在反坡的情況。在此之前,嘉陽(yáng)煤礦準(zhǔn)備巷道的材料均采用調(diào)度絞車運(yùn)輸,巷道鋪設(shè)18kg/m輕軌。采用調(diào)度絞車運(yùn)輸材料,在絞車安設(shè)、絞車操作、車輛運(yùn)輸、人員行走、材料換裝等多方面均存在安全隱患,曾經(jīng)也發(fā)生過(guò)幾起安全事故。為確保煤礦生產(chǎn)安全,杜絕材料運(yùn)輸環(huán)節(jié)安全事故的發(fā)生,嘉陽(yáng)煤礦經(jīng)過(guò)多方考察,最終投入了單軌吊車。

單軌吊車是煤礦井下,尤其是在采區(qū)上、下山和工作面巷道內(nèi)用來(lái)運(yùn)送材料、設(shè)備和人員的先進(jìn)輔助設(shè)備之一。單軌吊車運(yùn)輸距離一般為1000～2000m,最大可達(dá)3000m。其軌道是一種特殊的工字鋼,工字鋼軌道懸吊在巷道支架上或砌碹梁、錨桿及預(yù)埋鏈上。單軌吊車運(yùn)輸是將材料、設(shè)備等通過(guò)承載車或起吊梁懸吊在巷道頂部的單軌上,由單軌吊車的牽引機(jī)構(gòu)牽引進(jìn)行運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)。根據(jù)牽引方式不同,單軌吊車分為鋼絲繩牽引和機(jī)車牽引兩大類,而機(jī)車牽引又分為氣動(dòng)機(jī)車、柴油機(jī)車和蓄電池機(jī)車。

3 單軌吊車的使用

3.1 運(yùn)輸設(shè)備的確定 嘉陽(yáng)煤礦準(zhǔn)備巷道為半圓拱形斷面,掘?qū)?.2m,墻高1.9m,掘進(jìn)高度3.5m,掘進(jìn)斷面積10.07m2。根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,在不改變巷道斷面的前提下,結(jié)合材料運(yùn)輸中的實(shí)際情況,最終選擇了DQD20氣動(dòng)單軌吊車。該設(shè)備以壓縮空氣作為動(dòng)力,沿施工于巷道頂部的I140E輕型單軌運(yùn)行。

DQD20氣動(dòng)單軌吊車技術(shù)參數(shù)

最大爬坡角度 ° 20長(zhǎng)×寬×高 mm 5000×860×550重量 kg 450水平最小轉(zhuǎn)彎半徑 m 4垂直最小轉(zhuǎn)彎半徑 m 10最大運(yùn)輸重量 t 10

3.2 運(yùn)輸工藝

3.2.1 軌道及供氣管道鋪設(shè) DQD20氣動(dòng)單軌吊車配套軌道為I140E輕型單軌。單軌每根長(zhǎng)度為2.4m,鋪設(shè)于巷道頂部,單軌連接處采用專用U型吊環(huán)配吊鏈掛設(shè)于專用吊座上,專用吊座采用兩根錨桿固定于巷道頂部。為保證在使用過(guò)程中的安全可靠,錨桿錨固力不應(yīng)低于90k N。

DQD20氣動(dòng)單軌吊車以壓縮空氣作為動(dòng)力,故必須鋪設(shè)好供氣主管。供氣主管鋪設(shè)在巷道行人側(cè)幫上,鋪設(shè)高度1.9m。由于單軌吊車上供氣支管長(zhǎng)度為50m,故巷幫供氣主管上每隔100m必須設(shè)置一接氣閥,用于與單軌吊車上供氣支管的連接,實(shí)現(xiàn)主管向支管的供氣。

3.2.2 材料運(yùn)輸 利用DQD20氣動(dòng)單軌吊車運(yùn)輸材料主要分為三個(gè)步驟:第一是材料的起吊,第二是材料起吊后的運(yùn)輸,第三是材料的下放。

(1)材料的起吊。利用礦車(專用車輛)運(yùn)輸方式,將所需材料(材料事先捆綁牢固)運(yùn)輸至單軌吊車下方停穩(wěn)并固定牢固,并將單軌吊車起吊梁上起吊葫蘆的掛勾掛在需要運(yùn)輸?shù)牟牧仙?。在單軌吊車處于制?dòng)狀態(tài)下,打開供氣閥門將材料吊起。材料的起吊高度以能通過(guò)運(yùn)輸線路上的障礙物為準(zhǔn),保證材料與障礙物有0.2m的間隙為宜。

(2)材料的運(yùn)輸。材料起吊完成后,解除單軌吊車制動(dòng),操作單軌吊車前進(jìn)。在行駛過(guò)程中,當(dāng)快要達(dá)到每段最大行駛長(zhǎng)度(供氣支管的長(zhǎng)度)時(shí)立即停機(jī),關(guān)閉供氣閥門并卸壓,將供氣支管從供氣主管上拆下,并重新接在前方的供氣主管上,然后單軌吊車?yán)^續(xù)運(yùn)行,如此循環(huán),直到將材料運(yùn)輸至目的地。

(3)材料的下放。當(dāng)材料運(yùn)輸至目的地后,先將單軌吊車制動(dòng),將材料下方至地面,然后關(guān)閉供氣閥門,運(yùn)輸結(jié)束。

4 單軌吊車使用的優(yōu)點(diǎn)

采用單軌吊車運(yùn)輸材料有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)單軌吊車本機(jī)截面小,巷道斷面空間利用率較高;

(2)可用于平巷和斜巷的連續(xù)不轉(zhuǎn)載運(yùn)輸,其運(yùn)送載荷不受底板條件限制,可在各種豎曲線、平曲線及復(fù)雜曲線運(yùn)行;

(3)軌道吊掛在巷道頂板或支架上,載重運(yùn)行不受巷道底板變形、積水或物料堆積等影響;

(4)可完成從采區(qū)車場(chǎng)直至工作面不經(jīng)轉(zhuǎn)載的輔助運(yùn)輸,可用于把主要運(yùn)輸大巷和采區(qū)準(zhǔn)備巷道連在一起的輔助運(yùn)輸作業(yè);

(5)裝卸、起吊、運(yùn)輸全部操縱由起吊梁實(shí)現(xiàn),勞動(dòng)強(qiáng)度低,裝卸速度快;(6)工作制動(dòng)、停車制動(dòng)、緊急制動(dòng)三套制動(dòng)裝置齊全,運(yùn)行安全可靠;(7)運(yùn)行阻力小、速度快、效率高、用人少、軌道鋼材量比普通軌明顯減少。

5 效益

采用單軌吊車運(yùn)輸替換以往調(diào)度絞車運(yùn)輸之后,總體來(lái)講,投入相對(duì)較少。避免了施工準(zhǔn)備巷道過(guò)程中較多的施工絞車硐室、安設(shè)調(diào)度絞車、安設(shè)絞車開關(guān)及聲光信號(hào)等,同時(shí)也降低了管理難度。軌道鋼材的投入使用也明顯減少。運(yùn)料班組可減少1～2人,同時(shí)將單軌安設(shè)與巷道掘進(jìn)同步進(jìn)行,不再專門組織軌道班進(jìn)行軌道鋪設(shè),得到了減人提效的目的。另外,采用單軌吊車運(yùn)輸材料更加安全,消除了以往采用調(diào)度絞車運(yùn)輸材料的安全隱患,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全,是以人為本的重要體現(xiàn)。

6 使用潛力探索

目前,嘉陽(yáng)煤礦僅僅是在準(zhǔn)備巷道投入了氣動(dòng)單軌吊車,雖然達(dá)到了預(yù)期使用效果,但是單軌吊車的優(yōu)勢(shì)并沒有完全發(fā)揮出來(lái),應(yīng)當(dāng)繼續(xù)探索單軌吊車的使用,使其優(yōu)勢(shì)能完全發(fā)揮。

6.1 擴(kuò)大運(yùn)輸路線 單軌吊車作為輔助運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備后,可在軌道運(yùn)輸大巷與采區(qū)準(zhǔn)備巷道過(guò)渡地段設(shè)置換裝車場(chǎng),實(shí)現(xiàn)材料及設(shè)備在大巷換裝后,采用單軌吊車直接運(yùn)輸至目的地,以減少斜巷段采用雙速絞車提升運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)。

6.2 柴油單軌吊車的投入使用 綜采工作面設(shè)備的安裝和回撤是一項(xiàng)相當(dāng)繁瑣的工作,且伴隨著諸多風(fēng)險(xiǎn)。目前,無(wú)論是安裝還是回撤,綜采工作面的設(shè)備都是采用調(diào)度絞車運(yùn)輸。由于綜采設(shè)備過(guò)大、過(guò)重,相對(duì)于采用調(diào)度絞車運(yùn)輸材料,存在著更多的安全隱患,稍有管理不到位就會(huì)發(fā)生安全事故?；诓捎脝诬壍踯囘\(yùn)輸材料的成功,單軌吊車同樣能夠運(yùn)輸大件的綜采設(shè)備?？紤]使用單軌吊車運(yùn)輸綜采設(shè)備,而目前使用的氣動(dòng)單軌吊車顯然不能滿足要求,故必須投入柴油單軌吊車。

柴油單軌吊車是以燃燒柴油為動(dòng)力的單軌吊車,相對(duì)于氣動(dòng)單軌吊車,有馬力大、運(yùn)輸速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn),并還能作為人員運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備。將單軌從大巷換裝車場(chǎng)開始鋪設(shè),經(jīng)工作面斜巷、工作面進(jìn)(回)風(fēng)巷,直至鋪設(shè)進(jìn)入工作面,可實(shí)現(xiàn)設(shè)備從大巷至工作面長(zhǎng)距離的不間段運(yùn)輸,大幅度提高運(yùn)輸效率,從而加快綜采工作面的安裝速度,并能很大程度上保障安全。然而,柴油單軌吊車的使用也存在一些問(wèn)題,如:尾氣排放污染、運(yùn)行噪音較大、機(jī)身相對(duì)較大、對(duì)巷道斷面有一定要求、柴油管理方面的要求等。這些問(wèn)題,也是我們即將要直接面對(duì)和解決的問(wèn)題。

7 結(jié)論

投入使用先進(jìn)的設(shè)備,是確保生產(chǎn)安全和減人提效的重要手段。單軌吊車在井下的成功運(yùn)用,使嘉陽(yáng)煤礦的安全保障更上了一個(gè)臺(tái)階,也為即將進(jìn)行的智能化綜采課題打下了牢固的基礎(chǔ)。安全是煤礦永久的探討課題,實(shí)現(xiàn)安全除了加大管理力度之外,更重要的還是新設(shè)備、新工藝的投入。嘉陽(yáng)煤礦成為了四川省第一個(gè)成功使用單軌吊車的煤礦,也充分得到了省內(nèi)其他煤礦及上級(jí)監(jiān)管部門在安全保障方面的肯定。云南省一煤礦的負(fù)責(zé)人說(shuō):“煤礦井下使用單軌吊車,是運(yùn)輸系統(tǒng)上的一次重要技術(shù)革新?！?/p>