淺析立井開(kāi)拓礦井與無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)合應(yīng)用

張煒

【摘要】本文通過(guò)結(jié)合潞安集團(tuán)王莊煤礦后備區(qū)的8101工作面使用無(wú)軌無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸支架方式的案例分析，說(shuō)明在立井開(kāi)拓礦井中使用無(wú)軌無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸支架的優(yōu)缺點(diǎn)以及在運(yùn)輸中需要注意的問(wèn)題、優(yōu)化方向。

【關(guān)鍵詞】支架搬運(yùn)車；大采高支架；無(wú)軌膠輪車

1無(wú)軌膠輪車在立井開(kāi)拓礦井的應(yīng)用概況

無(wú)軌膠輪車在平硐或斜井開(kāi)拓的礦井應(yīng)用較為廣泛，在立井開(kāi)拓礦井應(yīng)用并不多，隨著采掘工作面裝備的機(jī)械化程度提高，設(shè)備噸位增大，特別是大采高采煤工藝推行，立井開(kāi)拓礦井的輔助運(yùn)輸已然成為礦井效率的重要環(huán)節(jié)。因此，需要為立井開(kāi)拓礦井尋求一種適合煤礦巷道布置條件、有利于高產(chǎn)高效礦井生產(chǎn)的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。隨著大型無(wú)軌膠輪車的應(yīng)用，全面解決了重型綜采設(shè)備運(yùn)輸方案，也是逐漸成為現(xiàn)代化礦井輔助運(yùn)輸?shù)闹匾侄危绾卧诹⒕_(kāi)拓的礦井輔助運(yùn)輸中使用無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸已成為一項(xiàng)急需解決的難題。

２案例礦井概述：（增加王莊煤礦+540水平風(fēng)井輔助運(yùn)輸線路的描述）

王莊煤礦后備區(qū)為該礦的接替區(qū)，主要可采煤層為3#煤層總資源儲(chǔ)量為213097kt，該煤層位于二疊系下統(tǒng)山西組中下部，厚度大，全區(qū)穩(wěn)定可采，煤層厚度為5.72～7.79 m，平均為6.74 m。頂板為泥巖、細(xì)砂巖，頂板類型屬中硬-堅(jiān)硬型。地板為泥巖、中粒砂巖，泥巖為易軟化巖石，砂巖為中硬型。該礦8101工作面采用大采高采煤工藝，支架選定為ZY15000/33/72型兩柱掩護(hù)式支架，支架中心距2050mm，最大高度7200mm，最小高度3300mm，重約68T，支架運(yùn)輸采用太原煤科院的WC80Y型支架搬運(yùn)車進(jìn)行整體支架運(yùn)輸。為了滿足大采高支架的運(yùn)輸要求，8101大采高工作面安裝采用蓄電池電機(jī)車+無(wú)軌膠輪車的運(yùn)輸方式：蓄電池電機(jī)車將支架由副立井牽引出途徑井底環(huán)形車場(chǎng)、蓄電池電機(jī)車運(yùn)輸大巷，至與81膠輪車大巷1的交叉口處進(jìn)行換裝，再由無(wú)軌防爆支架搬運(yùn)膠輪車運(yùn)至8101工作面進(jìn)行安裝。

３8101工作面7.2m大采高支架的運(yùn)輸方式

３．1罐籠下放大型物件

由于后備區(qū)立井罐籠尺寸為5600mm（長(zhǎng)）*1960mm（寬）*5300mm（高），最大載重35T，在無(wú)軌膠輪車、支架和大型設(shè)備的選型上，最大不可拆尺寸必須滿足罐籠尺寸要求，重量不得超過(guò)罐籠的載重，在整個(gè)運(yùn)輸安裝過(guò)程中，所有設(shè)備下井尺寸全部在5400mm（長(zhǎng)）*1880mm（寬）內(nèi)，最高的物件采煤機(jī)滾筒（3900mm高），我們對(duì)立井罐籠針對(duì)性的進(jìn)行了技術(shù)改造：①在井上下進(jìn)出口各安裝一部絞車輔助設(shè)備進(jìn)出罐籠；②對(duì)井口操車阻車器和罐籠內(nèi)的阻車器進(jìn)行改造，便于大采高支架平板車的通過(guò)和固定，如罐籠內(nèi)原來(lái)使用的滑塊阻車器是卡輪對(duì)的，而支架平板車與罐籠寬度相近，人員便于操作，在罐籠內(nèi)兩側(cè)安裝擋塊，擋塊中間放置一根工字鋼阻輪，兩端安裝可拔插阻車器阻車頭，便于人員的操作；③罐籠進(jìn)、出口搖臺(tái)的改造，防止設(shè)備進(jìn)、出罐籠，由于鋼絲繩的拉伸，罐籠回彈造成搖臺(tái)損壞，在搖頭下放安裝了支撐裝置，將井下出口搖臺(tái)與罐籠兩側(cè)的鋼板焊接為一體，便于設(shè)備進(jìn)出罐籠搖臺(tái)的安全性；④安全門(mén)的改造，將進(jìn)出口的安全門(mén)橫梁高度全部改為3800mm高，便于大采高支架進(jìn)出罐籠；⑤制定專門(mén)下放支架方案，支架進(jìn)罐籠時(shí)，提前將罐籠提升高于正常高度100mm，出罐籠時(shí)，提前將罐籠下降比正常高度低400mm，從而消除支架進(jìn)出罐籠時(shí)，由于鋼絲繩的伸縮造成搖臺(tái)與罐籠之間的落差，保障了支架進(jìn)出罐籠的安全性。

３．２無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸線路

WC80Y型支架搬運(yùn)車為后備區(qū)使用的無(wú)軌膠輪車中外型尺寸最大的車輛，長(zhǎng)*寬*高=10592mm×3970mm×2192mm，因此，巷道斷面及曲線均以支架搬運(yùn)車能安全通過(guò)為依據(jù)。

３．2.1巷道寬度B計(jì)算（不設(shè)人行道）

B=A+2b=4600+2*500=5600mm，其中：B——巷道寬度mm；A——行車道寬度mm；b——行車道邊緣至巷道壁的最小距離，可取300～500mm；行車道寬度A與車速有關(guān)，可利用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：A=d+1.6δ+12v=3970+1.6*δ+1.2*12=4600mm。式中：d——無(wú)軌無(wú)軌膠輪車的寬度mm；δ——輪胎寬度mm（根據(jù)車輛實(shí)際提供的輪胎寬度）；v——行車速度km/h；行車道拐彎處應(yīng)根據(jù)曲線半徑和無(wú)軌膠輪車的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)巷道進(jìn)行加寬ΔB：ΔB=（R1-R2）-d=（9200-4800）-3970=430mm；式中:ΔB——巷道加寬寬度mm；R1，R2——設(shè)備轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大外半徑與最小內(nèi)半徑mm；d——無(wú)軌無(wú)軌膠輪車寬度mm；在加寬ΔB的基礎(chǔ)上，為保證安全應(yīng)再加寬300mm，則巷道曲線段寬度應(yīng)為6460mm，高速運(yùn)行時(shí)應(yīng)取6760mm。

３．２．２巷道高度計(jì)算

H=c+c1+c2+（600～700）=3300+400+200+600=4500mm；式中：H——巷道高度mm；c——支架高度mm；c1——支架車抬升高度mm；c2——底板硬化高度mm；因后備區(qū)井底車場(chǎng)和機(jī)車水平大巷已完成大量的巷道工程，其斷面為寬度5000mm，高度4500mm，無(wú)軌膠輪車大巷道為6000mm，8101運(yùn)巷巷道為5500mm，高度全部在4500mm。

整個(gè)無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸線路包括電機(jī)車大巷和井底車場(chǎng)全部混凝土硬化，硬化厚度為300mm以上，支架搬運(yùn)車通行模式采用單道單行，在8101運(yùn)巷車場(chǎng)口和距切眼100m處各掘一個(gè)調(diào)車硐室（斷面為寬度6000mm，高度4500mm，深度12000mm），便于無(wú)軌膠輪車在運(yùn)輸過(guò)程中調(diào)向。

存在的問(wèn)題：按照無(wú)軌膠輪車運(yùn)行的要求，應(yīng)該設(shè)置無(wú)軌膠輪車存放、檢修硐室、無(wú)軌膠輪車

3.3支架的運(yùn)輸

１）支架在地面運(yùn)輸，必須保證地面軌道的質(zhì)量，在8101工作面支架下井期間，后備區(qū)的地面軌道嚴(yán)重制約了支架的運(yùn)輸，軌道基礎(chǔ)不實(shí)下沉，彎道曲率半徑不滿足支架平板車的軸距要求造成車輛多次掉道；

２）井下運(yùn)輸：由于支架平板車的輪對(duì)寬，井下運(yùn)輸線路硬化，由于個(gè)別地段巷道地板壓力發(fā)生變化，軌道兩側(cè)硬化面略高于軌道高度，在運(yùn)輸初期，運(yùn)輸支架行車阻力比較大，需要使用2輛15T 蓄電池機(jī)車進(jìn)行運(yùn)送，在經(jīng)過(guò)多次運(yùn)送將靠近道軌兩側(cè)硬化面碾碎后，問(wèn)題才解決；

３）運(yùn)輸線路上的管路吊掛高度必須在4.2m，在運(yùn)輸初期由于線路上多處管路高度不夠，對(duì)運(yùn)輸影響不小。

4立井開(kāi)拓礦井在使用無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸方式需要注意的問(wèn)題

１）一般材料、設(shè)備的運(yùn)輸要快捷化：小型無(wú)軌膠輪車連同一般材料、小型設(shè)備等載荷，由大罐籠直接運(yùn)至井底，再由井底直接駛向運(yùn)料地點(diǎn)。

２）大型車輛、設(shè)備的運(yùn)輸換裝要就近化：重型無(wú)軌膠輪車需解體后入罐，將至井底后在井下?lián)Q裝組裝硐室裝成整車，以后便可在井下行駛、加油、維修及存放，必要時(shí)可解體上井。需解體入井的大型設(shè)備，入井后在換裝組裝硐室組裝成整機(jī)或分體進(jìn)入工作面后進(jìn)行組裝；不需解體而又不能裝入小型無(wú)軌膠輪車直接入井的設(shè)備或材料需先裝入礦車后入井，在換裝硐室換裝。換裝組裝硐室一般設(shè)于井底車場(chǎng)，通過(guò)軌道與井底聯(lián)系硐室及車場(chǎng)地面與軌面相平，以便有軌與無(wú)軌車輛均可運(yùn)行。硐室內(nèi)分別安裝適合大型、小型物料起吊的起重機(jī)，用于組裝和換裝。

３）無(wú)軌膠輪車輛的的日常維護(hù)保養(yǎng)工作。制定車輛的維修保養(yǎng)制度并嚴(yán)格執(zhí)行，嚴(yán)禁車輛帶病作業(yè)。對(duì)車輛運(yùn)行安全的制動(dòng)、照明、轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵部位每班進(jìn)行檢查，使車輛始終保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，從設(shè)備上位無(wú)軌膠輪車安全管理提供了保障。5結(jié)語(yǔ)

大采高支架的運(yùn)輸方案，從篩選、比較、完善，以至實(shí)施，探索出了一條適合立井開(kāi)拓的無(wú)軌輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。為了完善后備區(qū)無(wú)軌輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，王莊煤礦與國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位、生產(chǎn)廠家合作，已經(jīng)研制開(kāi)發(fā)高效、安全的輔助運(yùn)輸設(shè)備。在可行性規(guī)劃的指導(dǎo)下，礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)將逐步過(guò)渡為全無(wú)軌化，為實(shí)現(xiàn)減人提效、建設(shè)高產(chǎn)、高效礦井，無(wú)軌輔助運(yùn)輸系統(tǒng)必將發(fā)揮重要作用。

［責(zé)任編輯：張濤］