吳海軍

摘 要：煤礦輔助運(yùn)輸是整個(gè)煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。結(jié)合神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司雙馬一礦生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)其輔助運(yùn)輸方式選擇及設(shè)備的選型進(jìn)行了分析，提出了符合礦井實(shí)際、技術(shù)先進(jìn)的無軌運(yùn)輸方式。

關(guān)鍵詞：輔助運(yùn)輸方式；設(shè)備選型；安全

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2015）15-0184-02

1 礦井概況

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司雙馬一礦位于寧夏回族自治區(qū)靈武市東南約60km處，本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力4.0Mt/a。本礦井采用斜井開拓，為近水平煤層開采，主要可采煤層傾角一般為0°～3°。采用綜合機(jī)械化采煤，綜掘機(jī)掘進(jìn)，錨噴支護(hù)。

本礦井主要大巷為錨桿（噴）支護(hù)，順槽為錨網(wǎng)支護(hù)，礦井主要輔助運(yùn)輸?shù)奈锪蠟樗唷⑸笆?、坑木、錨桿等，主要運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備為采掘工作面裝備和電器設(shè)備。根據(jù)礦井的開拓布置、開采順序，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備選型應(yīng)以初期達(dá)產(chǎn)時(shí)的運(yùn)輸距離為依據(jù)，初期達(dá)產(chǎn)時(shí)運(yùn)量、礦井初期最大運(yùn)距為5.42km，運(yùn)輸最大件為綜采端頭支架，其質(zhì)量為41.5t。

2 礦井輔助運(yùn)輸方式的選擇

針對(duì)本礦井煤層賦存條件、開拓方式和開采特點(diǎn)，下面將比較適宜本礦井連續(xù)輔助運(yùn)輸?shù)姆辣裼蜋C(jī)無軌膠輪車、防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車、防爆柴油膠套輪齒軌卡軌機(jī)車等幾種運(yùn)輸方式。

2.1 單軌吊機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)

柴油機(jī)單軌吊車，其特點(diǎn)是：體積小，機(jī)動(dòng)靈活，運(yùn)距不限，通過巷道斷面小，轉(zhuǎn)彎半徑小，可在分支線路自由運(yùn)行，其懸吊軌道延伸比較容易，它可在多岔道長距離范圍內(nèi)運(yùn)輸，可實(shí)現(xiàn)從井底車場甚至從地面（斜井）至盤區(qū)工作面的不經(jīng)轉(zhuǎn)載的直達(dá)運(yùn)輸。由于是吊掛式運(yùn)輸，與巷道底板狀況無關(guān)，有效利用巷道斷面，運(yùn)行阻力小，效率較高。但是，單軌吊車本身由于受巷道支護(hù)強(qiáng)度和穩(wěn)定性以及巷道頂板狀況的限制，運(yùn)行速度最大2m/s，效率相對(duì)較低。因此，本礦井不宜全礦井采用單軌吊運(yùn)輸方式，但是首采工作面輔助運(yùn)輸順槽由于角度大，需要整體運(yùn)輸液壓支架，考慮總體運(yùn)輸工作量不大，使用柴油機(jī)單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)。

2.2 防爆柴油膠套輪齒軌卡軌機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)

防爆柴油膠套輪齒軌卡軌機(jī)車是在機(jī)車驅(qū)動(dòng)輪的踏面上加一層膠質(zhì)輪套，從而增大了驅(qū)動(dòng)輪與鋼軌表面的粘著系數(shù)，同時(shí)，在機(jī)車上增設(shè)新的可靠的制動(dòng)裝置，使機(jī)車的爬坡能力大大提高，它可直接進(jìn)入大巷和起伏不平的工作面運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷，可在普通窄軌上運(yùn)行，便于井上、下的銜接，運(yùn)輸材料、設(shè)備無需中間換裝。但膠套輪齒軌機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)井下工作面設(shè)備的搬遷及其它大型設(shè)備的運(yùn)輸，操作工藝復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低，對(duì)運(yùn)輸坡度的適應(yīng)性差。由于煤礦井下巷道條件差，濕度大，易積水，膠套輪機(jī)車運(yùn)輸難以適應(yīng)，為確保系統(tǒng)安全可靠，本文不推薦防爆柴油膠套輪齒軌機(jī)車運(yùn)輸方案。

2.3 無軌膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)

無軌膠輪車機(jī)動(dòng)靈活、方便快捷，裝卸方便，特別適合高產(chǎn)高效礦井及沿煤層開拓的多分支巷道；便于采掘工作面的設(shè)備搬遷，工作面搬家時(shí)間短，運(yùn)輸效率高，占用人員少，且目前普通無軌膠輪車的開發(fā)制造已基本國產(chǎn)化，可以滿足礦井生產(chǎn)中的中小設(shè)備、材料及人員運(yùn)輸要求，基本解決了依賴進(jìn)口的難題。但無軌膠輪運(yùn)輸存在車體較寬，行駛速度較快，要求巷道有較寬的安全間隙，還要設(shè)置必要的會(huì)讓車點(diǎn)和轉(zhuǎn)彎硐室，對(duì)巷道底板的硬度和不平度都有較高的要求，要求巷道有較大的垂直彎道半徑。初期設(shè)備、礦建投資較高，但運(yùn)行費(fèi)用低。

經(jīng)上述綜合分析比較，結(jié)合國內(nèi)在用輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的實(shí)際情況，鑒于本礦井為近水平煤層，煤層傾角小，巷道的坡度一般不大于6°，采掘設(shè)備質(zhì)量大，采、掘推進(jìn)速度快，要求工作面搬家倒面時(shí)間短。因此，無軌膠輪車連續(xù)運(yùn)輸方式無疑為首選的輔助運(yùn)輸方式，該運(yùn)輸方式除一次性投資高外，系統(tǒng)維護(hù)工作量少，運(yùn)行速度快、能力大、效率高，為有效利用工時(shí)、提高工效及實(shí)現(xiàn)快速采掘創(chuàng)造了有利條件，故本礦井輔助運(yùn)輸方式主要采用柴油機(jī)無軌膠輪車連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)。輔助運(yùn)輸系統(tǒng)為：地面→副斜井→輔助運(yùn)輸大巷→工作面輔助運(yùn)輸順槽→采掘工作面。

3 無軌膠輪運(yùn)輸車設(shè)備選型方案

3.1 中、輕型無軌膠輪車選型

對(duì)于中、輕型無軌膠輪車運(yùn)輸設(shè)備，考慮了全部引進(jìn)防爆柴油機(jī)多功能礦用運(yùn)輸車、全部選用國產(chǎn)無軌膠輪運(yùn)輸車和主要運(yùn)輸設(shè)備引進(jìn)與部分運(yùn)輸設(shè)備國產(chǎn)相結(jié)合的三種方案。全部引進(jìn)防爆柴油機(jī)多功能礦用運(yùn)輸車，能一車多用，通過配備不同的拖車車廂，可用來運(yùn)輸人員、材料、大型設(shè)備部件和小型設(shè)備等，機(jī)動(dòng)靈活，性能優(yōu)良，使用可靠，多個(gè)礦井已有使用，效果較好，但鑒于本礦井開采范圍大，需用無軌膠輪車較多，若全部采用進(jìn)口車輛，礦井初期投資較高；若礦井全部選用國產(chǎn)無軌膠輪運(yùn)輸車，雖然初期投資較少，但目前國產(chǎn)無軌膠輪車，有些產(chǎn)品可靠性較差，故障率較高。鑒于上述原因，本礦井無軌膠輪車選用進(jìn)口和國產(chǎn)設(shè)備相配合的使用方案。

（1）為了便于井下某些散裝物料的運(yùn)輸，方便卸載，設(shè)計(jì)選用國產(chǎn)WC5型5t礦用低污染防爆柴油機(jī)無軌膠輪車和WC5型5t防爆柴油機(jī)自卸無軌膠輪車。WC5型5t防爆膠輪車配備65kW防爆柴油機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)為：額定裝載質(zhì)量5000kg，滿載行駛速度7.5～36km/h，最大行駛坡度14°，最小轉(zhuǎn)彎半徑：外緣7.2m，內(nèi)緣3.8m。

（2）運(yùn)送人員：設(shè)計(jì)選用WC20R型國產(chǎn)防爆運(yùn)人膠輪車。

WC20R型防爆運(yùn)人膠輪車配備60kW防爆柴油機(jī)，采用全金屬封閉客廂，整體高度低，承載能力大，轉(zhuǎn)彎半徑小，其主要技術(shù)參數(shù)為：額定裝載20人。滿載行駛速度7.5～28km/h，最大縱向行駛坡度16°，最大橫向行駛坡度7.0°，最小轉(zhuǎn)彎半徑：外緣6.6m，內(nèi)緣3.5m。

（3）考慮長材料、重量不同材料，設(shè)計(jì)配備部分WqC2J型加長平板式防爆膠輪車和國產(chǎn)WC8型8t礦用低污染防爆自卸無軌膠輪運(yùn)輸車。WC8型8t礦用低污染防爆自卸無軌膠輪運(yùn)輸車配備85kW防爆柴油機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)為：額定裝載質(zhì)量8000kg，重車滿載行駛速度7～30km/h，最小轉(zhuǎn)彎半徑：向內(nèi)3.5m，向外6.9m，最大縱向行駛坡度15°，最大橫向行駛坡度7.5°。

（4）為了便于井下生產(chǎn)調(diào)度指揮、緊急搶修時(shí)運(yùn)送檢修人員及小型設(shè)備等，設(shè)計(jì)選用國產(chǎn)WqC2J型2t雙排座5人生產(chǎn)指揮防爆膠輪車，配備50kW防爆柴油機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為：額定裝載質(zhì)量1500kg，可乘座5人，重車滿載行駛速度7～30km/h，最大縱向行駛坡度13.5°，最大橫向行駛坡度7.0°，最小轉(zhuǎn)彎半徑：向外7.0m。

3.2 各種中、輕型無軌膠輪車的數(shù)量配置

根據(jù)本礦井的巷道坡度，井下各輔助運(yùn)輸巷道坡度為0°～6°，并根據(jù)本礦井中、輕型無軌膠輪車選型方案，設(shè)計(jì)膠輪車運(yùn)行速度如下：

井下各輔助運(yùn)輸巷道：重車運(yùn)行速度15km/h，空車運(yùn)行速度23km/h；井下彎道段及其它有要求慢行段：空、重載均取3～7km/h；井下運(yùn)輸大巷、工作面順槽（α=0°～2°）運(yùn)行速度：重載取18km/h，空載取25km/h。經(jīng)計(jì)算，礦井初期達(dá)產(chǎn)時(shí)的中、輕型無軌膠輪車臺(tái)數(shù)，考慮到車輛種類不同、運(yùn)輸不均衡系數(shù)及備用量，中、輕型無軌膠輪車具體數(shù)量如下：

（1）選用國產(chǎn)WC5型礦用低污染防爆柴油機(jī)5t自卸式防爆膠輪車20臺(tái)。

（2）運(yùn)送人員：設(shè)計(jì)選用國產(chǎn)WC20R型20人防爆運(yùn)人膠輪車20臺(tái)。

（3）運(yùn)送長材料、稍重設(shè)備，選用國產(chǎn)WC5型加長平板式防爆膠輪車10臺(tái)，國產(chǎn)WC8型8t礦用低污染防爆自卸無軌膠輪運(yùn)輸車10臺(tái)。此外，另設(shè)計(jì)選用國產(chǎn)QL6490GLS生產(chǎn)指揮防爆膠輪車2臺(tái)。中、輕型無軌膠輪車運(yùn)送物料、矸石、小型設(shè)備均不用轉(zhuǎn)載，可直達(dá)運(yùn)輸。

3.3 鏟運(yùn)車、特種車輛、專用車輛配置

考慮到重型無軌膠輪車運(yùn)輸設(shè)備、多功能車、特種車輛國內(nèi)雖有相關(guān)產(chǎn)品，但生產(chǎn)技術(shù)不成熟，主要選用進(jìn)口，部分用國產(chǎn)。設(shè)計(jì)選用2套國產(chǎn)WC10EJ型10t多功能車，配用174.5kW防爆柴油機(jī)，配有RAS快速連接系統(tǒng)，并配帶鏟斗、鏟叉、卷帶器和電纜收放器等，并可快速連接。其主要技術(shù)參數(shù)為：額定裝載質(zhì)量10000kg，重車滿載行駛速度4.4～25.2km/h，最小轉(zhuǎn)彎半徑：向內(nèi)3.1m，向外6.3m，最大縱向行駛坡度14.5°，最大橫向行駛坡度7.5°。