淺析立井開拓礦井與無軌膠輪車運輸的結合應用

張煒

【摘要】本文通過結合潞安集團王莊煤礦后備區的8101工作面使用無軌無軌膠輪車運輸支架方式的案例分析，說明在立井開拓礦井中使用無軌無軌膠輪車運輸支架的優缺點以及在運輸中需要注意的問題、優化方向。

【關鍵詞】支架搬運車；大采高支架；無軌膠輪車

1無軌膠輪車在立井開拓礦井的應用概況

無軌膠輪車在平硐或斜井開拓的礦井應用較為廣泛，在立井開拓礦井應用并不多，隨著采掘工作面裝備的機械化程度提高，設備噸位增大，特別是大采高采煤工藝推行，立井開拓礦井的輔助運輸已然成為礦井效率的重要環節。因此，需要為立井開拓礦井尋求一種適合煤礦巷道布置條件、有利于高產高效礦井生產的輔助運輸系統。隨著大型無軌膠輪車的應用，全面解決了重型綜采設備運輸方案，也是逐漸成為現代化礦井輔助運輸的重要手段，如何在立井開拓的礦井輔助運輸中使用無軌膠輪車運輸已成為一項急需解決的難題。

２案例礦井概述：（增加王莊煤礦+540水平風井輔助運輸線路的描述）

王莊煤礦后備區為該礦的接替區，主要可采煤層為3#煤層總資源儲量為213097kt，該煤層位于二疊系下統山西組中下部，厚度大，全區穩定可采，煤層厚度為5.72～7.79 m，平均為6.74 m。頂板為泥巖、細砂巖，頂板類型屬中硬-堅硬型。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，支架運輸采用太原煤科院的WC80Y型支架搬運車進行整體支架運輸。為了滿足大采高支架的運輸要求，8101大采高工作面安裝采用蓄電池電機車+無軌膠輪車的運輸方式：蓄電池電機車將支架由副立井牽引出途徑井底環形車場、蓄電池電機車運輸大巷，至與81膠輪車大巷1的交叉口處進行換裝，再由無軌防爆支架搬運膠輪車運至8101工作面進行安裝。

３8101工作面7.2m大采高支架的運輸方式

３．1罐籠下放大型物件

由于后備區立井罐籠尺寸為5600mm（長）*1960mm（寬）*5300mm（高），最大載重35T，在無軌膠輪車、支架和大型設備的選型上，最大不可拆尺寸必須滿足罐籠尺寸要求，重量不得超過罐籠的載重，在整個運輸安裝過程中，所有設備下井尺寸全部在5400mm（長）*1880mm（寬）內，最高的物件采煤機滾筒（3900mm高），我們對立井罐籠針對性的進行了技術改造：①在井上下進出口各安裝一部絞車輔助設備進出罐籠；②對井口操車阻車器和罐籠內的阻車器進行改造，便于大采高支架平板車的通過和固定，如罐籠內原來使用的滑塊阻車器是卡輪對的，而支架平板車與罐籠寬度相近，人員便于操作，在罐籠內兩側安裝擋塊，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、出口搖臺的改造，防止設備進、出罐籠，由于鋼絲繩的拉伸，罐籠回彈造成搖臺損壞，在搖頭下放安裝了支撐裝置，將井下出口搖臺與罐籠兩側的鋼板焊接為一體，便于設備進出罐籠搖臺的安全性；④安全門的改造，將進出口的安全門橫梁高度全部改為3800mm高，便于大采高支架進出罐籠；⑤制定專門下放支架方案，支架進罐籠時，提前將罐籠提升高于正常高度100mm，出罐籠時，提前將罐籠下降比正常高度低400mm，從而消除支架進出罐籠時，由于鋼絲繩的伸縮造成搖臺與罐籠之間的落差，保障了支架進出罐籠的安全性。

３．２無軌膠輪車運輸線路

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

３．2.1巷道寬度B計算（不設人行道）

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，可利用以下經驗公式計算：A=d+1.6δ+12v=3970+1.6*δ+1.2*12=4600mm。式中：d——無軌無軌膠輪車的寬度mm；δ——輪胎寬度mm（根據車輛實際提供的輪胎寬度）；v——行車速度km/h；行車道拐彎處應根據曲線半徑和無軌膠輪車的結構參數，對巷道進行加寬ΔB：ΔB=（R1-R2）-d=（9200-4800）-3970=430mm；式中:ΔB——巷道加寬寬度mm；R1，R2——設備轉彎時的最大外半徑與最小內半徑mm；d——無軌無軌膠輪車寬度mm；在加寬ΔB的基礎上，為保證安全應再加寬300mm，則巷道曲線段寬度應為6460mm，高速運行時應取6760mm。

３．２．２巷道高度計算

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；因后備區井底車場和機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，無軌膠輪車大巷道為6000mm，8101運巷巷道為5500mm，高度全部在4500mm。

整個無軌膠輪車運輸線路包括電機車大巷和井底車場全部混凝土硬化，硬化厚度為300mm以上，支架搬運車通行模式采用單道單行，在8101運巷車場口和距切眼100m處各掘一個調車硐室（斷面為寬度6000mm，高度4500mm，深度12000mm），便于無軌膠輪車在運輸過程中調向。

存在的問題：按照無軌膠輪車運行的要求，應該設置無軌膠輪車存放、檢修硐室、無軌膠輪車

3.3支架的運輸

１）支架在地面運輸，必須保證地面軌道的質量，在8101工作面支架下井期間，后備區的地面軌道嚴重制約了支架的運輸，軌道基礎不實下沉，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）井下運輸：由于支架平板車的輪對寬，井下運輸線路硬化，由于個別地段巷道地板壓力發生變化，軌道兩側硬化面略高于軌道高度，在運輸初期，運輸支架行車阻力比較大，需要使用2輛15T 蓄電池機車進行運送，在經過多次運送將靠近道軌兩側硬化面碾碎后，問題才解決；

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

4立井開拓礦井在使用無軌膠輪車運輸方式需要注意的問題

１）一般材料、設備的運輸要快捷化：小型無軌膠輪車連同一般材料、小型設備等載荷，由大罐籠直接運至井底，再由井底直接駛向運料地點。

２）大型車輛、設備的運輸換裝要就近化：重型無軌膠輪車需解體后入罐，將至井底后在井下換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，必要時可解體上井。需解體入井的大型設備，入井后在換裝組裝硐室組裝成整機或分體進入工作面后進行組裝；不需解體而又不能裝入小型無軌膠輪車直接入井的設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于井底車場，通過軌道與井底聯系硐室及車場地面與軌面相平，以便有軌與無軌車輛均可運行。硐室內分別安裝適合大型、小型物料起吊的起重機，用于組裝和換裝。

３）無軌膠輪車輛的的日常維護保養工作。制定車輛的維修保養制度并嚴格執行，嚴禁車輛帶病作業。對車輛運行安全的制動、照明、轉向等關鍵部位每班進行檢查，使車輛始終保持良好的運行狀態，從設備上位無軌膠輪車安全管理提供了保障。5結語

大采高支架的運輸方案，從篩選、比較、完善，以至實施，探索出了一條適合立井開拓的無軌輔助運輸系統。為了完善后備區無軌輔助運輸系統，王莊煤礦與國內設計單位、生產廠家合作，已經研制開發高效、安全的輔助運輸設備。在可行性規劃的指導下，礦井輔助運輸系統將逐步過渡為全無軌化，為實現減人提效、建設高產、高效礦井，無軌輔助運輸系統必將發揮重要作用。

［責任編輯：張濤］