煤礦輔助運(yùn)輸安全性與可靠性技術(shù)研究

山東新礦集團(tuán)安監(jiān)局 山東新礦集團(tuán)協(xié)莊煤礦 山東新泰 271221

1 概述

山東新礦集團(tuán)協(xié)莊煤礦是一個開采近50年的老礦井，礦井水平多、條件復(fù)雜，井下運(yùn)輸系統(tǒng)戰(zhàn)線長、崗位多、分布廣，運(yùn)輸環(huán)節(jié)、運(yùn)輸隱患多，各類運(yùn)輸設(shè)備陳舊落后，礦井采掘輔助運(yùn)輸多沿襲以往的舊模式，運(yùn)輸效率低、成本高，與集團(tuán)公司開展的運(yùn)輸安全高效的目標(biāo)不統(tǒng)一。

2 問題提出

在我國傳統(tǒng)礦井生產(chǎn)中，井下原煤及矸石運(yùn)輸多采用架線電機(jī)車牽引底卸式礦車過卸載坑或牽引1T礦車進(jìn)入翻籠完成原煤及矸石的運(yùn)輸，跨水平運(yùn)輸必須通過斜巷或立井運(yùn)輸；在斜井及采區(qū)軌道提升運(yùn)輸系統(tǒng)中，主要采用采區(qū)軌道提升機(jī)+地軌+1噸礦車，順槽平巷、回采工作面及掘進(jìn)迎頭多使用對拉絞車+地軌運(yùn)輸方式，而斜巷擋車設(shè)施多為手動操作，無法對斜巷有效防護(hù)；采區(qū)輔助運(yùn)輸方式多采用小絞車運(yùn)輸，需投入多部絞車，尤其是復(fù)雜條件下運(yùn)輸更是投入大量小絞車，運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，占用人員多，職工勞動強(qiáng)度大，運(yùn)輸效率較低，直接影響掘進(jìn)材料及采面安裝過程中設(shè)備、支架的運(yùn)送速度。以上礦井傳統(tǒng)的輔助運(yùn)輸方式已經(jīng)制約了礦井的進(jìn)一步發(fā)展。

3 方案確定

根據(jù)協(xié)莊煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)現(xiàn)狀，實(shí)施煤礦輔助運(yùn)輸安全性與可靠性技術(shù)研究，輔助運(yùn)輸方面單軌吊機(jī)車應(yīng)用、原煤運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化、掘進(jìn)輔助運(yùn)輸后配套工藝研究以及斜井分時停運(yùn)研究與實(shí)施、斜巷綜合保護(hù)裝置研究應(yīng)用，解決制約綜采、綜掘輔助運(yùn)輸?shù)碾y題，減少運(yùn)輸中間環(huán)節(jié)，增加安全運(yùn)行的可靠性，在保證安全高效運(yùn)輸?shù)耐瑫r，不僅促進(jìn)礦井安全健康發(fā)展，而且實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、減人提效的目標(biāo)。

4 主要研究內(nèi)容及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

4.1采區(qū)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)改造：

使用柴油單軌吊作為采區(qū)主要輔助運(yùn)輸設(shè)備，單軌吊具有運(yùn)輸效率高，占用人員少的優(yōu)點(diǎn)，不僅在掘進(jìn)期間可以為掘進(jìn)迎頭運(yùn)送物料及人員，而且當(dāng)掘進(jìn)工作面結(jié)束工作后，可以直接服務(wù)于綜采工作面的輔助材料運(yùn)輸，避免了二次鋪設(shè)軌道的工作，杜絕在工作面的軌道鋪設(shè)及安裝過程中，人員混亂、物料仍需人工肩扛人抬的運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)單軌吊機(jī)械化運(yùn)輸，避免傳統(tǒng)運(yùn)輸方式中對絞車軌道等設(shè)備設(shè)施的大量檢查和維護(hù)工作；而在單軌吊機(jī)車應(yīng)用后，配套機(jī)車使用集裝箱礦車在采區(qū)實(shí)施物料集中配送，完成掘進(jìn)迎頭及回采工作面物料的運(yùn)輸，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)、單軌吊運(yùn)行時間及崗位人員設(shè)置。

4.2大巷輔助運(yùn)輸系統(tǒng)改造：

大巷原煤運(yùn)輸系統(tǒng)改造，開拓集中運(yùn)輸巷，取消架線電機(jī)車與底卸式礦車運(yùn)輸方式，消除架線觸電事故隱患及雜散電流危害，提高原煤、矸石運(yùn)輸效率。

4.3斜井、采區(qū)軌道上下山運(yùn)輸系統(tǒng)改造：

斜井、采區(qū)軌道跑車防護(hù)裝置采用航空吸能器緩沖攔截，通過位置傳感器獲取與絞車同步運(yùn)行的控制信號，使擋車欄處于“常閉式”防護(hù)狀態(tài)，對發(fā)生跑車事故車輛利用柔性緩沖器進(jìn)行有效攔截，同時跑車防護(hù)裝置應(yīng)用雙PLC控制系統(tǒng)，在一套出現(xiàn)故障的情況下，另一套仍能可靠動作，傳感器亦實(shí)現(xiàn)雙套互為冗余，提高設(shè)備安全性及可靠性。

4.4技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。

4.4.1采區(qū)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)改造方面：使用柴油單軌吊運(yùn)輸占用人員少，效率高，不僅在掘進(jìn)期間可以為掘進(jìn)迎頭運(yùn)送物料及人員，而且當(dāng)掘進(jìn)工作面結(jié)束工作后，可以直接服務(wù)于綜采工作面的輔助材料運(yùn)輸，避免了二次鋪設(shè)軌道的工作，杜絕在工作面的軌道鋪設(shè)及安裝過程中，人員混亂、物料仍需人工肩扛人抬的運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)單軌吊機(jī)械化運(yùn)輸；采區(qū)單軌吊運(yùn)輸有利于巷道維護(hù)和巷道中的各種作業(yè)，設(shè)備安裝十分簡單，吊軌系統(tǒng)維護(hù)量很小，完全能夠滿足采區(qū)順槽運(yùn)輸?shù)男枰Ｒ粋€采區(qū)裝備1部單軌吊，即可解決整個采區(qū)的綜采支架和設(shè)備等輔助運(yùn)輸問題；采區(qū)物料集中配送模式，實(shí)現(xiàn)采掘物料的統(tǒng)一計劃、統(tǒng)一審批、統(tǒng)一裝運(yùn)，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)、單軌吊運(yùn)行時間及崗位人員設(shè)置。

4.4.2大巷輔助運(yùn)輸系統(tǒng)改造方面：大巷原煤運(yùn)輸系統(tǒng)改造，開拓集中運(yùn)輸巷，取消架線電機(jī)車與底卸式礦車運(yùn)輸方式，提高原煤運(yùn)輸效率；大巷信集閉系統(tǒng)改造，利用一根泄漏通訊電纜分多水平傳輸通訊信號，地面調(diào)度員可利用該系統(tǒng)與多水平電機(jī)車司機(jī)通訊。

4.4.3斜井、采區(qū)軌道上下山運(yùn)輸系統(tǒng)改造：斜井、采區(qū)軌道跑車防護(hù)裝置采用航空吸能器緩沖攔截，通過位置傳感器獲取與絞車同步運(yùn)行的控制信號，使擋車欄處于“常閉式”防護(hù)狀態(tài)，對發(fā)生跑車事故車輛利用柔性緩沖器進(jìn)行有效攔截，同時跑車防護(hù)裝置應(yīng)用雙PLC控制系統(tǒng)，在一套出現(xiàn)故障的情況下，另一套仍能可靠動作，傳感器亦實(shí)現(xiàn)雙套互為冗余，提高設(shè)備安全性及可靠性。

5 取得效益

5.1經(jīng)濟(jì)效益：礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)改造，減少軌道和道岔投入、礦建工作量、軌道線路維護(hù)費(fèi)用、人力資源占用費(fèi)用以及掘進(jìn)進(jìn)尺提高，減少各類小絞車、電瓶車等設(shè)備租賃、維護(hù)電耗費(fèi)用以及崗位工占用等各類費(fèi)用共計2000萬元。

5.2社會效益：

礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)改造，在保證礦井提升運(yùn)輸安全運(yùn)行的同時，有效緩解運(yùn)輸壓力，提高運(yùn)輸效率，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，節(jié)約大量人力資源，

6 推廣應(yīng)用前景

重點(diǎn)解決老礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)存在的各類問題，實(shí)現(xiàn)礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化改造升級，提高運(yùn)輸裝備水平，減少運(yùn)輸生產(chǎn)環(huán)節(jié)、時間和人員，提高運(yùn)輸效率和運(yùn)輸安全；通過采區(qū)及大巷運(yùn)輸系統(tǒng)改造，實(shí)現(xiàn)機(jī)車不運(yùn)煤，斜井不提矸，軌道少提升，運(yùn)料更簡捷的狀況，斜巷綜合保護(hù)裝置研究應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)斜巷的常閉式防護(hù)。而以上舉措的順利實(shí)施，使礦井運(yùn)輸任務(wù)逐步減少，運(yùn)輸量逐步降低，人員逐步減少，運(yùn)輸效率逐步提高，運(yùn)輸安全性進(jìn)一步得到增強(qiáng)，為礦井運(yùn)輸生產(chǎn)開創(chuàng)新的局面，提高井下運(yùn)輸管理水平，推動礦山運(yùn)輸技術(shù)裝備升級改造，對保障礦井運(yùn)輸安全、高效生產(chǎn)起到了很好的支持作用。