煤礦軌道輔助運輸系統安全高效型裝備的應用

摘 要：煤礦為了打造“安全、高效”本質型輔助運輸系統環境，從輔助運輸的不同區段闡述了不同設備應用的優點，為煤礦輔助運輸系統的發展提供借鑒的模式。

關鍵詞：運輸；安全；高效；裝備應用

前言

隨著對煤礦“安全、高效”快速發展的要求，打造“本質安全、高效”發展的必然趨勢，就必須處理好“人、物、環境”這三個安全要素，從系統的觀點來看，三者有機結合，構成一個動態的安全系統。煤礦運輸特點：點多、線長、面廣、動態，如何做好“點標準、線連續、面規范、動態有序”的運輸管理工作機制，是目前的運輸工作重點。根據公司近年在軌道輔助運輸系統（地面運輸路線、井口、井下平巷、獨立斜巷、回采或掘進多起伏區段）方面的管理做法作以闡述。

1 皮帶機和地倉聯合在掘進系統的使用

減少輔助運輸事故點，保證出貨安全提高掘進效率。以前掘進頭傳統的出矸方式是采用扒矸機、礦車跟迎頭排矸，由于礦車供應的不連續性，造成掘進頭放炮后的矸子不能及時運出，影響掘進頭的正常進尺，降低了掘進效率，同時掘進頭矸子的積累對礦車供應的壓力較大，斜巷礦車運輸安全隱患較大。如果采用皮帶機和地倉的聯合應用方式，不但可以解決迎頭矸子積累問題，提升了掘進頭的生產效率，還降低了對礦車供應數量的要求和減少礦車運輸環節的安全隱患。

2 無極繩絞車在采掘頭的使用

無極繩在掘進工作面代替了過去的多部絞車串聯接力提升，在掘進頭的推廣此種輔助運輸方式與普通絞車接力運輸相比，具有以下優點：

（1）運輸巷線路長存在的上坡、下坡和拐彎多，使用一部無極繩。省去小絞車中間串聯接力運輸打點、掛鉤、摘鉤等的工序，節約出了大量的運輸時間；大大減少勞動量，減少了運輸系統的配備人員數量，操作簡單工作運輸效率提高。

（2）掘進期間掘進工作量省去施工小絞車硐室、小絞車基礎和中部倒車場；安裝工程量減少絞車和電氣設備安裝拆除；節省了大量的人力物力、電氣設備的投入和維護成本。

（3）無極繩設斷繩（帶制動車）、超速保護裝置，比普通絞車運輸牽引力大，運輸重量大，進一步提高運輸的安全性。

3 齒軌卡軌車牽引系統裝置或無極繩絞車牽引異型軌系統裝置在回采巷道的創新應用

隨著采煤技術裝備的不斷升級，開采環境復雜出現巷道運輸路線長、傾角較大的走向，井下大型提升機應用環境條件不具備。為了解決大傾角抗翻轉、運輸大件人員問題，采用齒軌卡軌車牽引系統裝置或無極繩絞車牽引異型軌卡軌系統裝置牽引設備運人、運物，在角度不大、走向較長的回采巷道，還投入了無極繩絞車牽引普軌抱軌人車系統裝置，實現了一套設備完成原來兩套設備的功能，同時該型系統的建立和應用代替過去接力提升，減少了大傾角運輸過程中人的操作環節多和在軌道中行走可能帶來的安全隱患，也突顯了“人性化”管理舉措。比如：

（1）齒軌卡軌車牽引系統裝置。投入系統走向長度2300米、垂差430米運行、大傾角（適應0-30度），首次實現了32噸整體支架一次性轉送入到工作面就位點的創新舉措。解決了長距離、大傾角（適應25度）、重載荷輔助運輸。

（2）無極繩絞車牽引異型軌卡軌人車。

（3）解決了長距離（2500M以內）較大傾角（適應0-25度）中型載荷輔助運輸裝備在回采巷道的應用，實現一套設備完成運物運人雙重功能，解決較大傾角抗翻轉和較大的牽引力問題。異形軌軌道外側采取槽鋼軌形式，可以有效地實現車輛的卡軌和制動，該制動形式制動環節少，制動速度快，可靠性更高；制動塊能夠與軌道面充分接觸，保證了兩者接觸面積大，制動正壓力大，制動力不小于160kN。使用異形軌軌道，只要軌道不傾翻，車輛就不會出現偏離軌道及翻車掉道現象。

（4）無極繩絞車牽引普通軌人車系統裝置。

（5）解決了長距離（2000米左右）、較小傾角（適應0-15度）中小型載荷輔助運輸裝備在回采巷道的應用，實現一套設備完成運物運人雙重功能，成本較上述兩種方式低，從上述可知對不同的巷道運輸工況條件要求，可選取投入不同形式、成本的輔助運輸設備。

4 提高主要斜巷運輸安全

在主要運輸斜巷采用調速性能穩定的變頻絞車（代替過去手動調速的液壓絞車）、各聯巷口設施人員及跑車防護裝置狀態實現時時監視，斜巷系統中被監視點的情況顯示在監視器畫面上，畫面集中在絞車司機面前顯示，以便司機了解各工作地點人員設備狀態；斜巷內的道岔開合功能采用遠距離控制，在車房顯示其通斷狀態，以上幾方面因素的聯合作用提高了斜巷運輸安全保障。

5 煤礦頂車環節管理

為了杜絕電機車頂車傷人事故發生，對電機車頂車區域進行本質安全型環境建設打造，在補車區域兩端各設置一套阻車器，采取阻車器與補車機電氣閉鎖的同時兩道阻車器之間實現反向聯動，實現在任何時候電機車都不能把礦車直接頂進人員工作區，同時，還配套安裝了頂車打點信號和語言報警裝置，確保頂車時工作區域人員安全。

6 斜巷安全設施、軌道道岔操作機構采用氣動化管理體現人性化管理的理念

為了杜絕斜巷運行時人員進入斜巷操作相關設施帶來的安全隱患，斜巷安全設施、軌道道岔操作機構采用氣動化在硐室內實現遠距離操作，改變了過去操作人員直接暴露在軌道內操作的不安全行為。過去，把勾人員操作斜巷阻車裝置時，要么是在絞車運行前提前進入斜巷打開阻車裝置，這樣阻車裝置就失去了作用；要么是在絞車運行過程，把勾人員進入斜巷打開阻車裝置，這樣把勾人員就會受到嚴重的安全威脅。現在采用氣動遠距離且在硐室內操作方式，是當勾頭車輛遠離阻車器后或接近阻車裝置前，把勾人員在躲避硐室內通過氣動操作機構才及時關閉或開啟阻車裝置，此過程既確保了阻車裝置的安全防患作用，又確保了作業人員的安全。

7 減輕工人在路途中的體力消耗

架空乘人裝置在回采巷道的推廣使用。公司把架空乘人裝置的應用由集運斜巷推廣到采區回采巷使用，同時弱化斜巷纏繞式絞車運送人員的人車使用，目的是杜絕群傷事故發生。斜巷架空乘人裝置電控部分采用軟啟動，做到無沖擊啟停；乘坐方式推廣零速上下，確保人員乘坐的安全穩定性。

8 地面（井下大巷）運輸封閉式管理

地面為了避免閑散人員隨意進入電機車運輸路線，地面排矸軌道線路采用封閉方式管理，同時為了杜絕無電闖車或掛線引車現象發生，在過路段安裝架線自動升降系統設備，提高電機車運輸安全效率。井下水平大巷運輸人員為了避免過去由于身體外露車外而受傷事故發生，對平巷人車在運行中車門采用封閉式結構管理，杜絕過去單鏈式結構。另外在各聯巷口安設阻車裝置和行車語音報警裝置，真正做到車輛可控和對行人預警，做到車行人停，把平巷運輸管理標準提升到斜巷管理標準水平。

9 提升罐籠作業的效率和安全性

在副井口采用開閉式托罐搖臺系統設備，此裝置是實現軌道運輸從井下軌道經井筒到地面軌道的拐點。

傳統的搭接式搖臺作為承接對罐裝置，主要缺點：一是進出礦車時，載荷劇烈變化，罐籠上下跳動較大，礦車容易掉道。二是由于活動過渡，軌道在正常搭接時存在坡度（傾角），推車機通過性不好，傾角較大時推車困難。三是在推車進罐時，罐籠也會產生橫向擺動，對罐道產生沖擊，罐道容易損壞。四是目前大多數立副井都采用多繩摩擦式提升，上下大件時要根據提升最大靜張力差大小去配置另一罐的配重量，在現場操作過程中往往會因為裝卸車程序上的不同，出現上口大件車輛罐籠下移的現象發生，因而存在安全隱患。

由此可見，搭接式搖臺提升效能較低，作業條件及安全性較差。尤其用于井底時，缺點更為突顯。而開閉式托罐搖臺，克服了現有罐籠承接裝置的缺點，采用罐籠中、下盤底部承接對罐的工作方式與結構，能夠托起和釋放罐籠，上部采用搖臂搭接罐籠內軌面，使搖臺與罐籠實現無縫銜接，具有柔性緩沖托罐、防 罐、自適應補償提升繩彈塑性伸長、快速換層托罐等功能，尤其是減少了對罐現象，成功地解決了豎井上下大件時的裝卸運輸安全效率問題，深井井口使用時配備鎖罐功能。

10 軌道運輸視頻化系統安全保障的應用

目前軌道運輸系統基本包括三個區段，即：以機車作為牽引設備的平巷運輸段；以絞車作為牽引設備的獨立斜巷運輸段；以無極繩絞車或齒軌卡軌柴油機車作為牽引設備的工作面兩巷多變坡起伏運輸段。三個運輸段，皆可做到關鍵點的信息視頻化，即：平巷運輸段采用“信、集、閉”系統；獨立斜巷運輸段采用“礦井斜巷絞車軌道運輸遠程監控聯動系統”；多變坡起伏運輸段采用了“無極繩絞車牽引車運行位置顯示系統”。上述“點”的視頻化界面建立，遠遠不能滿足軌道運輸過程安全的需要，特別是多變坡、距離遠、環境較差、不可預見性問題較多，這就需要創建一套系統，該系統能夠展示牽引車動態位置情況，為司機提供牽引車運行過程的可視界面，從礦井井下現場實際出發，應用了“移動設備無線視頻跟蹤傳輸系統”，如圖1所示。該系統通過在移動設備前后安裝礦用本安型低照度攝像儀、照明射燈（或紅外線采集）、配套的電源和無線發射器，在無極繩絞車等運行的巷道內安裝無線網絡交換機，絞車司機操作位置安裝礦用隔爆型監視器，形成一整套無線視頻跟蹤監視系統。絞車運行時通過安裝在牽引梭車前后安裝的攝像儀沿途攝取前后的環境圖像通過發射器發射圖像信號，沿途安裝的無線網絡交換機接收信號并通過接力方式傳輸轉發給隔爆監視器，絞車司機可通過隔爆監視器觀察移動設施（梭車）前后的畫面，及時掌握巷道環境和車輛運行穩定情況，對車輛在運行過程中的狀態實施時時監控，確保司機能夠在特殊地段做到減速和在事故狀態及時停車，真正做到安全操作絞車運送車輛，為移動設備的安全運行增添了一道安全防線。這樣就避免了過去在無極繩絞車運行時出現人員跟車的不安全行為造成的事故發生。

以上部分是公司正在采用且已固化下來的做法。作為煤礦輔助運輸安全現場管理者，必須要一如既往地堅持“依據環境，動態創新，管理永恒，安全至上”的理念，從強化“思路、技術、裝備、管理、措施”等方面去提升煤礦軌道輔助運輸系統裝備應用的管理水平，真正形成“安全、高效、規范、有序”的煤礦輔助運輸系統裝備應用管理模式。