煤礦單軌吊輔助運輸系統(tǒng)分析

蘇榮波 孫慶偉

摘要：單軌吊是一種新型高效的煤礦輔助運輸設備，適用于煤礦井下人員、材料、設備等的輔助運輸。目前，單軌吊在國內已經有比較成熟的使用經驗，但一些礦井仍然只停留在局部巷道使用，未能在井下形成運輸網絡，單軌吊優(yōu)勢未能得到充分發(fā)揮。本文主要分析了單軌吊輔助運輸系統(tǒng)的組成、優(yōu)點、技術措施和安全策略。拋磚引玉，以期為促進煤礦單軌吊輔助運輸系統(tǒng)發(fā)展盡上綿薄之力。

關鍵詞：煤礦；單軌吊輔助運輸；優(yōu)點；措施

采礦是一個危險度極高的行業(yè)，其井下環(huán)境差，空間狹小，勞動強度大而且危險程度高，而傳統(tǒng)的運輸方式復雜，投入設備多，勞動力占用量大，為了解決這些弊端，單軌吊輔助運輸系統(tǒng)應運而生。單軌吊輔助運輸系統(tǒng)開發(fā)是為了降低采掘工人的勞動強度、降低運輸物料難度和綜合安全因素的情況設計的，采用單軌吊輔助運輸技術簡化了運輸環(huán)節(jié)，提高了運輸效率和運輸安全，對于我國采礦工作有著重大的意義。

1單軌吊輔助運輸系統(tǒng)的組成

1.1信集閉調度監(jiān)控系統(tǒng)。信集閉調度監(jiān)控系統(tǒng)作用是能夠對機車運行情況進行準確定位，包括機車位置、運行方向等。該系統(tǒng)包括無線通信、信號智能閉鎖、道岔視頻監(jiān)控、機車視頻監(jiān)控、道岔遠控司控等功能。將單一的單軌吊輔助運輸系統(tǒng)形成網絡化、可視化、智能化三化合一的運輸體系。

1.2運行軌道。目前，我國使用的單軌吊運輸軌道采用德標的I140E型軌道。鋼制較好，能夠承受的拉力達90kN，保證了機車的運行安全。

1.3制動系統(tǒng)。目前，機車使用的制動系統(tǒng)為失效制動，在機車出現(xiàn)故障或無法控制操作的情況下，油壓迅速釋放，制動系統(tǒng)自動動作，保證了機車司機及機車的安全。

1.4提升裝置。物件提升裝置由起吊梁、吊鉤、集裝箱組成，通過起吊控制手把先將物件提到所需的高度，通過機車牽引將物件運輸?shù)街付c后將物件從起吊鉤或集裝箱內卸下。

1.5單軌吊。單軌吊機車目前有蓄電池機車和柴油機車兩種。通過電能或柴油為機車提供動力，使機車在巷道內運行或起吊。

2單軌吊運輸?shù)膬?yōu)點

2.1在礦井采煤時，單軌吊充分利用設置下順槽的轉載裝置將材料安全快速輸送到工作面。且軌道吊掛在巷道頂板，能更有效地利用巷道斷面，受底板因素影響小。巷道得到充分地利用。

2.2具有一定的爬坡能力，能適應井下巷道起伏、轉彎半徑小的環(huán)境，可進入多分支岔道，實現(xiàn)一條龍不轉載運輸，機動靈活，使用維護人員少。

2.3可以在傳輸過程中隨地停靠卸載物品，裝卸速度快，緩解因物料運輸緩慢造成的成本增加，同時工人的勞動強度降低，建設單軌吊的鋼材用量比普通軌少。根據(jù)研究表明：使用單吊軌可以使勞動量降低50%以上，運輸費用降低一半。

2.4采用了單軌吊運輸減少了機電設備的投入和維護，緩解了巷道內設備擁擠的局面，對于設備的操作人員大大地減少，例如以前要安排6人運輸物料，現(xiàn)在只需要3人就可以了。對于降低礦井開采成本有巨大的促進作用。

3單軌吊安裝安全技術措施

3.1安裝單軌吊時，作業(yè)人員要站在人字梯上作業(yè)，梯子要專人扶牢和監(jiān)護。

3.2安裝單軌吊人員登高作業(yè)必須戴好保險帶。

3.3多人配合抬運單軌吊跑道時，要協(xié)調一致，堅持輕拿輕放的原則。

3.4安裝單軌吊梁時，要先從一端將單軌吊梁用兩條40T鏈條固定在兩根專用吊掛錨桿上，待一端安裝完后，再安裝另一端，不允許兩端同時作業(yè)。

3.5安裝作業(yè)時，人員嚴禁站在起吊件下方。

3.6嚴格執(zhí)行“敲幫問頂”制度，加強頂板管理，班長或跟班隊長必須對施工處的頂、幫安全情況進行一次全面檢查，及時找盡頂、幫的浮矸、危巖和開裂漿皮，確認無安全隱患后，方可開工。

4單軌吊運輸系統(tǒng)的應用

單軌吊運輸系統(tǒng)是國外礦井的主要運輸工具，其前身是德國在1940年礦井安裝鋼絲牽引的單軌吊車。到20世紀六七十年代，聯(lián)邦德國每天的運輸量已經超過2萬t，隨后在歐洲其他各國的應用逐漸廣泛起來。目前，世界各國主要使用單軌吊車運輸系統(tǒng)于采煤，它獨特的優(yōu)點決定了它的快速發(fā)展和應用。它解決了諸多傳統(tǒng)運輸過程中的難題，提高了運輸效率和解決了安全問題。

4.1單軌吊在綜掘方面的運用。綜掘工作面進行后，當掘進巷道超過50m以后，可以安裝單軌吊軌道和機車，可以和膠帶輸送機布置在同一巷道內，可以在膠帶輸送機上方或側方，距離巷幫1.2m即可。在這過程中采用兩驅或4驅的電牽引單軌機車，同時加裝6t的起吊梁來輸送掘進的支護所需的物料，杜絕了職工扛、抬支護材料的現(xiàn)象，簡化了運輸環(huán)節(jié)，降低了職工的勞動強度。直到掘進工作結束。

4.2單軌吊系統(tǒng)在綜采工作面的應用。在綜掘工作結束之后，可以根據(jù)負荷的大小選用3驅以上的電牽引單軌機車或者柴油單軌機車將綜掘設備以及相關物料的撤出。完成之后，用單軌吊直接將綜采設備和物料送到工作面。如果支架重量15t以下，巷道坡度12°以下用電牽引單軌機車進行工作面的安裝工作；如果支架重量15t以上，巷道坡度12°以上，采用柴油機直接運輸裝備，在綜采工作面開始以后單軌機車主要用來運輸回采工作面所需的物料設備以及人員等。

4.3實用效果。解決了在采掘工作過程中使用絞車、卡軌車等傳統(tǒng)設備帶來的斷繩、脫軌等不安全的因素，且操作人員能夠對傳輸過程進行全程掌控，是十分安全的輔助運輸設備；結束了傳統(tǒng)運輸過程人力和物力方面的冗繁，大大提高了傳輸效率；解決了大重量、大坡度情況下的運輸問題；提高了采掘工作面的設備安裝速度，簡化了運輸裝備的安置流程，節(jié)省了采礦時間。

5單軌吊輔助運輸系統(tǒng)發(fā)展前景

用單軌吊運輸系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的地軌運輸系統(tǒng)，具有適應性強，適用范圍廣，靈活性強，安裝簡單，是采掘工作面運送綜采支架、物料設備的比較理想的輔助運輸工具。單軌吊運輸與普通軌道運輸相比較，維修費用和前期投入費用均明顯減少，經濟效益非常可觀。單軌吊安全性高，與普通運輸相比，無掉道、斷繩、跑車的危險，并且有人駕駛可全程掌握運行狀況，及時采取措施應對異常情況。用單軌吊運輸系統(tǒng)代替地軌運輸系統(tǒng)，經濟效益客觀，安全效益好，運輸能力大，能夠適用全國大多數(shù)煤礦，具有廣泛的推廣價值，前景廣闊。

目前研發(fā)的單軌吊機車存在體積大、機車長、質量重、速度慢4個方面的缺陷。針對開掘巷道，應對機車進行改造，簡化機車系統(tǒng)。在信集閉調度監(jiān)控系統(tǒng)方面，應增加機車性能監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控機車的完好情況及運行狀態(tài)等項目。

6結語

從20世紀八十年代開始，我國煤炭企業(yè)開始以現(xiàn)代化為標準來進行礦井的建設，進入二十一世紀后更是順應時代潮流注重高產，截至當前，我國已有五十多處千萬噸級煤礦，平均單產規(guī)模也已超過二十萬噸。可是，當前嚴重制約著煤礦企業(yè)的發(fā)展。選擇合適的礦井輔助運輸系統(tǒng)，對煤礦的安全高效生產有著極大的現(xiàn)實意義與經濟價值。單軌吊輔助運輸系統(tǒng)適應煤礦現(xiàn)代化與綜采綜掘設備大功率及重型化的發(fā)展趨勢，節(jié)約人力的同時保證煤礦井下作業(yè)的安全，滿足現(xiàn)代化礦井運輸要求。

參考文獻

[1]王懷善.單軌吊在煤礦運輸中的使用維護[J].科技資訊.2013（35）

[2]李亞軍.劉莊煤礦單軌吊輔助運輸設計[J].河南科技.2013（16）

[3]尹承排.振興煤礦井下單軌吊運輸系統(tǒng)設計[J].中外企業(yè)家.2013（18）

[4]王志文.南岔煤礦單軌吊輔助運輸?shù)脑O計[J].山西煤炭.2011（09）

[5]姜綠江.象山煤礦井下單軌吊運輸系統(tǒng)設計[J].煤炭工程.2014（06）

（作者單位：兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦）