煤礦井下液壓支架的運輸分析

許恒義

摘 要：綜采技術從20世紀末就已經(jīng)得到了更加廣泛的應用，而在綜采技術中，液壓支架等成套設備是其核心保障。由于制造業(yè)的不斷發(fā)展，加大了煤礦采掘設備性能與技術的開發(fā)，在現(xiàn)代化礦井中，液壓支架等大型采掘設備的應用不斷增多。在很大程度上，大型先進采掘設備的應用大大提升了煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率，但因為大型液壓支架等設備體積及重量都非常大，無法在地面組裝后直接下井。

關鍵詞：液壓支架;運輸;安裝

1 井下液壓支架的運輸現(xiàn)狀分析

1.1 卡軌車

卡軌車的牽引動力來自鋼絲繩或防爆柴油機車，主要依靠鋪設于巷道底板的工字鋼軌道承受運輸載荷，因此對巷道底板的硬度有較高要求，對于松軟底板必須硬化處理。卡軌車不僅具有承載能力大、爬坡能力強、運行速度快等優(yōu)點，而且在速度失控時能自動緊急制動并停車，具有較好的安全性能，因而在井工礦井輔助運輸環(huán)節(jié)廣泛使用。但由鋼絲繩牽引的卡軌車只能沿固定線路運輸，當運輸線路有多條巷道分支時，需經(jīng)車場轉(zhuǎn)載，增加運輸環(huán)節(jié)勞動力消耗，降低設備利用率和整體運輸效率。目前，卡軌車在礦壓顯現(xiàn)較弱的淺埋煤層巷道輔助運輸中使用比較多。

1.2 單軌吊

根據(jù)牽引動力劃分，實際應用的單軌吊包括鋼絲繩單軌吊、柴油機單軌吊或蓄電池單軌吊，其中柴油機單軌吊因為具有體積小、機動靈活、適應性強且不怕水等優(yōu)點而在煤礦井下使用最多。單軌吊不受巷道底板情況限制，可從井底車場直達運輸至采掘工作面，通過道岔十分方便，在斜井開拓布置礦井可直接從地面一次性運輸至采掘地點。

1.3 無軌膠輪車

無軌膠輪車是目前最先進的輔助運輸方式，可擔負運送人員、材料及工作面搬家倒面等任務，具有裝卸方便、操作簡單、運輸速度快及機動靈活等優(yōu)點。但無軌膠輪車自身尺寸及重量大，對巷道斷面積大小及底板硬度有較高要求，巷道底板需用混凝土硬化達到硬度系數(shù)f>4，巷道轉(zhuǎn)彎處的半徑最小要求7～10m，加之排放尾氣污染井下風流等缺陷，限制了無軌膠輪車的推廣。

2 井下液壓支架運輸環(huán)境分析

2.1 罐籠

我國多數(shù)礦井回采的煤層埋藏深度較大，采用立井開拓方式，罐籠是井工礦井提升系統(tǒng)中的重要設備，在連接地面和地下開采水平時發(fā)揮出承上啟下的關鍵作用。根據(jù)不同的分類指標，罐籠可被劃分為多種類型。按層數(shù)可分為單層和多層罐籠，按一層能夠放置礦車的數(shù)量可分為1車和2車罐籠，按提升鋼絲繩的數(shù)量可分為單繩和多繩罐籠，按能夠承載的最大重量可分為1t、1.5t和3t罐籠。

2.2 巷道

巷道是井工礦井運料、行人、通風等形成生產(chǎn)系統(tǒng)必備的地下工程，根據(jù)功能、服務年限等把巷道劃分為開拓巷道、準備巷道和回采巷道，不同類型巷道對斷面形狀和大小要求不同。井下運輸設備及材料會受到巷道形狀及尺寸的影響和制約，目前煤礦井下設計使用的巷道斷面形狀包括拱型、圓型、梯形、馬蹄型、矩型等。巷道所在巖層的物理力學性質(zhì)、圍巖環(huán)境、服務年限、用途及支護方式是影響巷道斷面形狀設計的主要因素。

3 井下液壓支架解體運輸及注意問題分析

3.1 液壓支架解體單元的劃分

某礦核定生產(chǎn)能力180萬t/年，立井單水平盤區(qū)開拓，綜放工作面配置ZY18000/30/65D型液壓支架。綜合考慮罐籠尺寸和巷道等實際運輸環(huán)境，分析確定液壓支架解體后的運輸單元尺寸長×寬×高應小于5000mm×2000mm× 2700mm;根據(jù)立井罐籠的單次提升能力極限，確定解體支架部件和平板車上罐籠運輸?shù)膬糁貞∮?6t。根據(jù)上述尺寸和提升能力要求，把ZY18000/30/65D型液壓支架解體分為四個部件。其中底座是第一部件，解體后長×寬×高=4422mm×2000mm×1468mm，重量為15.4t;頂梁為第二部件，解體后長×寬×高=4860mm×2000mm× 900mm，質(zhì)量為19.5t;兩個立柱為第三部件，各方向尺寸均不能超出最大范圍，總質(zhì)量為3.67t×2=7.34t;掩護梁和前后連桿為第四單元，總質(zhì)量為22.6t。為了提高運輸效率，降低運輸成本，將ZY18000/30/65D液壓支架解體后，應根據(jù)實際情況合理配置裝車順序。為了提高支架拆卸和組裝效率，應根據(jù)組裝順序確定各單元的運輸順序，將解體后的部件分為三個運輸單元。

3.2 運輸時需注意的問題

3.2.1 運輸姿態(tài)

為了保持運輸過程中各部件的穩(wěn)定性，裝車時各部件都應安裝最合理穩(wěn)定的姿態(tài)放置。

3.2.2 軌道條件

由沉積巖的形成過程可知，埋藏于地下的巖層厚度及起伏角度多變，布置于巖層內(nèi)的巷道不可能是理想的平直狀態(tài)，可能存在一定的起伏變化等不利于運輸?shù)沫h(huán)境因素。當巷道坡度變化較急時，運輸平板車可能會因為長度較大而碰觸到巷道底板上的某些凸起點;當巷道底板傾斜角度較大時，由于運輸部件重量大、重心高，輕微撞擊也可能引發(fā)翻車事故。因此，在運輸前應對行車經(jīng)過的巷道情況進行仔細檢查，發(fā)現(xiàn)不利巷道條件時及時整修。

3.2.3 巷道高度

該礦井下運輸巷道的最小頂?shù)装鍍舾叨葹?.7m，制約裝載支架部件的平板車最大高度不能超過2.7m。

綜上所述，對于煤礦井下的輔助運輸，應綜合考慮運輸條件和環(huán)境，運輸前必須明確車輛能否滿足載重及尺寸要求，巷道是否存在急彎陡坡等不利因素。只有根據(jù)設備拆卸安裝要求和礦井運輸條件確定適合的運輸方式，才能實現(xiàn)井下采掘生產(chǎn)設備的快速安全運輸與安裝。

參考文獻：

[1]張復寶.大型液壓支架井下搬運和快速拆裝工藝與裝備的研究[D].西安：西安科技大學，2013.