大采高工作面搬家倒面單軌吊的選型應用

王云飛 吳利學

（1.晉能集團馬堡煤業，山西 長治 046000；2.晉能集團長治有限公司，山西 長治 046000）

1 前言

馬堡煤業之前搬家倒面都是應用調度絞車運輸，大采高設備解體、運輸、組裝、安裝工序繁瑣，環節復雜，任務艱巨，耗時長。該礦使用MG550/1405-WD采煤機、ZY10000/26/55D液壓支架、SGZ900/1050刮板機、SZZ900/400轉載機、PLM2200破碎機。支架最大重量40t，支架高度2.6m，寬度1.9m，長度8.7m，巷道最大坡度16°，其余巷段平均5～6°，運輸距離3500m，巷道高度4.5m，巷道寬度4.8m。運行線路：15202工作面切眼-15202回風順槽-152采區軌道下山-15#煤軌道平巷—152采區軌道下山-15201回風順槽-15201工作面切眼。中間11處拐彎，若用絞車運輸需要布置15部絞車接替運輸。

2 單軌吊選型

為提高礦井搬家倒面工作效率，選用1套DZ2200 5+5型沙爾夫柴油機單軌吊機車，配備1套SLG16.5型48t起吊梁、1套SLG4.5.3型16t起吊梁。工作面安裝時，單軌吊機車配套48t起吊梁用于吊運支架使用，實現整體運輸，正常工作運輸輔助材料及小型設備時，配套16t起吊梁使用。

3 選型計算

3.1 軌道選型

（1）48t起吊梁吊運40t支架時，起吊梁共有16個小車，每個小車間距905mm，根據起吊梁受力分析圖可知（如圖1所示），8個重載小車受力為3028.75kg，8個輕載小車受力為2936.25kg。

（2）根據承載小車受力分析圖和48t起吊梁軌道受力有效載荷分布圖（圖2）可知，選用I140V重型2.4m/根的軌道。考慮到152采區軌道下山坡度較大，選擇2m/根的I140V重型軌道。

3.2 吊掛方式

（1）直軌吊掛

采用單吊掛板三錨桿吊掛方式，即采用1個吊掛板加1個專用吊環3根錨桿吊掛（如圖3所示）。選用細牙螺紋為M24高強錨桿，直徑不小于Φ22mm，細絲部分為M24，錨桿長度不小于2.4m，錨深不小于1.6m，錨固長度不小于1m。

圖1 承載小車受力分析圖

圖2 48t起吊梁軌道受力有效載荷分布圖

圖3 直軌段吊掛圖

（2）上下坡彎道吊掛

軌道經水平彎進入軌道下山或上山后，采用短軌道進行調節。軌道敷設時，垂直方向軌道最大夾角為4°，水平方向最大夾角為1°，為防止急轉彎對機車造成損害，軌道上下山轉彎處采用（1m+2m+1m）3根重軌過渡（如圖4所示）。

圖4 上下坡彎道吊掛圖

（3）彎道吊掛

彎軌采用一個吊掛板加兩根單鏈進行吊掛（如圖5所示）。

圖5 彎道吊掛圖

（4）橫拉吊掛

斜巷處每隔5根軌道加一組十字橫拉，平巷處每隔10根軌道加一組十字橫拉（如圖6所示）。

圖6 橫拉吊掛示意圖

（5）巷道曲率半徑

考慮物料和支架的運輸要求，水平曲率半徑為9m，垂直曲率半徑為12m。

（6）巷道風門間距

機車通過風門，攜帶1套48t起吊梁時，風門間距為機車加起吊梁長度：L=30094mm+15780mm+1500mm=47374mm。考慮風門開關時間問題，風門長度設置為55m。

3.3 頂板錨固力計算

（1）選用2.4m/根I140V型重軌，根據承載小車受力分析圖對B點進行受力分析（如圖7所示）。當2個重載小車和1個輕載小車在1根軌道上、3個輕載小車在1根軌道上時，B點受力最大。

圖7 承載小車受力分析圖

B點的受力為：

T=T1+T2+T3+T4+T5+T6=7732.95-77.2X，其中0≤X≤0.905，當X=0時，B點吊掛力最大為T=7732.95kg，小于2.4m/根I140V重軌單點承載力100kN，故選用2.4m/根重軌符合要求。

重軌吊掛采用3根錨桿2根鏈條吊掛，每根鏈條的受力相同，且單根錨桿單根鏈條的吊掛側錨桿受力最大，錨桿設計錨固力為7732.95/2=3867kg。錨桿破斷拉力為吊掛錨固力的3倍，即每根錨桿破斷拉力不小于3867×3=11601kg。

4 應用成果

馬堡煤業大采高回采工作面搬家倒面采用單軌吊，液壓支架整體搬遷，從回撤面到安裝面一站式運輸，減少中間環節，適應大傾角坡度、多處拐彎、頻繁起伏運輸，減少用工數及工人勞動強度，搬家倒面由原來的45d縮短到18d，效果顯著，效率提高的同時安全得到了保障。

5 結語

煤礦輔助運輸系統錯綜復雜，為確保各環節安全運行，設備設施應用必須做到因礦制宜。搬家倒面及輔助運輸單軌吊的選型應用，具有設計科學、選型合理、方便快捷、用工少、效率高、安全可靠等優點，為礦井創造了經濟效益、安全效益和社會效益。