單軌自移設備列車在工作面中的應用

張鵬偉

（潞安集團司馬煤業有限公司， 山西 長治 047105）

引言

設備列車是綜采工作面重要組成部分，設備列車內主要安裝遠程操控室、乳化液泵、移動變壓器、組合開關、電纜托移裝置等設備，設備列車主要安裝在運輸順槽內，隨著工作面回采前移，設備列車也隨之移動；我國多數煤礦設備列車采用地面鋪設雙軌道移動方式，軌道間距為0.6～0.8 m，但是由于設備列車長度長、寬度大，導致設備列車安裝后占地面積大，不利于運輸順槽側人員行走及輸送機運輸，影響設備安全運行，威脅工作面安全生產。本文以潞安集團司馬煤業有限公司為例，對1303 工作面設備列車運行方式進行優化，提出了單軌自移設備列車。

1 1303 工作面的概述

潞安集團司馬煤業有限公司1303 工作面位于井田三采區，1303 工作面設計走向長度為1 200 m，傾向長度為100 m，工作面采用綜合機械化回采工藝。1303 工作面在回采期間運巷主要布置設備為膠帶輸送機、電氣列車、轉載機、破碎機、超前支架、運巷端頭架。

為了保證工作面安全前移及設備安全管理，1303 綜采工作面的設計人員將所有的機電設備（液壓泵、控制臺、乳化液泵、移動變壓器、動力中心、電纜、通訊線）全部集中在工作面皮帶巷設備列車內，設備列車距工作面間距為120 m。隨著綜采工作面的不斷向前推進，設備列車也在不斷向前移動。

1303 工作面掘進煤層傾角較大、巷道有坡度、設備的電纜較多、皮帶巷積水嚴重，傳統的設備列車主要采用絞車牽引，造成設備列車前移難度大、人員工作強度大、維護成本高、移動速度慢、線纜回收難度大、安全系數低等問題。對此，綜采安裝隊通過技術研究對原設備列車特點進行分析，并設計了一套單軌自移設備列車。

2 礦用設備列車特點

綜采工作面采用傳統的軌道式設備列車主要有以下特點[1]：

1）機電系統大、設備多。綜采工作面設備列車的設備主要由液壓泵、控制臺、乳化液泵、移動變壓器、動力中心、電纜、通訊線、4 個清水箱、噴霧泵、開關等30 多種設備組成。

2）體積大、質量重。設備列車上的設備比如動力中心及移動變壓器質量都在10 t 以上，其他小的泵站質量也都在5 t 以上，整部設備列車的總質量在120 t 左右。

3）長度長。每個泵站的水箱距離為5 m，動力中心的設備距離為7 m。每個設備與設備之間還要間隔1.5 m 作為安全距離，因此所有設備的總長度達到了130 m。

3 單軌自移設備列車結構及工作原理

3.1 單軌自移設備列車結構組成

1）單軌自移設備列車使用的軌道為國家標準的單軌軌道。施工人員在鋪設單軌軌道時要從工作面一直鋪設到皮帶巷的末端，因此單軌軌道的鋪設質量對后期單軌列車使用有直接的影響。單軌軌道采用最先進的卡軌技術，在日常行進中不會出現列車掉道的事故。單軌自移設備列車的所有行進動力均來自于自身攜帶的乳化液泵及泵站的動力，因此不需要外部提供。

2）單軌列車主要由電纜伸縮自移和設備自移部分兩部分組成，這兩個部分都是采用拉桿相連，但是相互直接分列運行。電纜伸縮自移部分每次移動的距離比較短，主要是隨著采煤機的移動而移動，兩者直接同步運行；設備自移部分移動的距離比較長，主要是根據采煤機的前移速度及日常產煤量的大小調整移動。

3）根據《煤礦安全規程》的規定，所有電氣設備嚴禁帶電移動，因此設備列車在設計時需充分考慮到這一點，將兩套動力部分采用交叉供液的方式，電纜伸縮自移部分給自移部分的泵站提供動力，自移部分的泵站給電纜伸縮自移部分提供動力。

3.2 工作原理

3.2.1 自移部分工作原理

1）綜采工作面機電設備安裝在設備列車自移部分，再將設備列車自移部分安放在單軌軌道上，通過自移部分為整套列車提供動力。工作原理主要采用技術比較成熟的邁步式移動方式，即一個推進油缸和前后兩個制動裝置，操作人員可以通過操控控制閥上的手柄來控制前后制動裝置的前進以及推進油缸的伸縮，以此來完成整部列車的向前推進。

2）煤礦傳統設備列車的設計工藝是將列車分為兩段，然而由于整部列車質量較重且前、后兩段質量不同，列車在行進到上、下坡以及地板有凸凹時，很容易導致推進油缸推力過大或過小，對設備及軌道均會造成一定損傷。

3）單軌自移設備列車采用推進方式是將整部列車分為4 段，有3 個推進油缸分別對各個分段的列車進行推移，同時為了保證各段列車同步運行，將各段的油缸串聯連接。

3.2.2 電纜伸縮自移原理

1）電纜伸縮自移部分的作用是將工作面設備與移動部分進行過渡，同時將工作面的各類電纜、膠管在設備列車進行排布，從而實現工作面的各類電纜與工作面同步推進。

2）通過單組邁步式移動裝置給工作面電纜與設備提供動力，同時使用多組間隔的電纜小車實現電纜的伸縮。

3）在列車正常行進時，綜采工作面的設備隨著邁步式移動裝置一起移動，同時電纜小車在推進中實現電纜的收縮，當移動到一定距離后，列車自移部分開始移動并牽引電纜小車完成電纜的伸縮。

4 結論

在1303 工作面回采至450 m 處對工作面設備列車進行優化，采用了一套單軌吊裝系統，截止2019年7 月20 日1303 工作面已回采到位，通過7 個月實際應用效果觀察發現，采用單軌自移設備列車后解決了傳統設備列車移車難度大、跑道現象嚴重、移車危險性高等技術難題，降低了設備列車故障率，保證了工作面安全高效回采，取得了顯著應用成效。