極軟巖礦井簡(jiǎn)易無(wú)極繩運(yùn)料梭車裝置研制與應(yīng)用

◎張永生 郭洪峰 王寶權(quán) 吳妍宇

一、研制背景

鐵煤集團(tuán)小康煤礦為高應(yīng)力、強(qiáng)膨脹的極軟巖礦井，屬國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)。煤層節(jié)理、層理發(fā)育，煤巖體易風(fēng)化離層，膨脹破碎，呈片狀粉碎崩解。S2S1 工作面回順受采動(dòng)壓和掘進(jìn)期間冒頂衍射區(qū)影響，巷道斷面收斂速度極快，底鼓迅猛，棚子變形嚴(yán)重。回采末期，回順局部地段人員通行困難，現(xiàn)有的斷面已經(jīng)滿足不了正常運(yùn)輸進(jìn)料的要求。此時(shí)再安排翻修已經(jīng)不及時(shí)，而且會(huì)嚴(yán)重影響工作面回撤工作，后續(xù)工作面防滅火壓力非常大。工作面初期劈幫時(shí)，因?yàn)槭芑仨様嗝娴南拗?，所用的物料都靠人工往里拖拽，工人體力消耗大，無(wú)法滿足劈幫大量用料的需求，限制的劈幫工作的速度，也無(wú)法保證安全快速回撤。

為改變這一被動(dòng)生產(chǎn)局面，根據(jù)井下現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，利用我礦現(xiàn)地面現(xiàn)有的機(jī)電設(shè)備和材料，研制并應(yīng)用將五噸電葫蘆做為驅(qū)動(dòng)裝置，制造了簡(jiǎn)易無(wú)極繩運(yùn)料梭車裝置，同時(shí)用角鐵焊制成可以快速接設(shè)的0.6m 的簡(jiǎn)易軌道，制作體積輕便、高度較低的運(yùn)料小車，焊制了尾輪組合裝置，最終實(shí)現(xiàn)了極軟巖礦井狹小巷道條件下運(yùn)料工作的機(jī)械化，減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人數(shù)，降低了工人體力消耗，加快了劈幫進(jìn)度。

二、簡(jiǎn)易無(wú)極繩梭車裝置組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

該簡(jiǎn)易無(wú)極繩運(yùn)料梭車裝置由驅(qū)動(dòng)裝置、運(yùn)行梭車、簡(jiǎn)易角鐵焊制的0.6m 軌道、牽引鋼絲繩和固定導(dǎo)向尾輪組合而成。首先用五噸電葫蘆做為驅(qū)動(dòng)裝置，將φ15.5mm的牽引鋼絲繩在驅(qū)動(dòng)滾筒上纏繞三圈，一端利用標(biāo)準(zhǔn)貓爪螺絲與運(yùn)行梭車連接，另外一端穿過(guò)已經(jīng)固定好的尾輪再與運(yùn)行梭車連接，使用起重機(jī)拉緊牽引鋼絲繩，給牽引鋼絲繩一定張力，滿足驅(qū)動(dòng)滾筒所需的摩擦力，確保滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，鋼絲繩不至于出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。梭車在用角鐵焊制成的0.6m 的簡(jiǎn)易軌道上運(yùn)行，該軌道可以快速接設(shè)，中間焊有托繩輪支架，可有效杜絕牽引鋼絲繩磨刮底板現(xiàn)象，而且該軌道還可以滿足一定坡度巷道的使用，運(yùn)行的梭車體積輕便，高度較低，寬度較窄，現(xiàn)有的巷道斷面能有滿足了梭車順利運(yùn)行。

附圖一：簡(jiǎn)易無(wú)極繩運(yùn)料梭車裝置示意圖。

三、簡(jiǎn)易無(wú)極繩梭車裝置安裝使用方法

首先確定好機(jī)頭和機(jī)尾的位置，確保裝卸物料作業(yè)空間足夠，最大限度減少人工運(yùn)料距離，本次安設(shè)長(zhǎng)度為180m。其次將機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)尾調(diào)向裝置用錨桿固定在底板上，并且打好四根單體支柱，做好戧、壓二次保護(hù)，確保機(jī)頭機(jī)尾固定安全有效。然后在機(jī)頭機(jī)尾之間鋪設(shè)可以快速插接的簡(jiǎn)易軌道，把體積輕便的運(yùn)行梭車放置在簡(jiǎn)易角鐵焊制的軌道上，使用φ15.5mm 的鋼絲繩纏繞機(jī)頭驅(qū)動(dòng)滾筒三圈后通過(guò)機(jī)尾尾輪與運(yùn)行梭車連接起來(lái)，用起重機(jī)將鋼絲繩拉緊，達(dá)到一定預(yù)緊力，并用三道貓爪螺絲將鋼絲繩鎖緊，閉環(huán)梭車牽引運(yùn)行系統(tǒng)。使用時(shí)，作業(yè)人員將劈幫所用的物料裝到運(yùn)行梭車上，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)絞車，將運(yùn)料梭車?yán)箼C(jī)尾指定地點(diǎn)，作業(yè)人員將梭車內(nèi)的物料卸下后，再將梭車?yán)氐綑C(jī)頭裝料位置，如此反復(fù)，即可實(shí)現(xiàn)劈幫用料的機(jī)械化運(yùn)輸工作，可以極大減輕作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，而且保證了運(yùn)料工作的安全。

四、簡(jiǎn)易無(wú)極繩梭車裝置應(yīng)用效果

該簡(jiǎn)易無(wú)極繩梭車裝置被應(yīng)用在極軟巖小康煤礦S2S1 工作面回順當(dāng)中。當(dāng)時(shí)工作面尾采和劈幫時(shí)，回順斷面嚴(yán)重不足，巷道通風(fēng)、行人極度不暢，正常礦車已經(jīng)因?yàn)榈教幑慰o(wú)法運(yùn)輸。劈幫前期的運(yùn)料工作只能通過(guò)人員往里拖運(yùn)，不僅效率低，而且作業(yè)人員體力消耗大，需要較多作業(yè)人員，致使劈幫進(jìn)度較慢。針對(duì)井下工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將現(xiàn)有的五噸電葫蘆研制、改造成簡(jiǎn)易無(wú)極繩運(yùn)料梭車裝置，并且成功應(yīng)用后，實(shí)現(xiàn)了極軟巖礦井狹小巷道內(nèi)運(yùn)料工作的機(jī)械化，減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員，降低了工人體力消耗，也加快劈幫進(jìn)度，縮短六天的劈幫工期，而且確保了工作面能夠按期回撤。

五、經(jīng)濟(jì)效益

綜上所述，通過(guò)研制、應(yīng)用簡(jiǎn)易無(wú)極繩梭車裝置，實(shí)現(xiàn)了極軟巖礦井狹窄巷道條件下的運(yùn)料工作的機(jī)械化，減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人數(shù)，降低了工人體力消耗，也加快劈幫進(jìn)度，縮短六天的劈幫工期，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新。

1.直接效益：該工作面劈幫工作由四家單位共同負(fù)責(zé)，每個(gè)小班都得最少出勤70 人以上，以縮短了六天工期來(lái)計(jì)算，按每工人均工資262 元計(jì)算，則直接減少人工費(fèi)為：70*3*6*262=33.01 萬(wàn)元。

2.安全效益：通過(guò)研制應(yīng)用簡(jiǎn)易無(wú)極繩梭車裝置，實(shí)現(xiàn)了極軟巖礦井狹窄巷道條件下的運(yùn)料工作的機(jī)械化，加快了劈幫作業(yè)，為工作面安全快速回撤奠下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，減少了相關(guān)各類作業(yè)人員的人工運(yùn)料的隱患，提高了安全工作系數(shù)，為同樣是極軟巖礦井狹小巷道機(jī)械化運(yùn)輸工作提供了可借鑒的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，這諸多方面所帶來(lái)社會(huì)效益和好處是難以估量的！

圖一 簡(jiǎn)易無(wú)極繩運(yùn)料梭車裝置示意圖