軌懸橋式轉載機在東懷煤礦的應用

于 興 黃永杰 高 瑞

（吉利百礦集團廣西東懷礦業有限責任公司,廣西 百色533000）

掘進用橋式轉載機是一種特殊結構的固定式膠帶運輸機，整個動力和驅動系統與普通膠帶運輸機相似，可在巷道膠帶運輸機機尾段、刮板輸送機機尾段或者礦車上面搭接以實現物料運輸。掘進用橋式轉載機是綜合機械化掘進巷道運輸系統中與掘進機連接的重要組成部分，轉載機隨掘進機不斷往前移動而整體移動，當其機頭前移到與巷道中伸縮式膠帶運輸機機尾段、刮板輸送機機尾段或最后一個礦車搭接重疊的極限位置時，伸縮式膠帶運輸機、刮板輸送機或者礦車組可延長一個搭接長度，橋式轉載機又隨著掘進機往前移動而向前移動，以此反復循環從而實現物料的連續運輸。

1 掘進用橋式轉載機的現狀

東懷煤礦掘進用橋式轉載機是東懷煤礦掘進機與皮帶運輸系統連接的一個重要轉載設備，巷道掘進機械為縱軸懸臂式掘進機，掘進機切割巷道并由裝載部裝運產生的煤流通過與掘進機機尾連接的橋式轉載機運送至伸縮式膠帶運輸機。

落地掘進用橋式轉載機機尾架是通過螺栓固定直接連在掘進機尾上，機頭架由螺栓固定直接連在橋式轉載機腿腳上。橋式轉載機腿腳跨騎在與橋式轉載機機頭連接的伸縮式膠帶運輸機兩側，以此構成隨著掘進機整體性移動的落地掘進用橋式轉載機。

圖1 落地掘進用橋式轉載機示意

2 改進的必要性

東懷煤礦位于軟巖地區，隨著東懷煤礦不斷的開采，掘進巷道地質條件復雜化，巷道底板軟，巷道坡度變化大，巷道涌水量增加，現有落地掘進用橋式轉載機已不能滿足快速掘進的需求，嚴重制約了巷道掘進進度。四采區軌道巷掘進工作面為開拓巷道，設計斷面凈寬為4.6 米，沿煤層頂板掘進，中線位置高度3.0米，當巷道高度不足3 米時切割煤層底板。巷道采用錨、網、索聯合支護，頂板錨桿選用Φ20×2500 毫米的全螺紋鋼錨桿，頂板錨桿間距900 毫米，排距900 毫米；邊幫錨桿選用Φ20×2000毫米全螺紋鋼錨桿，右幫從頂板往下分別間隔600 毫米、1200毫米、1200 毫米布置3 排錨桿，間距900 毫米，左幫從頂板往下分別間隔800 毫米、1400 毫米布置2 排錨桿，間距900 毫米；頂板每2 排錨桿（即間隔1.8 米）施工3 根錨索，錨索規格為Φ20×8000 毫米。

圖2 四采區軌道巷斷面及支護示意

表1 煤層頂底板情況

巷道前436 米段掘進煤層為I 煤層，煤層頂板為上下百崗段分界線，煤層結構復雜，夾矸多，中、上部有泥巖夾矸，夾矸厚0～2.7 米，平均0.7 米，上、下分層煤層合并處煤厚0.80～2.96米，平均1.66 米（實際揭露的煤層3.0～3.5 米），煤層頂板為泥巖或炭質泥巖，直接底板大多為泥巖或砂質泥巖，間接底板為厚層狀粉砂巖，細砂巖。巷道后464 米段為全巖巷道，巷道頂、底板為泥巖、砂質泥巖、厚層狀粉砂巖及細砂巖，涌水量為3 立方米每小時（表1）。

四采區軌道巷掘進工作面在掘進過程中落地掘進用橋式轉載機由于自生結構設計缺陷，橋式轉載機腿腳由巷道底板直接支撐且接觸面積小。落地掘進用橋式轉載機腿腳受巷道底板巖性、浮煤掉渣情況及巷道涌水量等多種因素影響，其轉載機腿腳在前進后退過程中易下陷行走困難，方向不易把控，且運行阻力大導致其轉載機腿腳與橋式轉載機連接部位事故率高，其穩定性及可靠性嚴重不能滿足正產安全生產需求，造成輔助工時延長，掘進進度緩慢。

3 改進的主要內容

軌懸掘進用橋式轉載機是利用懸空軌道吊掛掘進用橋式轉載機機頭，即巷道頂板下利用頂板專用吊裝錨桿、錨索和鏈條吊掛懸空軌道，再在懸空軌道上利用小滑車和鏈環吊掛橋式轉載機機頭，實現橋式轉載機、電纜沿著巷道前、后移動和吊掛。

3.1 懸空軌道吊掛方式

懸空軌道采用雙吊鏈吊掛方式，在巷道頂板上沿巷道中線每隔2.4 米打兩個眼并安裝兩根Ф20×2500 毫米的全螺紋鋼錨桿，由兩根錨桿通過兩根吊掛鏈和U 型吊環把軌道吊起，每根錨桿配雙螺帽，雙螺帽反向上緊后，用扎帶鎖死，防止螺帽松動掉落，吊掛鏈規格為Φ18×64 毫米，對于頂板破碎的巷道，可以采用兩根錨桿和一根錨索配合使用的方式進行加固，每天必須安排專人對懸空軌道及其附屬件進行目視檢查，各部位螺母是否松動，吊裝錨桿、索是否失效，特別注意檢查軌道及其附屬件是否有損傷和損壞現象。

3.2 軌懸掘進用橋式轉載機長度計算方式

軌懸掘進用橋式轉載機通過鏈環懸掛頂板錨桿、索上，因此設計其長度過程中必須通過頂板吊裝錨桿、索錨固力，錨桿、索及鏈環等附屬件強度的驗算，軌懸掘進用橋式轉載機自身重產生的重力以及運行過程中產生的力必須小于頂板吊裝錨桿索錨固力、錨桿索及鏈環等附屬件強度，以保證軌懸掘進用橋式轉載機在使用過程中安全可靠。

圖3 軌懸掘進用橋式轉載機示意

3.3 小滑車橫梁計算方式

小滑車橫梁長度必須大于軌懸掘進用橋式轉載機機頭架寬度，并在軌懸掘進用橋式轉載機兩側增設防跑偏裝置，確保膠帶運輸機的膠帶在運行過程中不會因為皮帶跑偏損壞吊掛鏈環。

3.4 軌懸掘進用橋式轉載機的安裝

施工專用頂錨桿→安裝懸空軌道→安裝小滑車→組裝橋式轉載機→轉載機尾與掘進機尾連接，轉載機頭用鏈環吊掛在小滑車上，調節鏈環長度使轉載機懸掛高度適中。巷道掘進過程中，只需重復移掛懸空軌道，轉載機就能通過小滑車沿著懸空軌道滑動（圖3）。

3.5 小滑車行走限位報警急停裝置

小滑車行走限位報警急停裝置是安裝在懸空軌道末端上，距軌道尾端1.0 米的位置安裝小滑車行走限位報警器，距軌道尾端0.5 米的位置安裝小滑車行走限位急停裝置。當懸空掘進用橋式轉載機小滑車接觸限位報警裝置時，發出聲光報警，掘進機司機接收到危險報信號后，立即停止掘進機向前移動作業；當軌懸掘進用橋式轉載機小滑車接觸限位急停裝置時，實現斷電急停。

4 優點分析

4.1 軌懸掘進用橋式轉載機機頭架支撐結構簡單且強度高，使用方便，事故率低，穩定性好，減少了維修保養時間，實現安全生產。

4.2 優化掘進用橋式轉載機機頭架支撐方式，有效的從本質上改變其支撐原理，不受巷道底板巖性、涌水情況影響，適應性強，減小了人工勞動強度，縮短了工期，有利于巷道的快速掘進。

4.3 根據三角形有著穩固、堅定的特點，使用雙吊鏈吊掛懸空軌道，能夠很好的保持軌懸掘進用橋式轉載機的穩定性，避免因受力不均導致轉載機傾斜嚴重。

4.4 后配套運輸系統多樣化，靈活多變，根據掘進施工現場環境及橋式轉載機使用條件需求，通過調節吊裝鏈環長度改變橋式轉載機懸吊高度，匹配伸縮式膠帶運輸機、刮板輸送機和礦車等不同后運系統使用，滿足不同條件下的生產需求。

4.5 在大半徑轉彎掘進過程中，軌懸橋式轉載機滿足與后運系統的良好搭接，能實現掘進機切割、裝運連續作業，不用頻繁拆卸、安裝橋式轉載機，簡化了掘進過程中輔助工序，減少了輔助工序時間和人力投入，提高了掘進速度。

5 結論

隨著四采區軌道巷掘進工作面施工完成，事實證明了軌懸掘進用橋式轉載機在東懷煤礦的成功應用。通過懸空軌道配合鏈環的方式改進掘進用橋式轉載機機尾架支撐方式，不僅解決了東懷煤礦掘進用橋式轉載機行走困難問題等，還解決了后配套運輸系統單一的問題，根據現場環境及使用條件需求，它可以與伸縮式膠帶運輸機、刮板輸送機和礦車配套使用。通過應用實踐表明，軌懸掘進用橋式轉載機在軟巖地區及后運系統條件限制情況下具有將較強的實用性，同時結構簡單穩定。從經濟層面和技術層面，都有一定的推廣應用意義。