淺析電器列車(chē)與自移機(jī)尾在放頂煤工作面的應(yīng)用

黃 杰

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)成莊礦，山西 晉城 048021）

1 成莊礦綜采放頂煤工作面供電及供液系統(tǒng)概述

成莊礦綜采放頂煤工作面供電及供回液系統(tǒng)以往主要由固定式泵站加工作面順槽皮帶滾輪式開(kāi)關(guān)架搭載工作面設(shè)備控制開(kāi)關(guān)的方式進(jìn)行布置。泵站主要設(shè)置了工作面供電移動(dòng)變電站及供回液設(shè)備，工作面機(jī)組、工溜、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)的控制開(kāi)關(guān)等相應(yīng)設(shè)備搭載在工作面順槽皮帶機(jī)尾滾輪式開(kāi)關(guān)架上，工作面轉(zhuǎn)載機(jī)及皮帶機(jī)尾轉(zhuǎn)載點(diǎn)設(shè)置皮帶機(jī)滾輪式承載部滿(mǎn)足當(dāng)天生產(chǎn)班回采推進(jìn)需求。皮帶機(jī)開(kāi)關(guān)架及承載部均為滾輪式結(jié)構(gòu)，需每天檢修班安排3～5人鋪設(shè)專(zhuān)用軌枕及軌道，并使用拉開(kāi)關(guān)架絞車(chē)?yán)破C(jī)開(kāi)關(guān)架、承載部滿(mǎn)足當(dāng)天工作面回采需求。根據(jù)現(xiàn)有的供電技術(shù)條件，工作面最遠(yuǎn)供電、供液距離約2 000 m（含工作面切眼長(zhǎng)度），一旦工作面順槽長(zhǎng)度超過(guò)2 000 m，就需要在順槽巷道中部布置泵站，然后工作面回采期間需進(jìn)行倒泵站作業(yè)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)也有很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 改進(jìn)目的

在綜采放頂煤工作面投用液壓自移滑靴式電器列車(chē)，通過(guò)電器列車(chē)搭載工作面供電及供回液系統(tǒng)，同時(shí)將工作面機(jī)組、工溜、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)的相應(yīng)開(kāi)關(guān)布置在電器列車(chē)上，解決了設(shè)備搭載問(wèn)題；工作面順槽皮帶機(jī)取消滾輪式承載部、開(kāi)關(guān)架改為自移機(jī)尾，解決了機(jī)尾移動(dòng)問(wèn)題；由列車(chē)搭載的泵站為電器列車(chē)及自移機(jī)尾的移動(dòng)提供了液壓動(dòng)力。

3 改進(jìn)措施

在借鑒大釆高工作面液壓自移滑靴式電器列車(chē)的基礎(chǔ)上對(duì)放頂煤工作面供電及供回液系統(tǒng)配套工藝進(jìn)行改進(jìn)，滿(mǎn)足工作面生產(chǎn)需要。

3.1 電器列車(chē)的組成結(jié)構(gòu)

液壓自移滑靴式電器列車(chē)由多個(gè)滑靴式平板車(chē)組成，平板車(chē)根據(jù)所搭載的設(shè)備尺寸而擁有多個(gè)尺寸型號(hào)：長(zhǎng)×寬×高=4 000/4 500/5 500 mm×1 620 mm×300 mm（不帶外框架），如圖1所示。

圖1 滑靴式平板車(chē)圖（單位：mm）

每個(gè)滑靴式平板車(chē)有平板車(chē)主體、外框架、滑靴式軌道、抬底千斤、推移千斤、供液系統(tǒng)等部分組成。根據(jù)搭載設(shè)備的規(guī)格尺寸的不同選擇不同的滑靴式平板車(chē)，多個(gè)平板車(chē)集中在一起組成電器列車(chē)。電器列車(chē)搭載設(shè)備重量由1.8 t到18 t不等，列車(chē)包含約23輛滑靴式平板車(chē)，總重約138 t，總長(zhǎng)約130 m。列車(chē)采用泵站供液系統(tǒng)提供動(dòng)力，移動(dòng)速度大于10 m/h，適應(yīng)最大坡度13°。

3.2 電器列車(chē)操作方法的改進(jìn)

在移動(dòng)電器列車(chē)作業(yè)中，首先應(yīng)保證列車(chē)尾部電纜及管路有足夠的余量共列車(chē)前移，將與移動(dòng)電器列車(chē)作業(yè)無(wú)關(guān)的人員清場(chǎng)后，警戒人員拉好警戒禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入作業(yè)影響區(qū)域，各作業(yè)人員就位后方可送電送液，進(jìn)行電器列車(chē)的移動(dòng)操作。操作工序如下頁(yè)圖2所示。

3.3 電器列車(chē)的配套的改進(jìn)

工作面泵站及主要設(shè)備控制開(kāi)關(guān)等由液壓自移滑靴式電器列車(chē)搭載。根據(jù)所搭載的設(shè)備、開(kāi)關(guān)等的尺寸、重量參數(shù)以及各設(shè)備開(kāi)關(guān)的關(guān)系以及工作面作業(yè)人員的操作習(xí)慣，對(duì)列車(chē)排列順序及平板車(chē)種類(lèi)進(jìn)行合理配套，如下頁(yè)圖3所示。

3.4 轉(zhuǎn)載機(jī)與自移機(jī)尾的配套的改進(jìn)

圖2 列車(chē)移動(dòng)工序

圖3 電器列車(chē)配套示意圖

放頂煤工作面使用的SZZ1000/400型轉(zhuǎn)載機(jī)與皮帶機(jī)機(jī)尾承載部原本以滾輪式龍門(mén)架的方式進(jìn)行配套使用，如圖4、圖5、圖6所示，當(dāng)配套使用皮帶機(jī)自移機(jī)尾時(shí)，原有的配套方式已不滿(mǎn)足需要，因此需要進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)。

圖4 轉(zhuǎn)載機(jī)通過(guò)滾輪式龍門(mén)架與皮帶機(jī)尾配套

圖5 轉(zhuǎn)載機(jī)與自移機(jī)尾的連接配套方式

圖6 自移機(jī)尾與轉(zhuǎn)載機(jī)的連接座

3.5 安裝工程的簡(jiǎn)化

放頂煤工作面使用固定式泵站時(shí)，供回液系統(tǒng)需從泵站到工作面布設(shè)Φ64進(jìn)液管一趟，Φ76回液管一趟，Φ51高壓進(jìn)水管一趟；以及工作面各設(shè)備的95 mm2電纜四趟；使用電器列車(chē)與自移機(jī)尾后僅需布設(shè)Φ51純凈水管一趟，95 mm2高壓電纜兩趟，50 mm2高壓電纜一趟。由此可見(jiàn)，使用電器列車(chē)及自移機(jī)尾后不僅減少了大量的安裝工程量，前期的電纜液管投入也大為減少。同時(shí)，后期電纜液管的檢查維護(hù)工作量也大為減少，減輕了作業(yè)隊(duì)組日常檢修維護(hù)的工作壓力。

3.6 作業(yè)工藝的調(diào)整

放頂煤工作面采用固定式泵站時(shí)，泵站設(shè)泵站司機(jī)1人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，皮帶機(jī)尾開(kāi)關(guān)架處設(shè)電工1人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。每日檢修班，需安排作業(yè)人員3～5名進(jìn)行開(kāi)關(guān)架承載部以及轉(zhuǎn)載機(jī)移動(dòng)軌道鋪設(shè)，并進(jìn)行拉移轉(zhuǎn)載機(jī)、開(kāi)關(guān)架作業(yè)，滿(mǎn)足當(dāng)日采面推進(jìn)生產(chǎn)需要。使用電器列車(chē)及自移機(jī)尾后電器列車(chē)處安排泵站司機(jī)及電工1名聯(lián)合監(jiān)護(hù)，回采期間，自移機(jī)尾的推移作業(yè)僅需轉(zhuǎn)載機(jī)看護(hù)工1人即可操作，其他作業(yè)人員警戒配合即可，每日可節(jié)省人工4人。

4 經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

目前，電器列車(chē)與自移機(jī)尾已經(jīng)在5318放頂煤工作面應(yīng)用了6個(gè)月。該配套方式改進(jìn)后，應(yīng)用良好，使用穩(wěn)定，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

材料成本：使用自移機(jī)尾后工作面順槽皮帶機(jī)尾取消了開(kāi)關(guān)架承載部專(zhuān)用軌道的鋪設(shè)，可節(jié)省鋪設(shè)軌道的費(fèi)用，按82元/m，鋪設(shè)80 m（含轉(zhuǎn)載機(jī)、承載部軌道4根，軌枕每米鋪1根，每根長(zhǎng)3 m）計(jì)算，節(jié)約82×（80×4+80×3）=45 920元，約4.6萬(wàn)元。

進(jìn)回液管成本：Φ64進(jìn)液管每根15 m，單價(jià)6 000元；Φ76回液管每根15 m，單價(jià)8 000元。按2 000 m計(jì)算，各需134根液管，合計(jì)節(jié)約134×（6 000+8 000）=187.6萬(wàn)元。

另節(jié)約電纜約10萬(wàn)元。

人工成本：每天可減少鋪設(shè)軌道拉移開(kāi)關(guān)架作業(yè)人員4人，按每人每年15萬(wàn)元人工成本投入計(jì)算，每年可節(jié)約人工成本15×4=60萬(wàn)元。

綜上在綜采放頂煤工作面應(yīng)用電器列車(chē)及開(kāi)關(guān)架后可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)4.6+187.6+10+60=262.2萬(wàn)元。

4.2 社會(huì)效益

電器列車(chē)及自移機(jī)尾在放頂煤工作面投入運(yùn)行后，電器列車(chē)及轉(zhuǎn)載機(jī)開(kāi)關(guān)架的拉移工作均可通過(guò)操作液壓控制手柄的方式進(jìn)行，取消了每天鋪設(shè)軌道使用拉開(kāi)關(guān)架絞車(chē)的作業(yè)方式，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了作業(yè)安全性，同時(shí)電器列車(chē)距工作面較遠(yuǎn)，泵站看護(hù)人員的作業(yè)環(huán)境也得到改善。因此，電器列車(chē)及自移機(jī)尾收到了綜采工作面作業(yè)人員的廣泛肯定與歡迎，未來(lái)將在該礦放頂煤工作面逐步推廣。

5 存在的問(wèn)題

液壓自移滑靴式電器列車(chē)雖然在放頂煤工作面取得了良好的使用效果，但是面對(duì)復(fù)雜的井下工作面順槽條件，電器列車(chē)也暴露出了些許不足及問(wèn)題：

1）列車(chē)選用的推移及抬底千斤容易發(fā)生損壞，且更換困難。電器列車(chē)搭載的設(shè)備重量從1.8 t到18 t不等，同時(shí)由于列車(chē)是通過(guò)連接銷(xiāo)將所有滑靴式平板車(chē)一輛輛聯(lián)接成為一個(gè)整體，作業(yè)時(shí)列車(chē)整體同步進(jìn)行抬起及推移動(dòng)作，巨大的負(fù)載對(duì)選用的抬底及推移千斤提出了更高的要求，同時(shí)列車(chē)的推移千斤布置在平板車(chē)底部，造成了推移千斤損壞時(shí)更換困難。

2）列車(chē)搭載設(shè)備重量相差懸殊，由于是整體同步移動(dòng)，造成列車(chē)連接桿受力各不相同，不僅極易損壞，也影響了列車(chē)的移動(dòng)效率。3）列車(chē)進(jìn)行爬坡時(shí)列車(chē)頭部清障器容易鏟起大量的底板煤矸。

6 結(jié)語(yǔ)

液壓滑靴自移式電器列車(chē)已在成莊礦5318大采高工作面穩(wěn)定應(yīng)用。該自移式電器列車(chē)對(duì)工作面順槽巷道地形具有良好的適應(yīng)性，并且移動(dòng)作業(yè)工序簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，作業(yè)過(guò)程中安全系數(shù)高。該自移式電器列車(chē)有利于工作面的快速推進(jìn)，對(duì)煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效具有重要意義。液壓滑靴自移式電器列車(chē)的成功穩(wěn)定應(yīng)用表明該電器列車(chē)自移系統(tǒng)具備廣泛的推廣實(shí)用性。