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 论文题目    无轨辅助运输技术在老矿井应用的尝试   

      申报学科组 煤炭技术工程与矿山工程组 学科组代码 13

      作者姓名  刘海平    职称  工程师      年龄   40     

      工作单位 （详细）同煤集团生产技术部   职务  科长  

      通讯地址 大同煤矿集团公司生产技术部   邮编 037003    

      联系电话      0352-7868355  13593036501          

      推荐单位       大同煤矿集团有限责任公司          

                                    2011年12月20日

   无轨辅助运输技术在老矿井应用的尝试

刘海平   

（大同煤矿集团公司  山西大同  037003 ）

摘要：辅助运输是煤矿安全生产的一个重要环节，也是一个薄弱环节，已成为制约煤矿安全高效生产的一个主要因素，文章介绍了无轨辅助运输技术在老矿井中的应用，对其适用性、安全性、经济社会效益和存在问题进行了分析，为老矿井高效安全辅助运输的创新发展提供了一种新的模式和思路。

关键词：无轨技术  老矿井  应用   

中图分类号：TD75                      文献标识码：B

1  引言

随着矿井机采掘机械化程度的不断提高，对辅助运输机械化的要求也不断提高。我国从90年代初才开始引进无轨胶轮辅运设备，21世纪开始，使用范围和数量逐渐增大。在实际使用中，无轨胶轮车对提高辅助运输和矿井全员生产效率效果十分明显，经济效益和社会效益显著。但从现场使用情况来看，全矿井使用无轨胶轮车大模式还只适应于千万吨级的新型矿井，对于多数老矿井来说，由于地质条件和开拓方式所限，综合考虑经济适用性，更适应于在局部区域使用。而煤矿井下的辅助运输机械化问题，主要集中在盘区，因为盘区的辅助运输难度最大，而工作面运输巷和回风巷的辅助运输则是采区辅助运输的一个最薄弱环节。在综采搬家时这个矛盾更为突出。目前大多采用调度小绞车接力运输。用人多，速度慢，安效率低，且常出事故，是辅助运输亟待解决的问题。随着开采的不断纵深，盘区、顺槽巷道长度不断加大（一般1000～2000米，个别3000米以上），人员进出靠步行、体力消耗严重、不安全因素多等问题越来越突出，改进盘区、顺槽运输模式势在必行。本文重点介绍无轨胶轮车在同煤集团公司四台矿盘区大巷的应用。  

2  矿井概况

    同煤集团四台矿井现有职工7000多人，设计生产能力500万吨/年，1991年投产。采用斜井（一主一副）立井混合式开拓方式，井田内设一个水平开采全部煤层，主斜井安装1.4米宽的强力皮带用于提升运煤，副斜井采用2.5米直径的双滚筒绞车升降设备、材料、副立井安全1.5吨双层车罐笼专门用于升降人员。井下主要运输巷道沿煤层倾斜方向布置在煤层中，采用采区前进式、工作面后退式开采；生产工艺采用单一长臂后退式采煤方法；辅助运输采用架线式电机车、提升绞车、无极绳绞车和小绞车运输相结合方式。

1045大巷为主要运输大巷，全长8200米，南北走向(其中间石门为东西走向长度为2580米)，107轨道石门长度2568米，坡度3‰，采用ZK10—6/550架线式电机车PR₁₂—6/3型人车、1.5T矿车，运输人员材料。盘区大巷长800～2760米，未使用无轨胶轮车以前以无极绳绞车和小绞车运输为主，是传统辅助运输老矿井的典型。

3  方案设计

3.1巷道改造

水平大巷保留原有电机车运输方式，拆除盘区大巷、顺槽巷道小绞车，但不拆除轨道，硬化路面150～200mm，包括轨道道床（留有轨道及轮缘间隙），平时小型设备、材料及人员全部由双驾式无轨胶轮车直接运输，大型设备。超长物料及串车由胶轮车牵牵引平板车在轨道上运输。

改造工程：不需进行大的改造，除路面硬化外，在盘区、顺槽巷个别地段增设车场（或对现有联络横硐进行改造），用以调车、错车，高度、宽度不足的地方进行挑顶、起底，同时增加检修和存车硐室，改造工期1～3个月。

3.2  设备选型

根据老矿井巷道断面相对较小、不便于调车的实际情况，，最终确定使用WC5E型双驾式防爆柴油机无轨胶轮车。该车是一种以柴油机为动力、液力机械传动、四轮驱动，双向驾驶的井下无轨式运输机械，主要用于坡度不大于14°的顺槽巷道运输作业。该机具有结构紧凑、操作方便、转弯半径小、调速性能好（重载爬坡能力强、爬坡速度快），污染低、运输效率高、双向驾驶不需掉头巷道利用率高等特点。

该车消化了国外同类产品的先进技术，聘请工程机械专业的专家同研制小组一起对防爆柴油机运输车部分关键零部件,从结构、材料、工艺等方面进行攻关研究，解决了目前国内市场同类产品中存在的整机质量不稳定、传动系统、安全保护系统可靠性差、部分关键零件易出故障等问题，具有较高的性价比，每台车价格平均比进口车辆便宜20～50万元。其主要技术参数：

1、额定载重量           5t

2、最大牵引力 60kN

3、各档行驶速度 8/14/30km/h

4、爬坡能力 14°

5、最小通过能力半径 R外6000mm，R内3200mm

6、最小离地间隙 230mm

7、外形尺寸 6800×1900×2000mm

8、整备质量 7500kg

9、发动机型号                 KLG6108QFB（A）型防爆柴油机

10、发动机额定功率  75kW

4  应用情况

1、四台矿14＃410盘区轨道巷全长2894米，断面宽×高＝4.2×3.1米，石门局部巷宽3.9米，巷高2.8米，共有4处变坡，最大坡度7°，最大斜长40米，支护形式为锚杆锚索喷浆，铺设24kg/m钢轨，轨距600mm，稳设11.4kW、25kW小绞16台。

为了在该盘区试用无轨胶轮车，对巷道进行了改造，即局部扩帮、改造联络硐室、起底和硬化底板，拆除小绞车，轨道未拆除。牵引采用硬连接，牵引矿车或平板车等，投入使用以来，未出现大的故障，效果良好。

5.1 人员运送

14^＃层410盘区大巷全长2600米，工人步行需要40分钟左右，乘坐该车需20分钟，节省一半时间，员工体力得到保障，提高了劳动效率，同时有效工作时间大大提高了。

5.2 物料运送

过去使用小绞车接力运输，10辆物料车需要3小时左右，现使用该车一次牵引，需30分钟。提高了效率，减少了人员、设备的投入，简化了操作程序，减轻了劳动强度，避免了钢丝绳弹人、小绞车操作等不安全因素。

5.3支架运送

使用该车运送液压支架（ZZS6000型，自重18.3吨，平板车重2.5吨），25分钟可将20.8吨重的支架车运至巷道2600米处顺槽巷口。牵引过程经1个水平转变（转弯半径10米），5个坡度小于7度的变坡，牵引速度平坦路面保持1.5m/s以上，爬坡时1m/s以下，运行基本正常，在下坡时能及时制动，未发现拉不动、停不住现象，机车也未发生大的故障，整个搬家过程由该车牵引，20天完成包括50个支架及全部综采设备的运输（其中50个支架使用小绞车运输）。如巷道再宽一些，不考虑5处变坡的不利因素，运输时间还会大大缩短。

5.4 事故抢修

在井下工作面和盘区其他作业地点发生事故时，使用该车能在较短的时间内将人员和材料、配件安全运送到事故地点，及时处理事故，提高效率。

5  经济、社会效益分析

1、减少了员工行走时间，降低了体力消耗，使工人能够保持充沛的精力进行工作。四台矿14#410盘区为例，人员进出最高峰（早班）时为200人，二班、夜班平均100人，日平均进出800人·次，按往返一次节约1/2小时/人计算，每年节约的工时费为：330天×800人·次×1/2小时×21元/小时＝277万元。

2、系统简单，运输高效，适应性强。胶轮车运输实现了单一化及连续化，减少了转载和中途停顿，彻底改变了盘区轨道小绞车运输环节多、系统复杂、运输效率低的状况，运输效率相比小绞车提高6倍，可实现从水平运输大巷口直达采取工作面的人员、设备和物料运送。

3、工序简单，减员提效，安全生产。采用无轨运输方式，大量减少了专职运输人员和采掘区队辅助人员，只需2名驾驶员操作，一次牵引10辆物料车，节省了小绞车运输需人工拉绳等高强体力劳动，极大地改善了工人的作业条件和安全环境，从根本上消除了小绞车接力摘挂钩、钢丝绳伤人等运输事故的发生。

6  存在的问题

1、牵引车辆时，无轨胶轮车与人车的连接不够协调。应改进无轨车连接装置，采用万向装置，增加适应高度和角度活动范围，减小侧向力，避免车辆掉道。

2、噪声较大、前后司机之间或司机与乘员之间联系不方便，建议改进消音系统，配备机车通讯装置，完善巷道信号指示，确保安全运输。

3、排气有污染，需改进尾气净化装置，适当加大巷道通风量；

4、防爆低污染柴油机排气栅栏较难清洗，需改进设计；

5、冷却水箱抗腐蚀性差，不能适应井下环境，需改进水箱材料；

6、胶轮车轮胎耐磨性能差，需改进轮胎材质。

7  结语

随着煤矿管理科学化、人性化、机械化的不断提升，改善井下环境、提高运输效率、解决盘区、顺槽人员行走、物料运送问题，已成为煤矿当前的重要工作，无轨辅助运输车辆因其高效安全、灵活方便、多用途和适应性强等优点，必将成为今后煤矿辅助运输发展的方向，而老矿井是各大煤矿集团公司的重要组成部分，应根据矿井地质构造、巷道布置、运距运量等实际情况，因地制宜，创新思路 ，合理选择无轨胶轮车运输设备，采取有轨无轨相结合的方式，实现辅助运输的安全、高效。

参考文献
［1］WC5E无轨胶轮车使用说明书..江苏：江阴卡利格机械有限公司，2008.

［2］国家煤矿安全监察局.煤矿用防爆柴油机无胶轮车安全使用规范.AQ 1064-2008.北京：煤炭工业出版社，2008.

［3］周翔.论煤矿井下无轨胶轮车的应用.云南煤炭，2004 (2)：34~36.

［4］李剑锋.高速快捷的井下无轨胶轮车辅助运输系统.煤矿机械，2003（11）：31～33

作者简介：刘海平，男，1970年11月生，飞禽走兽老虎机：繁峙县人，学士，工程师、国家注册安全工程师，毕业于中北大学，现任大同煤矿集团公司生产技术部运输科科长，发表论文12篇。

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