项目名称：掘进工作面辅助运输系统优化

  项目参与人：王宇东 曹克斌 尹文强

1. 立项原因或背景

    王坪矿是通过一级标准化的高产高效矿井, 由于开拓新盘区造成采掘接替紧张。快速掘进是缓解接替紧张局面最为有效的方法。

随着采掘工作面的不断延伸,辅助运输成了快速掘进系统中一个薄弱的环节。要实现快速掘进和“机械化换人、自动化减人”，必须升级改造综掘工作面的辅助运输系统，提高辅运系统运行效率，完善系统保障能力。

1. 技术内容

根据王坪矿掘进工作面现状和辅助运输特点，研究多种掘进工作面辅助运输方案。

方案一:无极绳绞车+轨道+车辆运送物料。

优点:①无极绳绞车适用煤矿井下有一定坡度(≤20°)、坡度起伏变化、带有拐弯变向的轨道直达运输;②可以取代多台小绞车的接力运输，实现工作面顺槽设备、材料和人员不经转载的连续运输，节省了中途摘挂钩的时间;③简化运输环节，减少辅助人员，改善工人劳动条件，运行安全可靠，经济效益和社会效益均明显的等优点。

缺点:①不适用于载人运输;前期铺设轨道、安装无极绳绞车及尾轮、挡车阻车装置、信号等设施，安装工程量较大;②轨道延伸后，需要重新插接钢丝绳，工序比较复杂;③煤巷地板变化较快，轨道日常维护量较大;④尾轮直径较小，钢丝绳弯曲较大，使用寿命相对较短。

方案二:利用气动单轨吊+轨道+车辆运送物料。

优点:①设备具有重量轻、移动灵活方便，可随工作面一同推进，操作简单等特点;②灵活性强、应用范围广，一般不受巷道底鼓、片帮等的影响;安全性高、适应性强。

缺点:①不适用于载人运输及提升载荷较大的设备;②前期需铺设轨道，施工量相对较大;③运输环节较烦琐，每隔 200m 需要重新插接风源接头，运输效率一般。

方案三:利用防爆柴油机单轨吊+轨道+车辆(人车)运送物料和人员。

优点:①安全系数高。防爆柴油单轨吊安全保护较多，设备连续运输能力强，可直接将设备、材料和人员运到工作面，省去了中间周转环节，不掉道、摘挂钩少，安全可靠性大幅度提高;②设备数量少，系统简单，安装维护方便;③用人少，运输效率高;④解决了人员运输问题;④形成运输系统时间短。单轨吊轨道在掘进时随掘随安装，可以用于工作面设备安装运输，一直服务至工作面回采结束。轨道可重复使用，减少了钢丝绳、轨枕等一次性材料投入。

缺点:①设备初期一次性投入较高;②空气有污染，有煤油味。在掘进工作一方面容易造成CO超标，另外排放的气体使本巷道内人员感到不适;③对巷道顶板质量要求高。

方案四:利用防爆蓄电池单轨吊+轨道+车辆(人车)运送物料和人员。

优点:①安全系数高。防爆蓄电池单轨吊安全保护多，设备连续运输，直接运到工作面，省去了很多中间周转环节，不掉道、摘挂钩少，安全可靠性大幅度提高;相比柴油单轨吊，杜绝了柴油在工作面存放的安全隐患;②设备、设施数量少，系统简单，安装维护方便;

③用人少，运输效率高;④解决了人员运输问题。职工上下班可以乘人车，节省了职工体力和上下班时间;⑤形成运输系统时间短。单轨吊轨道在掘进时随掘随安装，可以用于工作面设备安装运输，一直服务至工作面回采结束。 轨道可重复使用，减少了钢丝绳、轨枕等一次性材料投入;⑥运行过程中不产生废气等污染，适用于通风较差的巷道;⑦续航能力强于气动单轨吊。

缺点:①受蓄电池的能重比限制，尤其是牵引力较大的蓄电池单轨吊;②充电地点需要在新鲜的进风流中。

根据上述掘进工作面辅助运输方案4种方案，具体采用哪种方案还要根据矿井及掘进工作面的巷道断面、坡度、顶底板状况以及设备投入资金、是否考虑运送人员等因素综合考虑。

303盘区轨道巷已经采用柴油单轨吊运输，这样在该采区的掘进工作面，采用单轨吊运输方式与303盘区轨道巷形成一个单轨吊运输网络。

根据303采区掘进工作面较长、顶板相对稳定以及已使用柴油单轨吊的经验基础上，部分轨道已铺设的实际情况，在坡度满足设备要求的前提下，应在5306、5307等工作面顺槽优先选择防爆蓄电池单轨吊运输方式，同时蓄电池单轨吊解决了柴油单轨吊在运行过程中排出的有害气体现象。

王坪5306工作面采用太原矿机DX40蓄电池单轨吊机车。该单轨吊运输最大坡度 16°，牵引力40KN，运行速度2m/s。

1. 创新点

在303盘区5306掘进工作面辅助运输采用蓄电池单轨吊运输：

1、消除了掘进工作面辅助运输使用小绞车运输方式带来的断绳、跑车、掉道等不安全因素，辅助运输安全系数得到提高。

2、避免了小绞车安全系数低、运输环节多、运输速度慢、运输效率低的辅助运输问题，大大提高了运输效率。

3、单轨吊既可以运输采掘工作面各种物料、设备，又可以挂上人车作辅助运人使用。同时，噪音小、没有尾气排放、无污染、维修简单等优点 。

4、提升单进水平，提高掘进效率。实现机械化减人，简化作业工序，降低了员工的劳动强度，为快速掘进生产效率最大化提供了保障。

四、社会经济效益

1、从运输效率方面看，提高了运输效率，减少了因运输滞后影响机组开机率，提高了掘进效率，每月进尺增加30多米，每年增加进尺360米。

2、从人员使用情况方面看，使用绞车运输需要绞车司机和信号把钩工，占用大量人员。而采用单轨吊运输只需一名司机和一名信号工。单轨吊运输可节省大量劳动力，减少工资支出。

掘进工作面使用小绞车运输的矿井较多，逐步取代小绞车运输是大趋势，在掘进工作面推广使用单轨吊运输应用前景广泛。尤其是在有条件的煤矿试用掘进工作面小型单轨吊，可以提高辅助运输效率。