浅谈矿井辅助运输系统的高效节能运行

2018-03-19韩俊国

陕西煤炭 2018年5期

韩俊国

(山西阳煤集团新景公司，山西阳泉 045000)

0 引言

煤矿辅助运输设备，主要承担井下工人和辅助材料、设备的运输任务，由于其没有直接参与生产[1]，企业普遍对它的重视程度不够，矿井辅助运输设备比较老旧，有的甚至有几十年的使用历史，造成工作效率低，故障率较高，运输系统的能耗大，直接降低了煤矿企业经营效益。因此对矿井的辅助运输系统的优化工作已经变得刻不容缓。

1 辅助运输系统优化改造的必要性

矿井辅助运输系统是煤炭生产中的重要生产单元。矿井辅助运输路线会随着矿井开拓延伸变得非常复杂，这给管理和运行带来了很大的难度。当前我国矿井中用到的辅助运输系统技术具有参与运输的设备多、运行管理人员多、运输路线稠密、安全隐患较多、运输效率低的特点，且在本采区开采结束需要撤除时非常耗时、耗力，直接影响着煤炭产量的提升[2]，已经无法满足现代化矿井生产的需要。

传统矿井辅助运输系统需要庞大的生产管理队伍，增加了企业成本。因为传统辅助运输系统操作比较复杂、对人的依赖性高，减员比较困难，造成企业在辅助运输系统上投入的人力成本不断增加[3]。

矿井辅助运输系统在大型矿井中，总长可达到几十公里，且运输线路相互交错，非常复杂。据统计，矿井发生的安全事故18%以上在运输系统中。我国矿井辅助运输系统很多还用着上世纪的技术，主要是利用调度绞车来进行辅助运输工作。虽然调度绞车经过多年的发展，安全性已有了非常大的提升，但其事故率依然较高，据相关数据统计，目前调度绞车事故死亡率已成为矿井各种安全事故死亡率中最高的，系统设备优化升级显得十分重要。

矿井的开采具有十分明显的周期性，当一采面开采完毕后，需要对各种开采设备进行拆除，然后开始下一采面的开采配套设备安装工作。一般来说，矿井一个综采工作面需要安装的辅助运输系统设备20多部，施工工期需要30天，总计用工超过3 500个，且其拆除工期也在30天左右。这严重增加了煤矿开采的时间周期，影响生产进度，且在安装和拆除过程中消耗了大量的人力、物力、财力。为了加快“搬家倒面”速度，也需要优化辅助运输系统。

矿井辅助运输系统中，通过大型交流电动机来驱动，这些电机多属于定频交流电机，在机车启停瞬间将消耗大量的电能。矿井辅助运输多采用轨道的方式来进行运输，轨道上经常有附着物，增加了机车前进的阻力和能源消耗。这些都增加了企业的电费负担，在提倡节能减排的今天，也显得很不适宜。

2 矿井辅助运输系统的优化

矿井辅助系统的优化工作，是一项复杂的系统工程，必须从大局出发，进行统一规划，并针对其中存在的关键问题，进行认真分析并思考对策[4]。在实际优化过程中，应该首先对其布局进行优化，努力提升系统的使用效率，最大程度降低拆装的次数，力争将辅助运输路线设计到最短、最优。应着重对巷道的支护形式进行改进，努力减少支护物品的使用量和使用规格。利用计算机管理技术，实现矿井辅助系统的无人化、自动化管理，还应该采用更科学、更高效、更节能的矿井运输设备。

目前无极绳连续牵引车的技术发展较快，且在矿井的运输过程中，已经逐步开始采用，这为矿井辅助系统的无极绳连续牵引技术改造积累了宝贵的经验，但总体来说，该技术还处于发展阶段。应该采取先试后推、由点到面、逐步推行的技术实施方案。

在一些矿井较深的区域，如果使用常规的有绳牵引车，不仅要建设庞大的牵引网络，且牵引绳在实际牵引过程中阻力非常大，增加了能源消耗。因此可在这些区域建议使用柴油机车，该机车操作灵活，可以根据需要增减速度，且具有较强的爬坡能力，这大大增加了运输的效率。就避免了轨道运输的拆卸和安装过程，这极大缩短了矿井的生产周期。由于采用的是柴油机，因此其输出功率很高，对人和物的运输速度较快，且一次运输的量也可大大增加。

在薄煤层开采中，用无极连续牵引车代替小绞车。无极绳牵引车具有操作简便、安全性高、适应能力强、线路布置施工简单和灵活、可实现常规牵引车不能实现的水平转弯。无极车在对各种物资的运输中，非常便捷和高效，是一种相对理想的运输设备。

在主要巷道内采取架空乘人器运输人员。如果乘坐人员的数量较多，可以进行双道运输，一个向下运输，一个向上运输，这极大提高了人员的运输效率。还可以根据巷道的实际情况，设计出较为合理的上下人平台，乘坐人员可以在不停车的状态下，实现下车或者上车，这又大大提高了辅助运输系统的运输效率，是未来井下人员运输系统发展的方向[5]。

浅埋深煤层开采的矿井，可以采用无轨胶轮车实现地面直达工作面的辅助运输，这种运输方式系统简单、运输效率高，是高效现代化矿井的主流辅助运输系统。为了改善井下环境，柴油无轨胶轮车也在向重型电动车、无人驾驶化方向发展。

为了提高辅助运输系统效率，可以采用电脑智能管理系统，可以在无负荷的情况下，使设备处于停机状态，直接避免了电能的浪费。