单轨吊在煤矿辅助运输系统中的应用

吴国雄

(大同煤矿集团朔州朔煤王坪煤电有限责任公司，山西 怀仁 038300)

煤矿小绞车运输不仅运输环节较多，人员多，效率低，而且还容易发生断绳、掉道等伤人事故[1]。单轨吊机车相对小绞车运输的优越性表现在连续续航能力强，运载量大，爬坡能力强，安全性高，重量轻体积小。单轨吊机车减少了煤矿辅助运输系统中工作人员的数量，降低了生产成本，大幅提高了辅助运输系统的工作效率。

1 单轨吊辅助运输系统概况

单轨吊机车主要由牵引机车、起吊梁及安全保障制动车组成。

（1）单轨吊机车的发动机是整套设备的驱动部分。它们被安装在一个承载框架中，框架上固定有承载小车、组合式油箱以及冷却系统。根据盘区大巷倾角α=18°运量要求及运输液压支架时的最大上坡条件计算载荷Q=31000kg，选择DLZ130F-8型单轨吊车，其技术参数为驱动单元8驱，最高功率为95kW，气缸个数为4个，冷却方式为循环水冷却，自重为9250kg，驱动轮直径为355mm，额定牵引力为200kN，最小转弯半径水平为4m，垂直为8m。

（2）根据王坪煤矿运送支架的最大运载量为31t，选择MHZZ18-DUO起吊梁，此规格起吊梁最大起吊重量为36t，满足使用要求。MHZZ-DUO起吊梁规格参数如下表1所示。

表1 MHZZ18-DUO起吊梁规格参数

（3）安全保障制动车是一个独立的液压回路系统，它一般安装在货物或人员的下方，保证人员和货物在连杆断开时及时制动，避免事故的发生。安全保障制动车根据货物重量不同，可以单个、双个、三个或四个同时使用。根据矿方运输条件选用双车制动车。安全保障制动车如下图1所示。

图1 安全保障制动车

2 单轨吊网络系统概况

2.1 轨道网络系统

303盘区轨道巷井下工作面位于王坪井田西北部，东部为三条盘区大巷，北部为8301工作面，西部、南部为实体煤。该巷道沿5#煤层顶板掘进，巷道采用锚喷支护方式，巷道规格为4.0×3.4m，全长1800m，巷道的最大倾角α=18°，其中最大倾角段100m长，在巷道900～1000m段有100m长巷道倾角为-12°，其中巷道以大概7°起底；最大支架重量为31t，预计一次运送人员70人。从303盘区乘人车场开始安设单轨吊，通过单轨吊道岔与各采煤工作面的运输顺槽连接，形成一个完整的运输系统。

2.2 单轨吊悬挂

单轨吊道轨主要由轨道、U型环、悬挂板和卡扣等组成。轨道每节长2m，轨道采用2根M20×2500mm型右旋螺纹钢锚杆悬挂。锚杆悬挂如下图2所示。

图2 单轨吊轨道悬挂示意图

吊装锚杆长度为2500mm，杆体由Ф=20mm的右旋螺纹钢加工而成，采用等强加工工艺。顶锚杆支护施工的钻头为Ф=28mm，钻杆使用中空六角钢钻杆Ф=20mm，钻孔孔径为Ф=30mm，钻孔深度为2300mm。顶锚杆使用2卷树脂锚固剂，顶部安设1卷型号为MSCK-23-60的树脂，下部安设1卷型号为MSK-23-60的树脂，锚固长度为1526mm，设计锚固力为125kN，预紧力矩为100N•m，锚杆钻孔垂直顶板打设，锚杆从顶板外外露长度为200mm。悬挂点吊装锚杆外带专用悬挂板，专用悬挂板下部安装2个锚杆螺母。加强梁吊装锚杆下部安装2个锚杆螺母。

单轨吊直道每隔2m设一个悬挂点，每个悬挂点处前后110mm各支设1根吊装锚杆或锚索固定悬挂板。若遇巷道顶板原永久支护钢带、铁托板或顶煤疏松无法正常安装悬挂板时，可在悬挂点前后或左右各0.25m处分别支设1根吊装锚杆或锚索，再用连接件固定单轨吊耳。

2.3 单轨吊安装要求

单轨吊悬挂板与巷道顶板之间不得有间隙，且必须接触良好；悬挂板必须与两根2.5m长的右螺旋锚杆悬挂，锚杆外露必须达到200mm且用两个螺帽进行锚接；可以使用3环或5环等进行单轨吊轨道高度调节；单轨吊轨道上轨道面距巷道底板高度必须保持在3.1m。

3 单轨吊安装安全技术措施

（1）安装单轨吊时，作业人员要站在人字梯上作业，梯子要专人扶牢和监护。

（2）安装单轨吊人员登高作业必须戴好保险带。

（3）多人配合抬运单轨吊跑道时，要协调一致，坚持轻拿轻放的原则。

（4）安装单轨吊梁时，要先从一端将单轨吊梁用两条40T链条固定在两根专用吊挂锚杆上，待一端安装完后，再安装另一端，不允许两端同时作业。

（5）安装作业时，人员严禁站在起吊件下方。

（6）严格执行“敲帮问顶”制度，加强顶板管理，班长或跟班队长必须对施工处的顶、帮安全情况进行一次全面检查，及时找尽顶、帮的浮矸、危岩和开裂浆皮，确认无安全隐患后，方可开工。

4 单轨吊在辅助运输系统中的应用

303盘区轨道巷从外到里共安设1800m单轨吊轨道，轨道安设在巷道正中线位置（中左1850mm,中右1850mm)。303盘区轨道巷单轨吊运输系统主要配备DLZ130F-8型单轨吊车、MHZZ-DUO起吊梁及乘人车。主要用来运送采掘工作面所需的支架、新开巷道所需要的掘进机、皮带头等物料以及运送人员等。

5 应用效果

（1）单轨吊在辅助运输系统中的应用，消除了辅助运输使用小绞车效率低下以及不安全的因素。在司机全程控制下使运输处于可控状态，属于一种本质安全型辅助运输系统。

（2）单轨吊与小绞车运输系统相比具人占用人员少、运输环节较少、占用设备少、运输速度快等特点。

（3）使用单轨吊辅助运输系统可以解决大重量、大坡度下的辅助运输问题[2]。

（4）使用单轨吊辅助运输系统可以直接一次将物料设备运送到作业地点。以往运一台支架需要8部小绞车，每班能运送一台支架，通过使用单轨吊辅助运输系统只需要一次就可以将支架运送至作业地点，每班可以运送4台支架，工作效率大大提高。

6 结论

通过在303盘区轨道巷安设单轨吊辅助运输系统的实践证明：单轨吊运输具有安全、效率高、运量大、适应性强的优点，具有很好的推广前景。