矿用连续牵引绞车直角拐弯技术的应用研究

康英杰

（同煤集团晋华宫矿综合工业区，山西 大同 037003）

1 8101工作面概况

同煤集团公司晋华宫矿位于大同煤田东北端，是同煤集团主力生产矿井之一，于1956年建成投产，全矿原来由大井和南山井两对生产井口组成。8101工作面位于晋华宫矿南巷12#层301盘区，顺槽巷长度为1000m，可采走向长度为790m。本文主要是以晋华宫矿8101工作面为研究对象，对其进行矿用连续牵引绞车直角拐弯技术的应用研究。

2 矿用连续牵引绞车

2.1 矿用连续牵引绞车特征分析

本次改造方案采用的是济宁卓力工矿设备有限公司生产的JWB-110BJ型连续牵引绞车，其技术参数为：牵引力，快速为60kN，慢速为120kN；绳速，快速为1.4m/s，慢速为0.6m/s；电机功率为110kW；轨距为600mm或900mm；钢丝绳直径为Ф24～26mm；滚筒直径1040mm；外形尺寸3372×1740×1768mm。JWB-110BJ型连续牵引绞车适用于坡度起伏不大的轨道运输，系统可直接利用现有轨道系统和绞车硐室，降低改造成本。

2.2 矿用连续牵引绞车安装方式

对于JWB-110BJ型连续牵引绞车，技术人员决定采用“丁字形”进行施工安装作业，原先的回风联络巷硐室作为连续牵引绞车的硐室。一共安装2个尾轮，第1个安装在5101巷轨道80m位置，第2个安装在790m处，从5101轨道巷运输过道岔，采用JWB-110BJ型绞车牵引运输到8101机轨巷口拐直角弯后连续运输至8101巷切眼位置。现场勘察得知8101巷内平整度不高，还有5处低凹处，坡度在7～9°。矿用连续牵引绞车安装示意图如图1。

图1 8101巷无极绳绞车安装示意图

3 设备调试过程存在的问题及解决措施

从图1中可以看到，8101工作面与其尽头的盘区轨道巷成垂直交叉关系，牵引绞车在运输过程中要实现连续运输，需要进入5101轨道后可以直接进行拐直角弯的操作。设备安装成功后进入试运行阶段，矿用连续牵引车连接矿车在运输过程中拐直角的情况不太乐观。主要问题为：钢丝绳在直角弯处出现了严重吃紧的现象，还出现钢丝绳直接脱离梭头压绳板的情况。技术人员与现场施工人员共同讨论，认为原直角拐弯处的弯道曲率半径9m可能有点小，通过理论计算认为10m可以缓解钢丝绳的拉力，还对拐弯位置的煤柱进行了摸角处理，另外还增加了夹绳轮拐弯装置来压紧钢丝绳。改造施工后，试运行时牵引绞车可以完全实现拐直角弯。

4 实践效果及比较分析

4.1 调度绞车牵引运输

按最先的设计方案，8101工作面机轨合一巷采用调度绞车来实现接力运输，全部采用小型绞车，JD-11.4型号8部，JD-25型3部。从盘区轨道巷通过5101轨道巷接力8101切眼，其绞车安装如下图2所示。

图2 8101巷调度绞车拟安装示意图

从图2中可以看到，调度绞车都是在巷道的两侧施工绞车硐室内，呈现对拉形式分布，就其受力情况来分析其具体的布置方式。经技术部门分析，拟定调度绞车安装在巷道两侧。其具体的受力情况见图3所示。

图3 调度绞车两侧受力示意图

从图3的受力图中可以看到，调度绞车的对拉对矿车的拉力F是始终朝向轨道中心线方向，在运输过程中给矿车的拉力始终是平稳的，也是保障运输安全的基础。但是调度绞车布置方式导致了工作当中需要工人进行反复的来回摘钩挂钩作业，人机混合作业带来安全隐患，容易因人为因素导致安全事故。

4.2 连续牵引绞车牵引运输

自从8101工作面巷采用JWB-110BJ型连续牵引绞车运输后，取得了很好的实践效果。有效地保障了井下矿车的运输效率和运输安全，具体表现在以下几点。

（1）该运输模式提升了运输效率。调度绞车接力运输从5101轨道巷拉运支架至8101工作面，切眼1次，用时45min，其中摘挂钩4次，用时40min，运输中以最快速度1.03m/s作业，运至8101工作面790m处需15min，共计55min；而矿用连续牵引车绞车运输以最快速度1.4m/s运行，用时11.5min，可节约时间43.5min。

（2）节省了人力资源成本。采用矿用连续牵引绞车运输方式，可以省略掉拉绞车空钩、拨钢丝绳的相关工序，保障了矿车运输的连续性和安全性，节约了大量的人力资源成本，提高了煤矿的经济效益。对于井下大型设备的安装运输，也可以实现一次到位，降低了安装施工成本。

（3）节省了绞车硐室的施工费用。采用原先的回风联络巷硐室做为绞车硐室，从而节约了绞车硐室的施工费用。对于调度绞车，无法利于回风联络巷硐室必须施工绞车硐室，9处绞车硐室的施工费用大约在20万元左右。

（4）提高了工作人员的安全性，降低了运输安全事故的发生率。调度绞车运输作业过程中，绞车司机、摘挂钩工都需要对其工序进行多次的重复操作，还需要在不同的地点进行作业，其施工安全无法保障。矿用连续牵引绞车出绳方向与运输方向是垂直的，绞车司机只需要在绞车硐室内进行一次摘挂钩作业就可以完成运输任务，提高了运输安全。

5 总结

同煤集团晋华宫矿8101机轨合一巷采用连续牵引绞车配合直角拐弯技术的实践应用是非常成功的。其运输模式简化了运输系统，减少了设备投入和掘进工程量，提升了辅助运输效率，提高了运输安全，效果明显高于以往传统的调度绞车运输。同时矿用连续牵引绞车实现了直角拐弯技术的应用，能解决巷道与工作面轨道巷垂直时一次性连续运输的难题，对于矿井辅助运输方式的优化改进有着参考作用，可以考虑在运输巷道进行推广应用。