煤矿单轨吊辅助运输系统分析

苏荣波 孙庆伟

摘要：单轨吊是一种新型高效的煤矿辅助运输设备，适用于煤矿井下人员、材料、设备等的辅助运输。目前，单轨吊在国内已经有比较成熟的使用经验，但一些矿井仍然只停留在局部巷道使用，未能在井下形成运输网络，单轨吊优势未能得到充分发挥。本文主要分析了单轨吊辅助运输系统的组成、优点、技术措施和安全策略。抛砖引玉，以期为促进煤矿单轨吊辅助运输系统发展尽上绵薄之力。

关键词：煤矿；单轨吊辅助运输；优点；措施

采矿是一个危险度极高的行业，其井下环境差，空间狭小，劳动强度大而且危险程度高，而传统的运输方式复杂，投入设备多，劳动力占用量大，为了解决这些弊端，单轨吊辅助运输系统应运而生。单轨吊辅助运输系统开发是为了降低采掘工人的劳动强度、降低运输物料难度和综合安全因素的情况设计的，采用单轨吊辅助运输技术简化了运输环节，提高了运输效率和运输安全，对于我国采矿工作有着重大的意义。

1单轨吊辅助运输系统的组成

1.1信集闭调度监控系统。信集闭调度监控系统作用是能够对机车运行情况进行准确定位，包括机车位置、运行方向等。该系统包括无线通信、信号智能闭锁、道岔视频监控、机车视频监控、道岔远控司控等功能。将单一的单轨吊辅助运输系统形成网络化、可视化、智能化三化合一的运输体系。

1.2运行轨道。目前，我国使用的单轨吊运输轨道采用德标的I140E型轨道。钢制较好，能够承受的拉力达90kN，保证了机车的运行安全。

1.3制动系统。目前，机车使用的制动系统为失效制动，在机车出现故障或无法控制操作的情况下，油压迅速释放，制动系统自动动作，保证了机车司机及机车的安全。

1.4提升装置。物件提升装置由起吊梁、吊钩、集装箱组成，通过起吊控制手把先将物件提到所需的高度，通过机车牵引将物件运输到指定点后将物件从起吊钩或集装箱内卸下。

1.5单轨吊。单轨吊机车目前有蓄电池机车和柴油机车两种。通过电能或柴油为机车提供动力，使机车在巷道内运行或起吊。

2单轨吊运输的优点

2.1在矿井采煤时，单轨吊充分利用设置下顺槽的转载装置将材料安全快速输送到工作面。且轨道吊挂在巷道顶板，能更有效地利用巷道断面，受底板因素影响小。巷道得到充分地利用。

2.2具有一定的爬坡能力，能适应井下巷道起伏、轉弯半径小的环境，可进入多分支岔道，实现一条龙不转载运输，机动灵活，使用维护人员少。

2.3可以在传输过程中随地停靠卸载物品，装卸速度快，缓解因物料运输缓慢造成的成本增加，同时工人的劳动强度降低，建设单轨吊的钢材用量比普通轨少。根据研究表明：使用单吊轨可以使劳动量降低50%以上，运输费用降低一半。

2.4采用了单轨吊运输减少了机电设备的投入和维护，缓解了巷道内设备拥挤的局面，对于设备的操作人员大大地减少，例如以前要安排6人运输物料，现在只需要3人就可以了。对于降低矿井开采成本有巨大的促进作用。

3单轨吊安装安全技术措施

3.1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。

3.2安装单轨吊人员登高作业必须戴好保险带。

3.3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。

3.4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。

3.5安装作业时，人员严禁站在起吊件下方。

3.6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单轨吊运输系统的应用

单轨吊运输系统是国外矿井的主要运输工具，其前身是德国在1940年矿井安装钢丝牵引的单轨吊车。到20世纪六七十年代，联邦德国每天的运输量已经超过2万t，随后在欧洲其他各国的应用逐渐广泛起来。目前，世界各国主要使用单轨吊车运输系统于采煤，它独特的优点决定了它的快速发展和应用。它解决了诸多传统运输过程中的难题，提高了运输效率和解决了安全问题。

4.1单轨吊在综掘方面的运用。综掘工作面进行后，当掘进巷道超过50m以后，可以安装单轨吊轨道和机车，可以和胶带输送机布置在同一巷道内，可以在胶带输送机上方或侧方，距离巷帮1.2m即可。在这过程中采用两驱或4驱的电牵引单轨机车，同时加装6t的起吊梁来输送掘进的支护所需的物料，杜绝了职工扛、抬支护材料的现象，简化了运输环节，降低了职工的劳动强度。直到掘进工作结束。

4.2单轨吊系统在综采工作面的应用。在综掘工作结束之后，可以根据负荷的大小选用3驱以上的电牵引单轨机车或者柴油单轨机车将综掘设备以及相关物料的撤出。完成之后，用单轨吊直接将综采设备和物料送到工作面。如果支架重量15t以下，巷道坡度12°以下用电牵引单轨机车进行工作面的安装工作；如果支架重量15t以上，巷道坡度12°以上，采用柴油机直接运输装备，在综采工作面开始以后单轨机车主要用来运输回采工作面所需的物料设备以及人员等。

4.3实用效果。解决了在采掘工作过程中使用绞车、卡轨车等传统设备带来的断绳、脱轨等不安全的因素，且操作人员能够对传输过程进行全程掌控，是十分安全的辅助运输设备；结束了传统运输过程人力和物力方面的冗繁，大大提高了传输效率；解决了大重量、大坡度情况下的运输问题；提高了采掘工作面的设备安装速度，简化了运输装备的安置流程，节省了采矿时间。

5单轨吊辅助运输系统发展前景

用单轨吊运输系统取代传统的地轨运输系统，具有适应性强，适用范围广，灵活性强，安装简单，是采掘工作面运送综采支架、物料设备的比较理想的辅助运输工具。单轨吊运输与普通轨道运输相比较，维修费用和前期投入费用均明显减少，经济效益非常可观。单轨吊安全性高，与普通运输相比，无掉道、断绳、跑车的危险，并且有人驾驶可全程掌握运行状况，及时采取措施应对异常情况。用单轨吊运输系统代替地轨运输系统，经济效益客观，安全效益好，运输能力大，能够适用全国大多数煤矿，具有广泛的推广价值，前景广阔。

目前研发的单轨吊机车存在体积大、机车长、质量重、速度慢4个方面的缺陷。针对开掘巷道，应对机车进行改造，简化机车系统。在信集闭调度监控系统方面，应增加机车性能监控系统，实时监控机车的完好情况及运行状态等项目。

6结语

从20世纪八十年代开始，我国煤炭企业开始以现代化为标准来进行矿井的建设，进入二十一世纪后更是顺应时代潮流注重高产，截至当前，我国已有五十多处千万吨级煤矿，平均单产规模也已超过二十万吨。可是，当前严重制约着煤矿企业的发展。选择合适的矿井辅助运输系统，对煤矿的安全高效生产有着极大的现实意义与经济价值。单轨吊辅助运输系统适应煤矿现代化与综采综掘设备大功率及重型化的发展趋势，节约人力的同时保证煤矿井下作业的安全，满足现代化矿井运输要求。

参考文献

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（作者单位：兖州煤业股份有限公司南屯煤矿）