浅谈快速安撤综放工作面运输系统的升级改造

王得胜

（兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿 ，山东 济宁 272102）

1 目的和意义

为了满足煤矿现代化生产的发展需要，新技术新装备不断推广应用，综采机械化成为现代煤矿新的发展趋势，综采设备更新换代频繁。近年来，兖矿集团兴隆庄煤矿综放工作面液压支架由ZFS7200型支架升级到ZF12000型支架，整体支架的重量也由二十多吨提升到三十多吨。综采设备的升级给矿井辅助运输系统带来的压力也越来越大，原有的地轨运输系统采用无极绳、小绞车运输，存在先期准备工作量大，运输环节复杂，安全可靠性低，占用人员多，职工劳动强度大，运输效率低等诸多缺点，严重制约综放工作面的安装与撤除进度，影响工作面接续和矿井的可持续发展。因此，为满足矿井安全高效发展，实现综放工作面设备快速安装与撤除，辅助运输系统升级改造势在必行。

2 现场基本情况

3305工作面与3303工作面相邻，中间由东直联巷相连。两工作面顺槽均沿煤层底板掘进，采用锚网索联合支护，巷道上宽4800mm，下宽5600mm，巷高3500mm～4000mm，巷道最大坡度15°，巷道局部顶板破碎带及过老巷段采用12号矿用工字钢架棚支护，棚梁长为4600mm，棚腿长4000mm，架棚后巷道高度3500mm～3800mm，顶板完整。

3 运输设备的选型

3305工作面的综采设备撤除后不升井，就地修复直接转运3303工作面进行安装，3305工作面停采线距东直联巷150m，3303工作面轨顺长度1000m，两工作面轨顺联络巷相距300m，全线运输距离1450m。根据现场情况，如果采用原有的地轨运输系统，两工作面之间需要1台无极绳绞车，8台回柱绞车和1台电机车接力运输。受运输能力限制，液压支架需要解体运输，每组液压支架解体后需要分装4个平板车，运输环节复杂，运输工作量大，占用人员太多，每班最大限度只能完成撤1组架安1组架的工作任务，根本无法保证工作面安装和撤除的进度。因此，需要选择一种运输环节更简单，运输能力更强，能够整体运输液压支架的运输设备。

经过反复调研与论证发现柴油单轨吊机车具有以下特点：

1）对巷道适应能力强，巷道顶板完整高度满足要求即可；

2）设备维修方便，机车轨道及相关配件可以回收重复使用；

3）适应坡度大，最大爬坡能力可以达到300，而且能够在连续起伏、同时存在拐弯和坡度的巷道行驶；

4）运行速度快，可靠性强，采用液压涨紧驱动轮，不存在脱轨隐患，机车设有各种传感器，对运行中的各项参数实时显示，安全可靠，最大运行速度可达4m/s；

5）采用常闭式安全制动装置，实现快速可靠制动；

6）加注燃油方便快捷，续航能力强，可以有效解决蓄电池电动单轨吊机车续航能力弱，无法实现远距离连续运输的弊端；

7）吊装能力强，采用液压重型起吊梁，最大起吊能力达到40吨，能够实现液压支架整体吊装运输；

8）组合方式灵活，可以自由组合驱动轮和起吊梁的数量，在驱动力满足要求的情况下，能够实现串车效果，一次吊运多件设备，减少运行次数，最大限度的满足现场工作需要。

9）吊装便捷，不受地点限制，运行期间可以随时随地停车进行吊装作业。因此，防爆柴油机单轨吊机车能够满足液压支架整体运输的要求。

4 单轨吊轨道选型及安装布置

单轨吊轨道分为1140E和1140V两种型号，整体运输液压支架需要使用重型轨道1140V。安装1组1140V型轨道所需配件：舌板（鸟板）1个，搭接板（八字版）1个，平衡板（摇摆）1个，Φ24×93插销（小销子）3个，Φ30*93插销（大销子）2个，弹簧销（闭锁销子）5个，U型卸扣（8.5t）2个，Φ18×90圆环链2条。

顶板煤岩体完整，没有断层构造的情况下，采用双U型环吊挂，如图1所示。

图1 1140V双U型环吊挂方式

当顶板有断层或者裂隙，煤岩体破碎的情况下，采用双吊挂板吊挂，如图2所示。

图2 1140V轨道双吊挂板吊挂方式

1140V型轨道安装步骤：将轨道锚杆及所需配件运至现场——根据设计轨道中心线定准安装位置——打锚杆眼——安设锚杆——安装U型卸扣——将2条圆环链一端固定在卸扣上——将舌板，搭接板，平衡板用小销子固定在轨道上——将2条圆环链另一端用大销子固定在平衡板上—一按以上步骤依次安装下一条轨道。

施工单轨吊轨道所需操作平台主要有以下两种：在有地轨的巷道使用“架子车”做移动式操作平台，在没有地轨的巷道使用“脚手架”做操作平台。

1)“架子车”具体施工方法与步骤：①提前将所用的轨道、配件、工具等放在架子车上；②利用沿线调度绞车将架子车运至施工地点；③将钻具配好，安装好架子车四周防护栏；④根据巷道高度，选择合适的层位施工起吊锚杆和安设轨道。

2）“脚手架”采用1.5寸钢管通过连接卡固定，钢管长度分为3m和2m两种，每一套脚手架需要3m钢管12条，2m钢管5条。连接卡分为“十字型”，“一字型”和“万向型”三种，两条钢管纵横交错使用“十字型”卡固定，两条钢管平行搭接时采用“一字型”卡固定，斜撑采用“万向卡”固定。平台高度可以根据现场实际施工高度随意调节。

5 效果对比分析

1）地轨运输系统对巷道要求较高，要有足够的过卷距离，安全间隙，平车场等，不能出现斜巷和拐弯同时存在的情况，不仅需要轨道，轨枕，夹板，螺栓等常规材料，还需要投入阻车器，挡车栏等安全设施，材料投入很大；单轨吊轨道系统，只需布置单轨吊轨道，除需配套吊挂配件和吊挂锚杆外，不需要其他材料，相对地轨单轨吊系统材料投入少，且施工方便，同时便于回收，大大节约了材料成本。

2）以往采用地轨运输系统，安装、撤除一个150个支架的工作面需要45d左右，使用单轨吊运输安装、撤除一个150个支架的综采工作面只需要25d左右，单轨吊运输系统将工期缩短20d，大大提高了生产效率，节约了人工成本。

3）工作面安装期间，其单轨吊轨道可以直接将液压支架、溜槽、刮板链、采煤机等重型设备直接吊装至切眼内，然后利用液压千斤顶进行调向对位，相比传统的地轨运输系统，减少了重型设备多次解体、拆装的中间环节和人员的投入，优化了工作面的安装工艺。

4）从安全管理角度上，无需像绞车运输那样在巷道起伏处安装各类挡车及防跑车装置等安全设施，使安全管理简单化，系统可靠性更强。

6 结 语

采用单轨吊运输系统安撤工作面，既缩短了工作面的安撤工期，节省了大量人力物力，保障矿井的正常接续和可持续发展，又有利于安全管理，安全得到了更加有效的保障，产生巨大的企业效益和社会效益。所以，柴油单轨吊机车是一种适合我国大多数煤矿作为矿井辅助运输设备升级改造的首选方案，有着良好的推广前景。