极软岩矿井简易无极绳运料梭车装置研制与应用

◎张永生 郭洪峰 王宝权 吴妍宇

一、研制背景

铁煤集团小康煤矿为高应力、强膨胀的极软岩矿井，属国内外罕见。煤层节理、层理发育，煤岩体易风化离层，膨胀破碎，呈片状粉碎崩解。S2S1 工作面回顺受采动压和掘进期间冒顶衍射区影响，巷道断面收敛速度极快，底鼓迅猛，棚子变形严重。回采末期，回顺局部地段人员通行困难，现有的断面已经满足不了正常运输进料的要求。此时再安排翻修已经不及时，而且会严重影响工作面回撤工作，后续工作面防灭火压力非常大。工作面初期劈帮时，因为受回顺断面的限制，所用的物料都靠人工往里拖拽，工人体力消耗大，无法满足劈帮大量用料的需求，限制的劈帮工作的速度，也无法保证安全快速回撤。

为改变这一被动生产局面，根据井下现场实际条件，利用我矿现地面现有的机电设备和材料，研制并应用将五吨电葫芦做为驱动装置，制造了简易无极绳运料梭车装置，同时用角铁焊制成可以快速接设的0.6m 的简易轨道，制作体积轻便、高度较低的运料小车，焊制了尾轮组合装置，最终实现了极软岩矿井狭小巷道条件下运料工作的机械化，减少了现场作业人数，降低了工人体力消耗，加快了劈帮进度。

二、简易无极绳梭车装置组成结构及特点

该简易无极绳运料梭车装置由驱动装置、运行梭车、简易角铁焊制的0.6m 轨道、牵引钢丝绳和固定导向尾轮组合而成。首先用五吨电葫芦做为驱动装置，将φ15.5mm的牵引钢丝绳在驱动滚筒上缠绕三圈，一端利用标准猫爪螺丝与运行梭车连接，另外一端穿过已经固定好的尾轮再与运行梭车连接，使用起重机拉紧牵引钢丝绳，给牵引钢丝绳一定张力，满足驱动滚筒所需的摩擦力，确保滚筒运转时，钢丝绳不至于出现打滑现象。梭车在用角铁焊制成的0.6m 的简易轨道上运行，该轨道可以快速接设，中间焊有托绳轮支架，可有效杜绝牵引钢丝绳磨刮底板现象，而且该轨道还可以满足一定坡度巷道的使用，运行的梭车体积轻便，高度较低，宽度较窄，现有的巷道断面能有满足了梭车顺利运行。

附图一：简易无极绳运料梭车装置示意图。

三、简易无极绳梭车装置安装使用方法

首先确定好机头和机尾的位置，确保装卸物料作业空间足够，最大限度减少人工运料距离，本次安设长度为180m。其次将机头驱动装置和机尾调向装置用锚杆固定在底板上，并且打好四根单体支柱，做好戗、压二次保护，确保机头机尾固定安全有效。然后在机头机尾之间铺设可以快速插接的简易轨道，把体积轻便的运行梭车放置在简易角铁焊制的轨道上，使用φ15.5mm 的钢丝绳缠绕机头驱动滚筒三圈后通过机尾尾轮与运行梭车连接起来，用起重机将钢丝绳拉紧，达到一定预紧力，并用三道猫爪螺丝将钢丝绳锁紧，闭环梭车牵引运行系统。使用时，作业人员将劈帮所用的物料装到运行梭车上，启动驱动绞车，将运料梭车拉倒机尾指定地点，作业人员将梭车内的物料卸下后，再将梭车拉回到机头装料位置，如此反复，即可实现劈帮用料的机械化运输工作，可以极大减轻作业人员劳动强度，而且保证了运料工作的安全。

四、简易无极绳梭车装置应用效果

该简易无极绳梭车装置被应用在极软岩小康煤矿S2S1 工作面回顺当中。当时工作面尾采和劈帮时，回顺断面严重不足，巷道通风、行人极度不畅，正常矿车已经因为到处刮卡无法运输。劈帮前期的运料工作只能通过人员往里拖运，不仅效率低，而且作业人员体力消耗大，需要较多作业人员，致使劈帮进度较慢。针对井下工作现场实际情况，将现有的五吨电葫芦研制、改造成简易无极绳运料梭车装置，并且成功应用后，实现了极软岩矿井狭小巷道内运料工作的机械化，减少了现场作业人员，降低了工人体力消耗，也加快劈帮进度，缩短六天的劈帮工期，而且确保了工作面能够按期回撤。

五、经济效益

综上所述，通过研制、应用简易无极绳梭车装置，实现了极软岩矿井狭窄巷道条件下的运料工作的机械化，减少了现场作业人数，降低了工人体力消耗，也加快劈帮进度，缩短六天的劈帮工期，实现科技创新。

1.直接效益：该工作面劈帮工作由四家单位共同负责，每个小班都得最少出勤70 人以上，以缩短了六天工期来计算，按每工人均工资262 元计算，则直接减少人工费为：70*3*6*262=33.01 万元。

2.安全效益：通过研制应用简易无极绳梭车装置，实现了极软岩矿井狭窄巷道条件下的运料工作的机械化，加快了劈帮作业，为工作面安全快速回撤奠下了坚实的基础，减少了相关各类作业人员的人工运料的隐患，提高了安全工作系数，为同样是极软岩矿井狭小巷道机械化运输工作提供了可借鉴的数据和经验，这诸多方面所带来社会效益和好处是难以估量的！

图一 简易无极绳运料梭车装置示意图