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+860水平辅助运输系统改造方案的研究

2020-07-07侯建英

机械管理开发 2020年5期
关键词:胶轮运输系统采区

侯建英

(山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿, 山西 太原 030200)

1 工程背景

东曲煤矿+860水平主要生产采区为二、八采区,准备采区为九采区。其中二采区8号煤设计工作面8个、9号煤设计工作面8个,八采区8号煤工作面设计7个、9号煤设计工作面7个,九采区2号煤设计工作面7个,+860水平东翼轨道巷沿标高862-3‰上山开掘,+860水平东翼胶带巷位于8、9号煤附近施工。+860水平西翼轨道巷沿标高866-3‰上山开掘,由于煤层受断层影响,开始段在4号底板掘进至中部穿2号、4号煤,至后部在2号煤顶板开掘。+860水平西翼胶带巷沿4号煤底板开掘,至+860水平西翼胶带联络巷处(标高850),剩余部分沿标高850-3‰下山施工(局部穿2号、4号煤)。+860水平西翼总回风巷沿2号顶板施工。

辅助运输系统复杂、运输环节多、运输效率低,且尚未拥有相对完善的辅助运输系统,现有辅助运输系统已不能满足生产任务的需要。

2 辅助运输系统方案的对比分析

2.1 无轨胶轮车

无轨胶轮车是一种现代化的煤矿辅助运输工具,具有操作灵活、运输物料效率高等特点。无轨胶轮车不仅能够承担运输井下工作人员的任务,还可以运输矿井下的物料,如煤矸石、机电设备及工程所需材料等[1-2]。

无轨胶轮车相对于其他辅助运输方案具有以下几个特点:

1)安装简便。无轨胶轮车采用整体安装的方式,运输到井下后不需拆解、组装,可直达采掘工作面,相较于其他辅助运输方式,如单轨、卡轨,减少了安装环节,不需要铺设轨道,节约了大量的人力成本与经济成本。

2)运输效率较高,运输方式灵活。无轨胶轮车运输过程中不需要使用轨道,在装货点装货后,可以直达卸料,节省了转载所需的时间[3-4]。

3)运输物料的成本低。无轨胶轮车在运输物料时,每吨物料运输的费用在5元左右,相对于辅助运输方式的运输费用,节省了大约为1/2,为煤矿带来了较高的经济价值。

4)适用范围广,操作灵活。无轨胶轮车操作简单,具有较低的机身,在低窄的巷道中也可以完成转弯等动作。根据井下工作面的实际需要,无轨胶轮车可配置铲斗与叉架等工作机构,达到“一机多用”的效果。并且轮胎耐用,制动系统良好[5-6]。

2.2 单轨吊机车

单轨吊机车是一种煤矿井下的辅助运输工具,采用特质的工字钢作为悬轨,通过钢丝绳、柴油机、蓄电池或风动装置为机车提供牵引动力,运行过程中受到的阻力较小,电能损耗较为理想。单轨吊机车的机身截面较小,可充分利用巷道的断面面积,运输过程中不受巷道的地板条件限制,可在平巷与斜巷或者各种复杂的曲线环境下,实现连续不转载的运输。机车设有前后两个驾驶室,双人作业,操作简单,掉头方便。单轨吊机车可实现自动起吊,物料的装卸方便快捷,装载的效率高,节约了物料的运输时间与人力成本。单轨吊机车安全性较高,制动性能可靠,后期维护方便,可极大地方便生产和维修[7-8]。

总体来说,无轨胶轮车与单轨吊机车两种辅助运输方式各有优点,无法直接得出结论,本文将在下一节结合+860辅助运输系统的实际情况对两种方案进行对比分析。

3 运输方案的指标分析

3.1 人员运输效率

依据+860水平现有生产、辅助队组施工组织情况(每班出勤约200人次),无轨胶轮车、单轨吊机车运输距离取平均距离6 km计算(物料、设备运输均按此计算)。

3.1.1 胶轮车运输时间

为保证各作业队组的日常生产组织,每班需安排10辆无轨胶轮车人车,人车选用WC20R型(20人/车)无轨胶轮车运人车。运输时间=6 km÷20 km/h(人车满载速度)=0.3 h(18 min)。

3.1.2 单轨吊机车运输时间

运送人员采用蓄电池单轨吊机车,机车平均运行速度约 1.8 m/s(6.5 km/h)。

单轨吊运输时间=6 km÷6.5 km/h≈0.92 h(55min)。

3.2 物料运输效率

3.2.1 胶轮车运输时间

胶轮车运输时间=6 km÷20 km/h(料车满载速度)=0.3 h(18 min)。

3.2.2 单轨吊机车运输时间

单轨吊物料与人员运送均采用蓄电池机车,运行速度一致1.8 m/s。

运输时间 =6 km÷6.5 km/h≈0.92 h(55 min)。

3.3 大、重型设备运输效率分析

3.3.1 胶轮车运输时间

胶轮车运输距离约6 km,重型无轨胶轮车满载运行速度:10 km/h,空载 15 km/h。

到达工作面时间=6 km÷10 km/h=0.6 h(36min)。

返程时间 =6 km÷15 km/h=0.4 h(24 min)。

支架装卸时间=0.25 h(15 min)。

运输一次耗费65 min。

3.3.2 单轨吊机车运输时间

运送液压支架采用柴油机单轨吊,满载平均运行速度约0.8 m/s,空载平均运行速度约2.5 m/s,运输距离6 km。

到达工作面时间 =6 km÷0.8 m/s≈2 h(120min)。

返程时间 =6 km÷2.5 m/s≈0.67 h(40 min)。

支架装卸时间共计30 min。

运输一次耗费190 min(3 h)。

3.4 施工费用计算

3.4.1 胶轮车运输费用

新建胶轮车运输巷参照+860水平胶轮车运输大巷施工费用14 000元/延米,施工250 m巷道需350万元。

巷道扩帮工程共计4 530 m,所需费用约263万元。主材消耗费用约214万元(锚杆10根/m,药卷2根)。巷道底板硬化工程4 530 m,硬化厚度300 mm,需混凝土7 474.5方,所需费用约262万元。+860水平无轨胶轮车投入预算见表1。

表1 +860水平无轨胶轮车投入预算

3.4.2 单轨吊机车运输费用

单轨吊井下专用检修充电硐室参照无轨胶轮车运输大巷施工费用14 000元/延米,施工150 m巷道约210万元。

地面专用承认车场、单轨吊充电、检修维护车间、物料设备装载车等相关改造工程预计200万元。+860水平单轨吊机车投入预算见下页表2。

表2 单轨吊机车投入预算

4 结语

通过对无轨胶轮车与单轨吊有关人员运输效率、物料运输效率、大重型设备运输效率、施工费用指标进行理论分析与工程类比,得出了+860辅助运输系统采用无轨胶轮车运输各项指标均优于单轨吊机车运输。

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