煤矿井下轨道运输及其监控系统研究

郑占彬

［开滦（集团）有限责任公司设备管理中心，河北 唐山 063000］

0 引言

在现阶段煤矿井下开采生产中，煤炭的运输是比较关键的环节，技术人员应该确保开采出来的煤炭资源得到及时安全运输，避免在内部堆积影响开采效果。煤矿井下轨道作为主要运输方式，技术人员应该注重予以精细化把关，以便促使煤矿井下轨道运输较为高效安全，由此形成理想的煤矿开采支持效果。在煤矿井下轨道运输过程中，为了形成理想的运行防护效果，监控系统的构建至关重要，技术人员应该借助于监控系统获取的信息资料，辅助相关自动化手段，对于煤矿井下轨道运输进行实时调控。

1 煤矿井下轨道运输要点

1.1 钢轨铺设

煤矿井下轨道运输系统中钢轨的铺设应用至关重要，直接关系到后续机车运行的安全性和稳定性，技术人员应该注重密切结合实际状况进行合理铺设，以此形成理想的机车运行环境条件。在钢轨铺设构建中，技术人员应该首先严格审查所有钢轨材料，确保钢轨本身较为顺直，提前做好校正工作，做好铺设准备工作。在钢轨铺设处理时，技术人员应该规范运用悬接方式，对于直线路段以及曲线路段进行适应性处理，由此确保钢轨的整体性较强。在曲线段进行钢轨铺设时，技术人员应该注重灵活运用错接方式，控制错距在2m 以内[1]。在各个切点处以及变坡点区域，应该禁止进行接头设置，由此形成更为理想的钢轨运行条件。钢轨铺设中的焊接工作同样也应该予以高度重视，确保焊接较为充分全面，能够形成较为理想的连接牢固度和稳定性，且避免出现焊渣以及焊接部位的不平整问题。在条件允许的范围内，技术人员应该注重合理选择长度较大的钢轨进行铺设，如此也就可以更好优化整体轨道布设效果，解决来自于钢轨方面的缺陷，同时明显降低了铺设施工难度。钢轨铺设处理中，技术人员应该注重确保其具备平、直以及实的效果，控制控制好各类误差，尤其是轨距的控制，更是需要满足“+5，-2”的基本要求，避免因为轨距偏差过大，导致煤矿井下轨道运输效果受到影响，保障机车的安全有序运行。对于水平方向上的轨距，其误差应该控制在5mm 以内，同时避免在高程上出现偏差问题。

1.2 轨枕铺设

煤矿井下轨道运输系统构建中，轨枕同样也是比较重要的构成部分，技术人员应该密切结合钢轨的铺设状况，确保轨枕得到合理安排，由此更好提升煤矿井下轨道系统的整体稳定性。在轨枕铺设中，技术人员应该注重首先选择恰当适宜的轨枕材质，现阶段比较常用的有木轨枕、钢筋混凝土轨枕（图1）以及其他金属材料轨枕，技术人员应该密切结合钢轨重量以及不同位置进行合理选用。轨枕的铺设应用需要着重控制好各个间距，尤其是对于接头间距、过渡间距以及中心间距，均需要严格管控，避免因为间距不当影响到轨枕的应用效果。如果在煤矿井下轨道运输系统中存在临时轨道轨枕，间距则应该控制在1m 以内，避免间距过大形成不利影响[2]。具体到轨枕铺设中，技术人员应该注重结合不同轨枕类型，确保其可以得到最优化运用。比如在木轨枕铺设处理时，一般需要将有圆角的大面向下安装，促使其整齐排列，避免在任何方面出现混乱无序问题，同时确保轨枕和轨道的中心线保持垂直状态。对于钢筋混凝土轨枕的应用，技术人员则应该在合理布设轨枕的同时，规范运用胶垫或者其他柔性材料进行缓冲，以此形成理想的钢轨整体运行条件，避免在长期运行过程中出现严重受损问题，形成理想的裂缝以及脱边故障的防控。对于钢轨接头处铺设轨枕，技术人员同样也需要规范运用钢筋混凝土轨枕和木轨枕，由此形成理想的轨道弹性和稳定性。

图1 钢筋混凝土轨枕

1.3 道岔控制

煤矿井下轨道运输系统构建中，道岔同样也是比较重要的构成部分，技术人员应该密切结合整个煤矿井下轨道运输需求，合理布置道岔轨形，促使其各项参数信息较为准确可靠。在道岔铺设处理中，技术人员需要综合分析目标区域的曲线半径、开口方向以及轨距等相关因素，确保道岔型号较为适宜合理，可以在项目中形成较为理想的适应性，位置误差应该予以严格控制，确保其小于300mm，并且要保障平顺状态，以此创造出理想的通行条件[3]。对于道岔轨枕的设置同样也需要严格控制，在满足运行需求时，可以合理增加长度，由此确保整体布设运行效果较为理想，可以满足外缘长度要求。针对辙岔的铺设同样也需要精细化控制，确保其铺设方向正确，且能够形成理想的顺序，由此表现出理想的稳定性。针对曲连接轨也需要按照规定进行处理，确保曲线半径的误差较为适宜合理，能够控制在5%以内，且严格控制连接轨和辙岔接头间隙，避免过大影响到后续煤矿井下轨道运输效果。岔尖也应该予以严格把关控制，以便促使各个相关参数信息可以得到严格管控，由此形成良好的灵活可靠性。对于垫板的应用也需要按照设计要求进行处理，避免在应用过程中出现短缺或者松动问题，由此营造出理想的道岔运行效果。

1.4 道床控制

煤矿井下轨道运输系统构建运行中，道床作为比较关键的运行环境，技术人员同样也需要进行严格控制，以便切实规避来自于道床方面的不利影响因素。在道床铺设时，技术人员首先需要严格控制道碴，优先选择石灰岩、河卵石或者符合要求的矸石，尤其是对于煤矿井下开采中出现的大量煤矸石，技术人员就可以在进行试验检测后，合理运用其进行铺设，确保其能够保持理想平整度和饱满度，以便创设出符合要求的道床应用条件。在道床铺设中应用煤矸石时，技术人员应该注重及时清除其中存在的煤粉，避免该方面在后续长期运行中出现较为严重的安全隐患。结合煤矿井下实际状况，技术人员还应该注重在有必要时加设横截水沟，以便形成更为理想的运行保障条件[4]。一般而言，道床道碴的厚度应该大于80mm，宽度也应该密切结合轨巷的宽度进行合理控制，确保其较为契合单轨巷或者双轨巷的具体状况。道碴的铺设应该注重控制好和轨枕的关系，确保其能够埋住轨枕2/3，且避免超出轨枕。

1.5 机车控制

煤矿井下轨道运输系统构建运行中，机车同样也是比较关键的构成部分，技术人员应该结合煤矿井下轨道运输条件以及运输功能需求，合理选择恰当的机车，以便营造出持续稳定的运输条件。因为煤矿井下轨道运输条件较差，很可能在长期运行中出现撞车以及脱轨等安全隐患，不仅仅对于机车驾驶人员提出了较高要求，同样也需要确保机车本身具备理想的运行效果。在机车选择时，技术人员应该确保其各项参数指标较为适宜合理，能够满足于煤矿井下轨道实际状况，尤其是对于机车轮距以及稳定性等关键参数信息，更是需要进行针对性把关控制。例如，对于存在较多弯道以及坡度的项目，技术人员就需要选择操控性能较强的机车予以布置，确保其可以在体现更强运输效率的同时，有效规避运行过程中出现侧翻或者是脱轨的概率。在煤矿井下轨道运输过程中，机车还应该注重得到全面详细把关控制，针对机车本身容易出现的故障隐患以及来自于操作人员方面的隐患进行积极防控，由此更好优化机车长期运行效果。当然，为了更好增强煤矿井下轨道运输系统中机车的运行效果，技术人员还应该着重围绕着一些先进技术予以灵活引入运用，由此更好为机车运行操控保驾护航。例如，在煤矿井下轨道运输中的监控系统构建中，技术人员就需要着重考虑到一些先进设施和技术的运用，促使相应监控系统可以发挥出理想的作用效果，能够实时监测煤矿井下轨道运输状况，尤其是对于机车运行中涉及的相关因素，更是需要动态掌控，及时反馈异常问题和风险因素，便于采取最佳应对策略，明显降低安全事故发生概率[5]。

2 煤矿井下轨道运输监控系统

2.1 明确监控功能

煤矿井下轨道运输监控系统构建时，技术人员应该首先积极关注监控系统的运行需求，明确所有监控功能，进而才能够予以针对性布置，确保监控系统能够发挥出应有价值。在煤矿井下轨道运输监控系统构建中，围绕着运输安全性以及高效性等基本要求，监控系统应该具备以下4 个方面基本功能。

（1）煤矿井下轨道运输监控系统应该具备定位功能，可以实现项目中所有机车的实时准确定位，如此也就可以将机车运行信息准确反馈给控制中心，对于运输调控具备积极作用，避免因为机车调配状况不当，在运输过程中出现撞车等问题。在针对所有机车进行实时定位时，监控系统除了要实时关注机车位置信息，还应该匹配具体机车型号，由此更好实现对于机车运行状况的准确了解，可以更好辅助控制中心进行调控。

（2）煤矿井下轨道运输监控系统还应该具备信息获取以及上传功能，且能够促使信息上传自动化进行，以此促使相应信息资料得到最优化运用。在煤矿井下轨道运输过程中，机车运行效果优化控制时，除了要实时获取机车运行位置的信息资料，还应该获取机车运行时相关的其他信息，如机车载物重量以及运行速度等，均需要进行实时反馈，如此也就可以在遇到突发状况时，形成较为理想的紧急制动，辅助控制中心做出准确决策，最大程度上降低机车运行中出现安全事故的概率[6]。

（3）煤矿井下轨道运输监控系统还应该注重具备路况实时监测和反馈功能，由此分析判断机车运行环境中是否存在严重安全隐患，进而予以有效防控，确保机车安全有序运行。因为煤矿井下轨道运输条件较差，环境相对较为恶劣，存在着较多的干扰因素和风险，监控系统的构建也就需要以此作为关键目标，确保相应环境因素可以得到实时动态监测，结合预定运行条件，分析是否存在明显异常问题，进而将这些异常信息及时反馈给控制中心，便于采取恰当策略，有效规避来自于该方面的安全隐患。

（4）煤矿井下轨道运输监控系统的报警功能同样不容忽视，成为确保机车运行安全的关键前提，有助于提醒控制中心以及相关管控人员及时作出反应，避免酿成严重事故。基于监控系统应该具备的报警功能进行分析，除了要及时反馈机车运行过程中遇到的异常问题，往往还需要重点围绕着机车驾驶员进行实时监管，以便了解驾驶员的工作状态以及效果，尤其是对于机车操作中出现的错误指令以及危险性驾驶行为，均需要进行及时报警，由此提醒针对驾驶员进行调控，更好确保煤矿井下轨道运输安全。

2.2 系统配置

在煤矿井下轨道运输监控系统构建中，技术人员应该密切结合项目实际状况，确保系统具备理想的运行条件，可以由此满足上述各项功能，避免出现软硬件设施方面的限制问题。结合煤矿井下轨道运输监控系统的运行要求进行分析，主要涉及电源、定位系统、交换机、传感器、视频监控系统以及信息传输系统等，技术人员应该考虑煤矿井下实际状况进行合理配置，以便形成较为完善可行的整体运行效果[7]。在各个硬件设施选择配置中，技术人员应该注重综合考虑使用功能以及相互之间的协调性，由此确保煤矿井下轨道运输监控系统得以形成理想运行条件。比如对于煤矿井下轨道运输监控系统中比较关键的各个视频监控设施，技术人员就需要注重予以综合分析，促使相应视频监控设施能够全方位获取所有信息资料，且能够借助于信息传输线路进行信息传输，由此更加便于进行机车运行状况的综合分析，尤其是对于各个风险因素，更是可以及时获取，有效形成理想防控效果。

3 结语

综上所述，煤矿井下轨道运输在现阶段的应用越来越常见，为了确保其具备理想的稳定运行状况，技术人员应该注重围绕着各个构成部分进行精细化布设，避免本身存在严重偏差问题。在此基础上，技术人员还应该注重完善监控系统，以便形成更强安全保障以及优化调控效果。