金莊礦綜放工作面軌道鋪設(shè)技術(shù)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

田學(xué)春

摘要： 綜放工作面軌道巷主要擔(dān)負(fù)著運(yùn)輸綜采支架等大型設(shè)備的重任，如果前期施工軌道鋪設(shè)不合理，就會(huì)給后期安裝提升運(yùn)輸綜采設(shè)備帶來(lái)安全隱患和整改難度。金莊礦3302綜放工作面相比同條件下3207綜放工作面，在軌道巷掘進(jìn)過(guò)程中，提前對(duì)軌道鋪設(shè)等優(yōu)化設(shè)計(jì)，為后期綜采設(shè)備實(shí)現(xiàn)順利運(yùn)搬打下基礎(chǔ)，與之相比，取得較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

Abstract： The fully mechanized caving face track lane is mainly used for transportation of fully mechanized mining support and other large equipment. If the early construction track laying is unreasonable， it will cause security risks and correction difficulty for later installation and lifting of fully mechanized mining equipment. Compared with 3207 fully mechanized caving face in Jinzhuang mine， 3302 fully mechanized caving face， under the same conditions， optimized the design of track laying in advance， which lays foundation for smooth transportation of equipment later and achieves good social and economic benefits.

關(guān)鍵詞： 工作面；軌道巷；鋪軌；優(yōu)化；設(shè)計(jì)

Key words： working face；roadway；laying；optimization；design

中圖分類號(hào)：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）09-0102-02

0 引言

綜采工作面的安裝主要考慮大型綜采設(shè)備運(yùn)輸問(wèn)題，對(duì)于軌道鋪設(shè)質(zhì)量等有較高要求。金莊礦3207綜放工作面由于軌道鋪設(shè)不理想，在安裝過(guò)程中數(shù)次出現(xiàn)運(yùn)輸液壓支架掉道問(wèn)題，帶來(lái)安全隱患。在相同條件下3302綜放工作面掘進(jìn)鋪軌時(shí)，按照優(yōu)化設(shè)計(jì)方案施工，提前考慮軌道運(yùn)輸鋪設(shè)質(zhì)量等滿足安裝要求，避免上述問(wèn)題，踐行了“安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理”設(shè)計(jì)三原則[1]效果良好。

1 工程概況

金莊礦年產(chǎn)煤量約60萬(wàn)噸，33采區(qū)3302綜放工作面傾斜長(zhǎng)度130m，走向長(zhǎng)度460m，開(kāi)采3煤平均5.6m厚，煤層賦存-500m～-600m，傾角0～18°，綜采放頂煤工藝。工作面內(nèi)分布落差0～10m數(shù)條斷層，軌道巷沿3煤掘進(jìn)，提前考慮后期運(yùn)輸綜采設(shè)備問(wèn)題，對(duì)巷道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，掘進(jìn)鋪軌一次成形到位，安裝期間沒(méi)有出現(xiàn)歪架掉道問(wèn)題。比相同條件下3207綜放工作面安裝效率提高三分之一。

2 軌道鋪設(shè)技術(shù)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

綜采工作面運(yùn)搬液壓支架系統(tǒng)中，軌道鋪設(shè)要達(dá)到平、穩(wěn)、直，軌道曲線半徑、軌道轉(zhuǎn)彎處行進(jìn)速度、軌面抬高值和軌距加寬值重點(diǎn)考慮。

2.1 彎道曲率半徑R優(yōu)化設(shè)計(jì)

利用曲線半徑允許最小值計(jì)算公式：

考慮到運(yùn)輸大設(shè)備行車(chē)限速小于1.5m/s，平板車(chē)軸距為1m，代入式[2]中如下：

式中C—系數(shù)，按行車(chē)速度取值，當(dāng)V<1.5m/s時(shí)，C取7～10；當(dāng)1.53.5m/s時(shí)，C≥15；

SB—車(chē)輛的軸距，m。

Rmin=C×SB=7×1m=7m（1）

行車(chē)最小曲線半徑為7m。

2.2 曲線軌道外軌超高值Δh[3]優(yōu)化設(shè)計(jì)

式中Δh—曲線軌道外軌超高值，mm；

V—車(chē)輛運(yùn)行速度，m/s；

S—軌距，m；

R—曲線軌道的半徑，m；

k—曲線軌道半徑與軌距之比，k=R/S。

Δh=0.18■=100■=100■mm=32.1mm（2）

2.3 曲線軌道軌距的加寬值ΔSp優(yōu)化設(shè)計(jì)

式中ΔSp—軌距加寬值，mm；

SB—車(chē)輛軸距，mm；

R—曲線軌道半徑，mm。

ΔSp=0.18■mm=0.18■≈0.0257m≈26mm（3）

2.4 斜巷拐平軌道豎曲線半徑最小值優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.4.1 凹型豎曲線半徑

R1=■

=■

=10711mm（4）

式中L0—裝車(chē)設(shè)備長(zhǎng)度，mm；

h1—設(shè)備與輪緣的垂直距離，mm；

R1—豎曲線最小半徑，mm；

a—巷道傾角，（°）。

2.4.2 凸型豎曲線半徑優(yōu)化設(shè)計(jì)

R2=■

=■=16507mm（5）

R2—最小凸型豎曲線半徑，mm；

h—平板車(chē)底距車(chē)軸中心的距離，mm；車(chē)底在軸心以上取+號(hào)，車(chē)底在軸心以下取-號(hào)；

r—車(chē)輪半徑，mm；

Sb—平板車(chē)軸距，mm。

液壓支架運(yùn)輸鋪軌參數(shù)下限取值為以上結(jié)果。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用效果

配合3302軌道巷總體設(shè)計(jì)方案，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算，得出幾個(gè)重要技術(shù)參數(shù)。該綜放工作面軌道巷掘進(jìn)鋪軌過(guò)程中，對(duì)彎道曲率半徑R最小值、曲線軌道外軌超高值Δh、曲線軌道軌距的加寬值ΔSp、斜巷拐平軌道豎曲線半徑最小值R等技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化[4]，嚴(yán)格按照優(yōu)化后技術(shù)方案鋪設(shè)軌道。通過(guò)3302綜放工作面與相同條件下3207綜放工作面安裝工程進(jìn)行類比，沒(méi)有出現(xiàn)運(yùn)輸綜采支架多次掉道問(wèn)題，在保證安全前提下，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的運(yùn)輸路線暢通無(wú)阻、行車(chē)順利，效率大大提高。

4 結(jié)論

本文以金莊礦3302綜放工作面軌道巷優(yōu)化設(shè)計(jì)為例，介紹了該工程軌道鋪設(shè)等通過(guò)精心計(jì)算和預(yù)先考慮各項(xiàng)制約因素，采取措施加以防范，最終取得良好應(yīng)用效果。實(shí)踐表明，綜放工作面安裝運(yùn)輸軌道鋪設(shè)是保證順利安裝的前提，安裝工程難度雖大，但只要采取行之有效、可行合理的技術(shù)方案，化后期被動(dòng)整改為前期主動(dòng)預(yù)防，即節(jié)約人力物力資源，又滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)際需要，進(jìn)而為安全、高效、科學(xué)采煤創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件。

參考文獻(xiàn)：

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