煤礦輔助運輸分析

摘 要：針對我國煤炭行業(yè)現(xiàn)狀，簡要論述了西方產(chǎn)煤大國與我國輔助運輸發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，通過適用場合及自身優(yōu)缺點比較現(xiàn)有的幾種輔助運輸方式，簡單介紹了單軌吊輔助運輸系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用、工作原理及展望。根據(jù)煤礦地質(zhì)條件的差異，合理選用輔助運輸方式，滿足煤礦生產(chǎn)需求。

關(guān)鍵詞：煤礦；輔助運輸；單軌吊

引言

據(jù)記載，煤的使用最早可以追溯到石器時代。1784年進行開采的位于維吉尼亞的煤礦是美國最早的商業(yè)煤礦。自十八世紀以來一直到石油開采技術(shù)大力發(fā)展的二十世紀初期，煤炭一直是西方工業(yè)國家最主要的能源?；诿簩佣鄶?shù)離地表較遠的情況，超過半數(shù)煤礦所采用的地下開采成為全球最主要的開采方式。環(huán)境惡劣、巷道空間狹窄、巷道起伏等是煤礦井下存在的主要問題，這些條件的限制同時給輔助運輸帶來了極大挑戰(zhàn)。

1 輔助運輸發(fā)展及現(xiàn)狀

輔助運輸系統(tǒng)是指運輸除去煤炭以外的其他物料設(shè)備等的運輸系統(tǒng)，作為煤款生產(chǎn)一個必不可少環(huán)節(jié)的輔助運輸需要耗費很大的勞動量，超過煤礦生產(chǎn)總勞動量的一半以上[1]。二十世紀中期，以美國、德國為代表的西方采煤大國開始提高煤礦輔助運輸系統(tǒng)的機械化程度，到七、八十年代，國外輔助運輸系統(tǒng)的現(xiàn)代化程度已有很大提高[2]。二十世紀七八十年代，我國的煤礦開采技術(shù)有了很大的發(fā)展，同時，大批煤礦現(xiàn)代化礦井開始逐漸建成，但是，受技術(shù)條件的限制，我國的煤礦輔助運輸系統(tǒng)卻成了煤礦生產(chǎn)的最薄弱環(huán)節(jié)，依然停留在二十世紀中后期的水平，自二十世紀七十年代后期才開始現(xiàn)代化輔助運輸系統(tǒng)的研制，進入二十一世紀之后，千萬噸煤礦的出現(xiàn)使得采掘運的矛盾更加突出，輔助運輸已成為嚴重制約煤礦生產(chǎn)的工作環(huán)節(jié)[3]。

包括地軌及天軌的有軌輔助運輸和以膠輪或履帶車為代表的無軌輔助運輸是我國輔助運輸?shù)膬煞N形式。近年來，更多的煤礦開始意識到輔助運輸?shù)闹匾?，開始使用單軌吊等機械化程度較高的新型輔助運輸系統(tǒng)來代替落后的傳統(tǒng)輔助運輸方式，但依然有很多小型煤礦繼續(xù)采用具有很大安全隱患、浪費勞動力且多運輸環(huán)節(jié)的落后輔助運輸方式。如表1所示。

2 單軌吊機車的研發(fā)應(yīng)用及工作原理

西德于1940年開始使用單軌吊機車，采用的是鋼絲繩牽引的方式，二十世紀六十年代開始在歐洲產(chǎn)煤大國大范圍應(yīng)用。位于山西省得漳村煤礦是我國最早開始使用單軌吊機車的煤礦，二十世紀八十年代引進芬瑞特公司生產(chǎn)的單軌吊輔助運輸設(shè)備。二十世紀初期，沙爾夫公司的單軌吊機車也開始引入中國市場。我國對于單軌吊機車的研發(fā)開始于1979年，河北煤研所研制的40馬力與20馬力柴油機單軌吊機車先后分別在開灤和長沙試車成功。八十年代末開始蓄電池單軌吊的研制。中國特殊的國情導(dǎo)致了我國經(jīng)濟技術(shù)明顯落后于西方發(fā)達國家，這些限制使得我國自主研制的單軌吊無法滿足應(yīng)用，我國單軌吊輔助運輸系統(tǒng)很長一段時間內(nèi)依靠進口國外成型產(chǎn)品。近年來，隨著我國科研水平的不斷提高，在借鑒吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上我國很多企業(yè)開始自主研發(fā)單軌吊輔助運輸系統(tǒng)并且成功應(yīng)用在我國很多煤礦，我國的單軌吊輔助運輸系統(tǒng)已經(jīng)形成了比較完備的體系。如表2所示。

單軌吊機車的動力系統(tǒng)為驅(qū)動裝置、夾緊裝置、制動裝置及起吊裝置提供能量，驅(qū)動輪在夾緊裝置的作用下緊壓軌道，驅(qū)動輪與軌道間的摩擦力為機車行走提供動力，此時制動彈簧在制動缸作用下收縮蓄能，閘片脫離軌道實現(xiàn)行走，反之，制動缸失壓，制動彈簧靠自身彈力回彈，閘片在彈簧力的作用下緊壓軌道，實現(xiàn)制動停車。

3 輔助運輸系統(tǒng)展望

復(fù)雜多樣的地質(zhì)特征造成每個煤礦的礦井條件具有其獨特性，根據(jù)每個煤礦的巷道條件及不同需求進行量身定做，實現(xiàn)最優(yōu)配置。污染程度較小的清潔能源具有更好的環(huán)境保護性，同時具有更高的安全性，更加適合煤礦井下的自然條件。輔助運輸系統(tǒng)的使用壽命和零部件的可靠性進一步提高，相應(yīng)的維修費用也會逐漸降低，使產(chǎn)品真正的做到經(jīng)久耐用。近年來，我國現(xiàn)代化煤礦的數(shù)量逐年遞增，綜采綜掘等設(shè)備也向重型化發(fā)展，但依然有少部分中小型煤礦的存在，輔助運輸系統(tǒng)的選擇必將受到其巷道斷面寬度等的影響，因此要研制適用于中小型煤礦的現(xiàn)代化先進輔助運輸設(shè)備。

4 結(jié)束語

煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中所占比例超過了百分之五十，對我國社會經(jīng)濟的增長起到至關(guān)重要的作用。輔助運輸是煤礦安全高效生產(chǎn)的一個必不可少的工作環(huán)節(jié)，輔助運輸方式的選用是否合理成嚴重制約著生產(chǎn)工作，根據(jù)煤礦的巷道寬度、巷道高度、巷道底板硬度、巷道坡度等自然地質(zhì)條件選擇合適的輔助運輸設(shè)備，在安全高效的基礎(chǔ)上滿足現(xiàn)代化礦井的輔助運輸要求。

參考文獻

[1]王芹，郝繼飛.井下蓄電池單軌吊輔助運輸系統(tǒng)[J].煤礦機械，2012（9）：182-183.

[2]張彥祿，高英，樊運平，等.煤礦井下輔助運輸?shù)默F(xiàn)狀與展望[J].礦山機械，2011（10）：6-9.

[3]王龍生.煤礦高效輔助運輸成套系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2014（9）：77-82.