某礦大采高綜采放頂煤工作面運(yùn)輸設(shè)備能力核驗(yàn)及安全管理措施研究

靳樹軒

(霍州煤電集團(tuán)品臨能化煤電綜合項(xiàng)目部， 山西 臨縣 033200)

1 前言

某礦9- 301工作面所采煤層為9#煤層，9#煤層賦存于太原組中下部，上距5#煤層40.90～56.15m，平均50.63m，煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含一至二層夾矸，平均煤厚為11.8m，該工作面采用一次采全高綜采放頂煤走向長(zhǎng)壁采煤法，煤層傾角12°～36°，平均24°，為緩傾斜煤層。工作面直接頂為泥巖，厚1～2m，基本頂為細(xì)粒砂巖，厚1～3m，屬于中等易垮落性頂板。該工作面機(jī)采高為3.2m。割煤步距0.8m，放煤厚度8.6m，一采一放，采用單輪順序放煤方式，采放比1：2.69。

2 副巷運(yùn)輸系統(tǒng)能力檢驗(yàn)

2.1 運(yùn)輸方式

材料通過地面3m絞車經(jīng)過副斜井下放至井底車場(chǎng)，經(jīng)電機(jī)車運(yùn)輸至西區(qū)3m絞車處，由西區(qū)3m絞車經(jīng)西區(qū)軌道暗斜井下放至9- 3012輔助運(yùn)輸巷，再由WC5E/C膠輪車運(yùn)至9- 3012運(yùn)輸聯(lián)巷口，由該處安裝的JSDB- 19型回柱絞車下放至9- 3012巷，再由巷道內(nèi)膠輪車運(yùn)輸至設(shè)備列車外材料存放處。

2.2 絞車運(yùn)輸能力驗(yàn)算

JSDB- 16型回柱絞車均選用φ26mm鋼絲繩，鋼絲繩靜張力60kN，最小破斷力372kN，單位重量2.43kg/m，抗拉強(qiáng)度1 670MPa。

1)鋼絲繩承受的最大能力計(jì)算

372kN÷W最大>6.5(鋼絲繩安全系數(shù)為6.5)

得出W最大=57.23kN(允許絞車運(yùn)輸時(shí)的最大阻力為57.23kN)。

2)一次運(yùn)輸?shù)V車車數(shù)計(jì)算

W最大=n(m+m0)(ω′cosβ+sinβ)g+
PLk(ω′kcosβ+sinβ)g

式中：W最大——絞車開始運(yùn)輸時(shí)阻力；

n——礦車車數(shù)；

β——巷道傾角；

m——礦車有效載荷；

m0——礦車自重；

LK——鋼絲繩沿巷道全長(zhǎng)；

ω′——礦車運(yùn)行阻力系數(shù)，取0.02 ；

ω′k——鋼絲繩阻力系數(shù)取0.25；

P——鋼絲繩單位長(zhǎng)度質(zhì)量。

將數(shù)據(jù)代入得

n(m+m0)= [W最大-PLK(ω′kcosβ+sinβ)g]/
[ (ω′cosβ+sinβ)g]=
[57 230-1 303.82]÷3.22≈
17 368=17.368t

1t礦車使用數(shù)量=17.368t÷(m+m0)≈10.8輛>3輛，符合要求。

由于受車場(chǎng)限制，每次運(yùn)輸限定最大串車數(shù)為3輛。

3)鋼絲繩強(qiáng)度校驗(yàn)

φ26mm鋼絲繩最小破斷力為372kN。

安全系數(shù)=372kN÷[n(m+m0) (ω′cosβ+
sinβ)g]=372×1 000÷[3×1 600×(0.02×
cos18°+sin18°)×9.8]≈
24>6.5符合要求。

經(jīng)驗(yàn)算，JSDB- 16型回柱絞車運(yùn)輸能滿足要求。

2.3 WC5E/C機(jī)車牽引計(jì)算

按1臺(tái)WC5E/C機(jī)車牽引14t重物(更換最重件電機(jī)減速器按12t計(jì)算，平板車按2t計(jì)算)通過10°坡計(jì)算(副巷最大坡度為8°)，膠輪車自重7.5t，柴油機(jī)功率75kW，膠輪車牽引力60kN，制動(dòng)力65kN，滾動(dòng)摩擦系數(shù)按0.04計(jì)算，滑動(dòng)摩擦系數(shù)按0.6計(jì)算。

車輛自重7.5t;

下滑力F下=(14+7.5)× sin10°=3.8t；

滾動(dòng)摩擦阻力F滾阻=(14+7.5)×0.04=0.86t；

膠輪車牽引力F牽=6t、膠輪車制動(dòng)力：F制=6.5t；

膠輪車滑動(dòng)摩擦阻力：F滑動(dòng)摩擦=7.5×0.6=4.5t。

1)10°上坡工況

這種工況是膠輪車牽引力克服下滑力和滾動(dòng)摩擦力牽引上坡。

F發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力=12t>F滑動(dòng)摩擦=6t，
F牽=F滑動(dòng)摩擦=6t，
F牽=6t>F下(3.8)+F滾阻(0.86)=4.66t，

所以一臺(tái)膠輪車在10°斜坡上可以牽引一臺(tái)電機(jī)減速器正常上坡。

2)10°下坡工況

在這種工況是滾動(dòng)摩擦力與滑動(dòng)摩擦力或制動(dòng)力之和克服支架的下滑力。

F制=6.5t>F滑動(dòng)摩擦=6t;
所以按F滑動(dòng)摩擦=6t計(jì)算。
F滑動(dòng)摩擦(6t)+F滾阻(0.86t)>F下(3.8t)，

所以一臺(tái)膠輪車在10°斜坡上可以牽引一臺(tái)電機(jī)減速器正常下坡。

綜上計(jì)算結(jié)果，一臺(tái)WC5E/C機(jī)車牽引12t重物通過10°坡，機(jī)車動(dòng)力完全可以滿足。

3 運(yùn)輸安全措施

3.1 絞車運(yùn)輸安全措施

(1)絞車司機(jī)必須持有操作證，嚴(yán)禁無證開車。

(2)工作面及其巷道車場(chǎng)范圍內(nèi)的所有絞車實(shí)行掛牌制度，檢修班電工負(fù)責(zé)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢查和維修。運(yùn)輸工負(fù)責(zé)對(duì)所有絞車的完好、絞車固定、鋼絲繩及所有安全設(shè)施進(jìn)行檢查，并填寫記錄，絞車達(dá)不到完好標(biāo)準(zhǔn)，禁止使用。

(3)絞車司機(jī)在工作前,應(yīng)先檢查巷道的頂、幫情況和警戒安設(shè)情況，然后檢查絞車的固定、鋼絲繩、信號(hào)、各種保護(hù)設(shè)施，確認(rèn)無誤后才可開動(dòng)絞車[1]。

(4)絞車司機(jī)、掛鉤工嚴(yán)格按照操作規(guī)程、崗位責(zé)任制作業(yè)。開車前與掛鉤工進(jìn)行信號(hào)聯(lián)系，回信號(hào)后方可作業(yè)。

(5)嚴(yán)格執(zhí)行“行車不行人，行人不行車”制度。

(6)絞車運(yùn)輸時(shí)，必須在能夠進(jìn)入鋼絲繩運(yùn)行范圍內(nèi)的各個(gè)入口設(shè)置警戒，嚴(yán)禁人員進(jìn)入。

3.2 使用膠輪車安全技術(shù)措施

1)膠輪車乘人管理規(guī)定

(1)膠輪車司機(jī)必須經(jīng)專門技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后，方可持證上崗，并能夠熟知和掌握本業(yè)務(wù)有關(guān)的應(yīng)知應(yīng)會(huì)知識(shí)和安全操作規(guī)程[2]。

(2)嚴(yán)格執(zhí)行交接班制度，完成當(dāng)班運(yùn)行任務(wù)、崗位衛(wèi)生清理和運(yùn)行臺(tái)賬記錄填寫后，與下一班認(rèn)真交接好當(dāng)班存在問題和設(shè)備運(yùn)行情況。若有問題及時(shí)處理，處理不了及時(shí)向上級(jí)匯報(bào)，以便安排檢修工進(jìn)行檢修。

(3)膠輪車運(yùn)行期間，嚴(yán)格執(zhí)行“行車不行人、行人不行車”制度。

(4)明確定員、嚴(yán)禁超員運(yùn)輸。乘車人員必須在規(guī)定的地點(diǎn)上下車。

(5)機(jī)車運(yùn)行人員時(shí)速度不得超過8km/h，嚴(yán)禁超速。過聯(lián)巷拐彎點(diǎn)和巷道邊坡點(diǎn)時(shí)，提前30m減速行駛，速度控制在0.5m/s，同時(shí)鳴笛警示。

(6)其他安全注意事項(xiàng)，必須嚴(yán)格執(zhí)行礦井的防爆膠輪車使用管理規(guī)定。

(7)行駛過程中，如遇特殊情況，應(yīng)快速將緊急停車制動(dòng)桿扳至合閘位置。

2)膠輪車運(yùn)料管理規(guī)定

(1)膠輪車運(yùn)料運(yùn)行時(shí)，最高速度不得超過4km/h，嚴(yán)禁超速。過聯(lián)巷拐彎點(diǎn)和巷道變坡點(diǎn)時(shí)，提前30m減速行駛，速度控制在0.5m/s，同時(shí)鳴笛警示。

(2)運(yùn)輸物料時(shí)，所運(yùn)材料必須裝在礦車或拖掛的平板車內(nèi)，膠輪車運(yùn)行過程中最多可以帶三輛礦車或一輛平板車；頂棚，正、副駕駛室內(nèi)嚴(yán)禁堆放材料，嚴(yán)禁人物混運(yùn)。

(3)在井下裝卸貨物時(shí)必須制動(dòng)鎖車。

(4)運(yùn)送高大設(shè)備，影響駕駛員視線時(shí)，必須制定安全技術(shù)措施。

(5)膠輪車通過巷道的安全距離：距兩側(cè)附著物突出部分不得少于0.5m，距頂板吊掛物突出部分不得少于0.3m。

(6)車輛運(yùn)送松散物料時(shí)，應(yīng)采取必要的捆綁措施。

4 結(jié)論

通過對(duì)運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸能力進(jìn)行了核驗(yàn)，JSDB- 16型回柱絞車運(yùn)輸能滿足要求，一臺(tái)WC5E/C機(jī)車牽引12t重物通過10°坡，機(jī)車動(dòng)力完全可以滿足。同時(shí)介紹了運(yùn)輸設(shè)備的安全管理措施，為綜采放頂煤工作面的運(yùn)輸設(shè)備安全管理提供了借鑒意義。