單軌自移設(shè)備列車在工作面中的應(yīng)用

張鵬偉

（潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司， 山西 長治 047105）

引言

設(shè)備列車是綜采工作面重要組成部分，設(shè)備列車內(nèi)主要安裝遠(yuǎn)程操控室、乳化液泵、移動(dòng)變壓器、組合開關(guān)、電纜托移裝置等設(shè)備，設(shè)備列車主要安裝在運(yùn)輸順槽內(nèi)，隨著工作面回采前移，設(shè)備列車也隨之移動(dòng)；我國多數(shù)煤礦設(shè)備列車采用地面鋪設(shè)雙軌道移動(dòng)方式，軌道間距為0.6～0.8 m，但是由于設(shè)備列車長度長、寬度大，導(dǎo)致設(shè)備列車安裝后占地面積大，不利于運(yùn)輸順槽側(cè)人員行走及輸送機(jī)運(yùn)輸，影響設(shè)備安全運(yùn)行，威脅工作面安全生產(chǎn)。本文以潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司為例，對(duì)1303 工作面設(shè)備列車運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，提出了單軌自移設(shè)備列車。

1 1303 工作面的概述

潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司1303 工作面位于井田三采區(qū)，1303 工作面設(shè)計(jì)走向長度為1 200 m，傾向長度為100 m，工作面采用綜合機(jī)械化回采工藝。1303 工作面在回采期間運(yùn)巷主要布置設(shè)備為膠帶輸送機(jī)、電氣列車、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、超前支架、運(yùn)巷端頭架。

為了保證工作面安全前移及設(shè)備安全管理，1303 綜采工作面的設(shè)計(jì)人員將所有的機(jī)電設(shè)備（液壓泵、控制臺(tái)、乳化液泵、移動(dòng)變壓器、動(dòng)力中心、電纜、通訊線）全部集中在工作面皮帶巷設(shè)備列車內(nèi)，設(shè)備列車距工作面間距為120 m。隨著綜采工作面的不斷向前推進(jìn)，設(shè)備列車也在不斷向前移動(dòng)。

1303 工作面掘進(jìn)煤層傾角較大、巷道有坡度、設(shè)備的電纜較多、皮帶巷積水嚴(yán)重，傳統(tǒng)的設(shè)備列車主要采用絞車牽引，造成設(shè)備列車前移難度大、人員工作強(qiáng)度大、維護(hù)成本高、移動(dòng)速度慢、線纜回收難度大、安全系數(shù)低等問題。對(duì)此，綜采安裝隊(duì)通過技術(shù)研究對(duì)原設(shè)備列車特點(diǎn)進(jìn)行分析，并設(shè)計(jì)了一套單軌自移設(shè)備列車。

2 礦用設(shè)備列車特點(diǎn)

綜采工作面采用傳統(tǒng)的軌道式設(shè)備列車主要有以下特點(diǎn)[1]：

1）機(jī)電系統(tǒng)大、設(shè)備多。綜采工作面設(shè)備列車的設(shè)備主要由液壓泵、控制臺(tái)、乳化液泵、移動(dòng)變壓器、動(dòng)力中心、電纜、通訊線、4 個(gè)清水箱、噴霧泵、開關(guān)等30 多種設(shè)備組成。

2）體積大、質(zhì)量重。設(shè)備列車上的設(shè)備比如動(dòng)力中心及移動(dòng)變壓器質(zhì)量都在10 t 以上，其他小的泵站質(zhì)量也都在5 t 以上，整部設(shè)備列車的總質(zhì)量在120 t 左右。

3）長度長。每個(gè)泵站的水箱距離為5 m，動(dòng)力中心的設(shè)備距離為7 m。每個(gè)設(shè)備與設(shè)備之間還要間隔1.5 m 作為安全距離，因此所有設(shè)備的總長度達(dá)到了130 m。

3 單軌自移設(shè)備列車結(jié)構(gòu)及工作原理

3.1 單軌自移設(shè)備列車結(jié)構(gòu)組成

1）單軌自移設(shè)備列車使用的軌道為國家標(biāo)準(zhǔn)的單軌軌道。施工人員在鋪設(shè)單軌軌道時(shí)要從工作面一直鋪設(shè)到皮帶巷的末端，因此單軌軌道的鋪設(shè)質(zhì)量對(duì)后期單軌列車使用有直接的影響。單軌軌道采用最先進(jìn)的卡軌技術(shù)，在日常行進(jìn)中不會(huì)出現(xiàn)列車掉道的事故。單軌自移設(shè)備列車的所有行進(jìn)動(dòng)力均來自于自身攜帶的乳化液泵及泵站的動(dòng)力，因此不需要外部提供。

2）單軌列車主要由電纜伸縮自移和設(shè)備自移部分兩部分組成，這兩個(gè)部分都是采用拉桿相連，但是相互直接分列運(yùn)行。電纜伸縮自移部分每次移動(dòng)的距離比較短，主要是隨著采煤機(jī)的移動(dòng)而移動(dòng)，兩者直接同步運(yùn)行；設(shè)備自移部分移動(dòng)的距離比較長，主要是根據(jù)采煤機(jī)的前移速度及日常產(chǎn)煤量的大小調(diào)整移動(dòng)。

3）根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，所有電氣設(shè)備嚴(yán)禁帶電移動(dòng)，因此設(shè)備列車在設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮到這一點(diǎn)，將兩套動(dòng)力部分采用交叉供液的方式，電纜伸縮自移部分給自移部分的泵站提供動(dòng)力，自移部分的泵站給電纜伸縮自移部分提供動(dòng)力。

3.2 工作原理

3.2.1 自移部分工作原理

1）綜采工作面機(jī)電設(shè)備安裝在設(shè)備列車自移部分，再將設(shè)備列車自移部分安放在單軌軌道上，通過自移部分為整套列車提供動(dòng)力。工作原理主要采用技術(shù)比較成熟的邁步式移動(dòng)方式，即一個(gè)推進(jìn)油缸和前后兩個(gè)制動(dòng)裝置，操作人員可以通過操控控制閥上的手柄來控制前后制動(dòng)裝置的前進(jìn)以及推進(jìn)油缸的伸縮，以此來完成整部列車的向前推進(jìn)。

2）煤礦傳統(tǒng)設(shè)備列車的設(shè)計(jì)工藝是將列車分為兩段，然而由于整部列車質(zhì)量較重且前、后兩段質(zhì)量不同，列車在行進(jìn)到上、下坡以及地板有凸凹時(shí)，很容易導(dǎo)致推進(jìn)油缸推力過大或過小，對(duì)設(shè)備及軌道均會(huì)造成一定損傷。

3）單軌自移設(shè)備列車采用推進(jìn)方式是將整部列車分為4 段，有3 個(gè)推進(jìn)油缸分別對(duì)各個(gè)分段的列車進(jìn)行推移，同時(shí)為了保證各段列車同步運(yùn)行，將各段的油缸串聯(lián)連接。

3.2.2 電纜伸縮自移原理

1）電纜伸縮自移部分的作用是將工作面設(shè)備與移動(dòng)部分進(jìn)行過渡，同時(shí)將工作面的各類電纜、膠管在設(shè)備列車進(jìn)行排布，從而實(shí)現(xiàn)工作面的各類電纜與工作面同步推進(jìn)。

2）通過單組邁步式移動(dòng)裝置給工作面電纜與設(shè)備提供動(dòng)力，同時(shí)使用多組間隔的電纜小車實(shí)現(xiàn)電纜的伸縮。

3）在列車正常行進(jìn)時(shí)，綜采工作面的設(shè)備隨著邁步式移動(dòng)裝置一起移動(dòng)，同時(shí)電纜小車在推進(jìn)中實(shí)現(xiàn)電纜的收縮，當(dāng)移動(dòng)到一定距離后，列車自移部分開始移動(dòng)并牽引電纜小車完成電纜的伸縮。

4 結(jié)論

在1303 工作面回采至450 m 處對(duì)工作面設(shè)備列車進(jìn)行優(yōu)化，采用了一套單軌吊裝系統(tǒng)，截止2019年7 月20 日1303 工作面已回采到位，通過7 個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果觀察發(fā)現(xiàn)，采用單軌自移設(shè)備列車后解決了傳統(tǒng)設(shè)備列車移車難度大、跑道現(xiàn)象嚴(yán)重、移車危險(xiǎn)性高等技術(shù)難題，降低了設(shè)備列車故障率，保證了工作面安全高效回采，取得了顯著應(yīng)用成效。