雙尾輪三軌雙向運輸無極繩連續(xù)牽引車在煤礦的應用

崔漢濤

摘 要：神州煤礦一采區(qū)輔助運輸巷與井底車場連接處無極繩連續(xù)牽引車采用單尾輪布置型式，無法實現(xiàn)副斜井提升機與無極繩連續(xù)牽引車之間的連續(xù)運輸，而采用雙尾輪布置型式，實現(xiàn)了無縫接力運輸，運輸效率提高9.8%。針對無極繩連續(xù)牽引車運行速度低，變四軌雙向運輸為三軌雙向運輸，不僅達到了同樣的運輸效率，而且節(jié)省投資614.8萬元。雙尾輪三軌雙向運輸無極繩連續(xù)牽引車簡少了運輸環(huán)節(jié)、運行安全可靠、投資低，取得了很好的經(jīng)濟效益。

關鍵詞：無極繩連續(xù)牽引車;雙尾輪;三軌雙向運輸;運輸效率

0? 引言

無極繩連續(xù)牽引車因適用于長距離、多變坡、巷道轉(zhuǎn)彎等各種復雜工況條件，在煤礦輔助運輸中得到了廣泛應用[1]。山西神州煤礦采用四六工作制，下組煤一采區(qū)輔助運輸巷道與副斜井井底車場相接，長度2016m，最大角度12°，最大班運輸量10次（60車），最大件液壓支架質(zhì)量22t。設計選用變頻無級調(diào)速SQ-120/132P型無極繩連續(xù)牽引車，最大靜張力120kN，配套隔爆交流變頻調(diào)速異步電動機132kW、660V，速度0.1～1.72m/s，張緊方式為機械重錘式。

與副斜井井底車場連接的無極繩連續(xù)牽引車按照傳統(tǒng)設計采用單尾輪布置型式[2-3]，但無極繩連續(xù)牽引車在使用過程中存在以下問題：當?shù)V車在井底車場由副斜井提升機提升轉(zhuǎn)為無極繩連續(xù)牽引車運輸時，單尾輪布置型式總有一段距離需人工推車，尤其是重車運輸，工人勞動強度大、且效率及安全性低。無極繩連續(xù)牽引車固有的缺點就是速度低，對于長距離運輸時間過于緊張[4]，不能滿足現(xiàn)行《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》的要求。針對以上問題，采用“雙尾輪”布置型式，提高副斜井提升機與無極繩連續(xù)牽引車的接力運輸效率，降低勞動強度;同時采用三軌雙向運輸，提高運輸能力，降低投資。

1? 雙尾輪布置型式

按照傳統(tǒng)設計，井底車場安裝的無極繩連續(xù)牽引車機頭布置在運輸巷道內(nèi)，通過道岔2與副斜井提升機接力提升，在采區(qū)軌道巷內(nèi)布置一個尾輪，此布置型式見圖1。副斜井傾角25°，采用600mm軌距兩根軌道布置，到井底車場后變?yōu)閷ΨQ道岔，一側(cè)為重車線，重車線由井筒向道岔1方向為9‰下坡，確保礦車到達井底車場摘鉤后自溜至道岔1;另一側(cè)為輕車線，輕車線由道岔1向井筒方向為9‰下坡，采區(qū)的礦車到達道岔1自溜至井底車場，然后掛鉤由副斜井提升機提升至地面。車輛運輸操作方式為：副斜井提升機將礦車下放至井底車場后摘鉤，沿重車線自溜至道岔1，然后工人將礦車推至道岔2，再由無極繩連續(xù)牽引車的梭車運輸至采區(qū)巷道靠近工作面端;來自采區(qū)的矸石車或者空礦車由無極繩連續(xù)牽引車的梭車運輸至道岔2后摘鉤，工人將矸石車或者空礦車由道岔2→道岔1最終推入輕車線側(cè)進行自溜，再由副斜井提升機提升至地面。其中道岔1與道岔2之間距離為46m，靠人工推車，無法連續(xù)運輸，工人勞動強度大、運輸效率低、無法滿足高效現(xiàn)代化礦井建設。

設計對無極繩連續(xù)牽引車布置型式進行優(yōu)化，即在運輸區(qū)段中單獨開鑿一個無極繩連續(xù)牽引車硐室，該硐室與一采區(qū)輔助運輸巷道垂直，將無極繩連續(xù)牽引車機頭安裝在該硐室內(nèi)，除按傳統(tǒng)布置型式在采區(qū)巷道內(nèi)布置一個尾輪外，在井底車場重車線與輕車線交叉點處再增加一個尾輪，重車線和輕車線維持傳統(tǒng)布置，此布置型式見圖2。車輛運輸方式為：副斜井提升機將礦車下放至井底車場后摘鉤，沿重車線自溜至道岔1，然后無極繩連續(xù)牽引車的梭車牽引礦車至采區(qū)巷道靠近工作面端;采區(qū)的矸石車或者空礦車由梭車牽引至道岔1后摘鉤，沿輕車線自溜至井底車場，再由副斜井提升機提升至地面，此布置型式基本無需人工推車，實現(xiàn)了連續(xù)運輸。

2? 三軌雙向運輸布置

眾所周知無極繩連續(xù)牽引車的速度低，最大不超過2.5m/s。神州煤礦選用的SQ-120/132P型無極繩連續(xù)牽引車，最大速度1.72m/s，運輸一趟所需時間T=2×（2016÷1.72+40）÷3600=0.67h，式中40為摘掛鉤時間（s），運輸10次為6.7h，已經(jīng)遠遠超過現(xiàn)行《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》四六工作制礦井輔助運輸不超過4.5h的規(guī)定，不滿足設計要求。有的礦井采取檢修班時進行運輸，超強度作業(yè)，違規(guī)生產(chǎn);有的礦井采用兩段運輸，不僅增加一部無極繩連續(xù)牽引車及其控制系統(tǒng)，而且運輸環(huán)節(jié)多、增加摘掛鉤人員、效率低;有的礦井采用四軌雙向運輸，減少提升時間，但是巷道斷面增大，增加投資。

設計對常規(guī)采用的四軌雙向運輸進行優(yōu)化。如果采用四軌雙向運輸，軌道中心間距為1.4m，礦車寬度0.88m，兩側(cè)滿足行人寬度0.86m，管道梁底高度2.9m滿足運輸液壓支架的要求，輔助運輸巷道凈寬4m，凈高度4m，凈斷面13.48m2，掘進斷面面積15.0m2。如圖3所示為四軌雙向運輸?shù)南锏罃嗝妗?/p>

為了減小巷道斷面，減少投資，設計采用三根軌道雙向運輸，車輛運行時共用一根軌道，在運輸中部兩車相遇時布置成四根軌道，成四根軌道運行，同樣可以達到采用四軌雙向運輸?shù)倪\輸效率，不僅減小了巷道斷面面積，也節(jié)省了一根軌道。采用三軌雙向運輸，軌道中心間距為0.7m，礦車寬度0.88m，兩側(cè)滿足行人寬度0.88m，管道梁底高度2.9m滿足運輸液壓支架的要求，輔助運輸巷道凈寬3.3m，凈高度3.75m，凈斷面11.21m2，掘進斷面面積12.65m2。圖4為三軌雙向運輸?shù)南锏罃嗝?，圖5為礦車相遇位置軌道布置型式。

3 經(jīng)濟效益

2015年10月雙尾輪三軌雙向運輸無極繩連續(xù)牽引車在神州煤礦安裝，通過4年多的運行，未出現(xiàn)一例問題，驗證了設計方案的可行性和科學性。該布置型式具有以下優(yōu)點：

（1）井底車場處無極繩連續(xù)牽引車采用雙尾輪布置可減少2名推車工，每人按年平均工資7萬元，每年節(jié)約14萬元;

（2）運輸距離按2016m計，單尾輪布置型式運輸一趟所需時間T1=（2016-46）÷1.72+46÷0.3=1299s，式中0.3為人工推車速度（m/s），46為道岔1與道岔2之間人工推車距離（m）。雙尾輪布置型式運輸一趟所需時間T2=2016÷1.72=1172s，運輸一趟可節(jié)省時間△T=1299-1172=127s，運輸效率提高了9.8%;

（3）采用三軌雙向運輸較四軌雙向運輸，不僅達到了同樣的運輸效率，而且減小了巷道斷面，節(jié)省了一根軌道。

四軌雙向運輸掘進斷面面積15m2，三軌雙向運輸掘進斷面面積12.65m2，斷面減小2.35m2，整條巷道減少（2016-50）×2.35=4620m3，式中50為三軌變四軌巷道的長度（m），按照0.125萬元/m3，節(jié)省投資577.5萬元。

四軌變?yōu)槿壓螅?jié)省軌道長度2016-50=1966m，按照30號鋼軌，單重30.1kg/m，單價0.6萬元/噸，節(jié)約35.5萬元，軌道安裝費按照設備費的5%，合計37.3萬元，再加上巷道費用共節(jié)省614.8萬元。

4 結(jié)語

雙尾輪三軌雙向運輸無極繩連續(xù)牽引車的設計，不僅礦車實現(xiàn)了連續(xù)接力運輸，簡少了運輸環(huán)節(jié)，降低了工人勞動強度，提高了安全生產(chǎn)水平，而且達到了四軌雙向運輸?shù)倪\輸效率，節(jié)省了投資，取得了明顯的經(jīng)濟效益，具有一定的推廣價值。

參考文獻

[1] 王毅武，金向陽，凌志達.煤礦井下輔助運輸方式優(yōu)選[J].煤礦開采，2010（8）：17-19.

[2] 王小國，梁家豪.中置式雙尾輪無極繩絞車運輸方式在不規(guī)則綜采工作面的研究與應用[J].煤礦機械，2019（6）：152-154.

[3] 翟占威.無極繩絞車雙尾輪運輸技術在煤礦井下的應用[J].江西煤炭科技，2018（4）：138-139.

[4] 金向陽，王坡礦井輔助運輸系統(tǒng)改造設計[J].煤炭工程，2008（3）：7-9.