+860水平輔助運輸系統(tǒng)改造方案的研究

侯建英

（山西焦煤集團有限責(zé)任公司東曲煤礦， 山西 太原 030200）

1 工程背景

東曲煤礦+860水平主要生產(chǎn)采區(qū)為二、八采區(qū)，準(zhǔn)備采區(qū)為九采區(qū)。其中二采區(qū)8號煤設(shè)計工作面8個、9號煤設(shè)計工作面8個，八采區(qū)8號煤工作面設(shè)計7個、9號煤設(shè)計工作面7個，九采區(qū)2號煤設(shè)計工作面7個，+860水平東翼軌道巷沿標(biāo)高862-3‰上山開掘，+860水平東翼膠帶巷位于8、9號煤附近施工。+860水平西翼軌道巷沿標(biāo)高866-3‰上山開掘，由于煤層受斷層影響，開始段在4號底板掘進至中部穿2號、4號煤，至后部在2號煤頂板開掘。+860水平西翼膠帶巷沿4號煤底板開掘，至+860水平西翼膠帶聯(lián)絡(luò)巷處（標(biāo)高850），剩余部分沿標(biāo)高850-3‰下山施工（局部穿2號、4號煤）。+860水平西翼總回風(fēng)巷沿2號頂板施工。

輔助運輸系統(tǒng)復(fù)雜、運輸環(huán)節(jié)多、運輸效率低，且尚未擁有相對完善的輔助運輸系統(tǒng)，現(xiàn)有輔助運輸系統(tǒng)已不能滿足生產(chǎn)任務(wù)的需要。

2 輔助運輸系統(tǒng)方案的對比分析

2.1 無軌膠輪車

無軌膠輪車是一種現(xiàn)代化的煤礦輔助運輸工具，具有操作靈活、運輸物料效率高等特點。無軌膠輪車不僅能夠承擔(dān)運輸井下工作人員的任務(wù)，還可以運輸?shù)V井下的物料，如煤矸石、機電設(shè)備及工程所需材料等[1-2]。

無軌膠輪車相對于其他輔助運輸方案具有以下幾個特點：

1）安裝簡便。無軌膠輪車采用整體安裝的方式，運輸?shù)骄潞蟛恍璨鸾?、組裝，可直達(dá)采掘工作面，相較于其他輔助運輸方式，如單軌、卡軌，減少了安裝環(huán)節(jié)，不需要鋪設(shè)軌道，節(jié)約了大量的人力成本與經(jīng)濟成本。

2）運輸效率較高，運輸方式靈活。無軌膠輪車運輸過程中不需要使用軌道，在裝貨點裝貨后，可以直達(dá)卸料，節(jié)省了轉(zhuǎn)載所需的時間[3-4]。

3）運輸物料的成本低。無軌膠輪車在運輸物料時，每噸物料運輸?shù)馁M用在5元左右，相對于輔助運輸方式的運輸費用，節(jié)省了大約為1/2，為煤礦帶來了較高的經(jīng)濟價值。

4）適用范圍廣，操作靈活。無軌膠輪車操作簡單，具有較低的機身，在低窄的巷道中也可以完成轉(zhuǎn)彎等動作。根據(jù)井下工作面的實際需要，無軌膠輪車可配置鏟斗與叉架等工作機構(gòu)，達(dá)到“一機多用”的效果。并且輪胎耐用，制動系統(tǒng)良好[5-6]。

2.2 單軌吊機車

單軌吊機車是一種煤礦井下的輔助運輸工具，采用特質(zhì)的工字鋼作為懸軌，通過鋼絲繩、柴油機、蓄電池或風(fēng)動裝置為機車提供牽引動力，運行過程中受到的阻力較小，電能損耗較為理想。單軌吊機車的機身截面較小，可充分利用巷道的斷面面積，運輸過程中不受巷道的地板條件限制，可在平巷與斜巷或者各種復(fù)雜的曲線環(huán)境下，實現(xiàn)連續(xù)不轉(zhuǎn)載的運輸。機車設(shè)有前后兩個駕駛室，雙人作業(yè)，操作簡單，掉頭方便。單軌吊機車可實現(xiàn)自動起吊，物料的裝卸方便快捷，裝載的效率高，節(jié)約了物料的運輸時間與人力成本。單軌吊機車安全性較高，制動性能可靠，后期維護方便，可極大地方便生產(chǎn)和維修[7-8]。

總體來說，無軌膠輪車與單軌吊機車兩種輔助運輸方式各有優(yōu)點，無法直接得出結(jié)論，本文將在下一節(jié)結(jié)合+860輔助運輸系統(tǒng)的實際情況對兩種方案進行對比分析。

3 運輸方案的指標(biāo)分析

3.1 人員運輸效率

依據(jù)+860水平現(xiàn)有生產(chǎn)、輔助隊組施工組織情況（每班出勤約200人次），無軌膠輪車、單軌吊機車運輸距離取平均距離6 km計算（物料、設(shè)備運輸均按此計算）。

3.1.1 膠輪車運輸時間

為保證各作業(yè)隊組的日常生產(chǎn)組織，每班需安排10輛無軌膠輪車人車，人車選用WC20R型（20人/車）無軌膠輪車運人車。運輸時間=6 km÷20 km/h（人車滿載速度）=0.3 h（18 min）。

3.1.2 單軌吊機車運輸時間

運送人員采用蓄電池單軌吊機車，機車平均運行速度約 1.8 m/s（6.5 km/h）。

單軌吊運輸時間=6 km÷6.5 km/h≈0.92 h（55min）。

3.2 物料運輸效率

3.2.1 膠輪車運輸時間

膠輪車運輸時間=6 km÷20 km/h（料車滿載速度）=0.3 h（18 min）。

3.2.2 單軌吊機車運輸時間

單軌吊物料與人員運送均采用蓄電池機車，運行速度一致1.8 m/s。

運輸時間 =6 km÷6.5 km/h≈0.92 h（55 min）。

3.3 大、重型設(shè)備運輸效率分析

3.3.1 膠輪車運輸時間

膠輪車運輸距離約6 km，重型無軌膠輪車滿載運行速度：10 km/h，空載 15 km/h。

到達(dá)工作面時間=6 km÷10 km/h=0.6 h（36min）。

返程時間 =6 km÷15 km/h=0.4 h（24 min）。

支架裝卸時間=0.25 h（15 min）。

運輸一次耗費65 min。

3.3.2 單軌吊機車運輸時間

運送液壓支架采用柴油機單軌吊，滿載平均運行速度約0.8 m/s，空載平均運行速度約2.5 m/s，運輸距離6 km。

到達(dá)工作面時間 =6 km÷0.8 m/s≈2 h（120min）。

返程時間 =6 km÷2.5 m/s≈0.67 h（40 min）。

支架裝卸時間共計30 min。

運輸一次耗費190 min（3 h）。

3.4 施工費用計算

3.4.1 膠輪車運輸費用

新建膠輪車運輸巷參照+860水平膠輪車運輸大巷施工費用14 000元/延米，施工250 m巷道需350萬元。

巷道擴幫工程共計4 530 m，所需費用約263萬元。主材消耗費用約214萬元（錨桿10根/m，藥卷2根）。巷道底板硬化工程4 530 m，硬化厚度300 mm，需混凝土7 474.5方，所需費用約262萬元。+860水平無軌膠輪車投入預(yù)算見表1。

表1 +860水平無軌膠輪車投入預(yù)算

3.4.2 單軌吊機車運輸費用

單軌吊井下專用檢修充電硐室參照無軌膠輪車運輸大巷施工費用14 000元/延米，施工150 m巷道約210萬元。

地面專用承認(rèn)車場、單軌吊充電、檢修維護車間、物料設(shè)備裝載車等相關(guān)改造工程預(yù)計200萬元。+860水平單軌吊機車投入預(yù)算見下頁表2。

表2 單軌吊機車投入預(yù)算

4 結(jié)語

通過對無軌膠輪車與單軌吊有關(guān)人員運輸效率、物料運輸效率、大重型設(shè)備運輸效率、施工費用指標(biāo)進行理論分析與工程類比，得出了+860輔助運輸系統(tǒng)采用無軌膠輪車運輸各項指標(biāo)均優(yōu)于單軌吊機車運輸。