淺析電器列車與自移機(jī)尾在放頂煤工作面的應(yīng)用

黃 杰

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)成莊礦，山西 晉城 048021）

1 成莊礦綜采放頂煤工作面供電及供液系統(tǒng)概述

成莊礦綜采放頂煤工作面供電及供回液系統(tǒng)以往主要由固定式泵站加工作面順槽皮帶滾輪式開關(guān)架搭載工作面設(shè)備控制開關(guān)的方式進(jìn)行布置。泵站主要設(shè)置了工作面供電移動(dòng)變電站及供回液設(shè)備，工作面機(jī)組、工溜、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)的控制開關(guān)等相應(yīng)設(shè)備搭載在工作面順槽皮帶機(jī)尾滾輪式開關(guān)架上，工作面轉(zhuǎn)載機(jī)及皮帶機(jī)尾轉(zhuǎn)載點(diǎn)設(shè)置皮帶機(jī)滾輪式承載部滿足當(dāng)天生產(chǎn)班回采推進(jìn)需求。皮帶機(jī)開關(guān)架及承載部均為滾輪式結(jié)構(gòu)，需每天檢修班安排3～5人鋪設(shè)專用軌枕及軌道，并使用拉開關(guān)架絞車?yán)破C(jī)開關(guān)架、承載部滿足當(dāng)天工作面回采需求。根據(jù)現(xiàn)有的供電技術(shù)條件，工作面最遠(yuǎn)供電、供液距離約2 000 m（含工作面切眼長度），一旦工作面順槽長度超過2 000 m，就需要在順槽巷道中部布置泵站，然后工作面回采期間需進(jìn)行倒泵站作業(yè)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)也有很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 改進(jìn)目的

在綜采放頂煤工作面投用液壓自移滑靴式電器列車，通過電器列車搭載工作面供電及供回液系統(tǒng)，同時(shí)將工作面機(jī)組、工溜、轉(zhuǎn)載破碎機(jī)的相應(yīng)開關(guān)布置在電器列車上，解決了設(shè)備搭載問題；工作面順槽皮帶機(jī)取消滾輪式承載部、開關(guān)架改為自移機(jī)尾，解決了機(jī)尾移動(dòng)問題；由列車搭載的泵站為電器列車及自移機(jī)尾的移動(dòng)提供了液壓動(dòng)力。

3 改進(jìn)措施

在借鑒大釆高工作面液壓自移滑靴式電器列車的基礎(chǔ)上對放頂煤工作面供電及供回液系統(tǒng)配套工藝進(jìn)行改進(jìn)，滿足工作面生產(chǎn)需要。

3.1 電器列車的組成結(jié)構(gòu)

液壓自移滑靴式電器列車由多個(gè)滑靴式平板車組成，平板車根據(jù)所搭載的設(shè)備尺寸而擁有多個(gè)尺寸型號：長×寬×高=4 000/4 500/5 500 mm×1 620 mm×300 mm（不帶外框架），如圖1所示。

圖1 滑靴式平板車圖（單位：mm）

每個(gè)滑靴式平板車有平板車主體、外框架、滑靴式軌道、抬底千斤、推移千斤、供液系統(tǒng)等部分組成。根據(jù)搭載設(shè)備的規(guī)格尺寸的不同選擇不同的滑靴式平板車，多個(gè)平板車集中在一起組成電器列車。電器列車搭載設(shè)備重量由1.8 t到18 t不等，列車包含約23輛滑靴式平板車，總重約138 t，總長約130 m。列車采用泵站供液系統(tǒng)提供動(dòng)力，移動(dòng)速度大于10 m/h，適應(yīng)最大坡度13°。

3.2 電器列車操作方法的改進(jìn)

在移動(dòng)電器列車作業(yè)中，首先應(yīng)保證列車尾部電纜及管路有足夠的余量共列車前移，將與移動(dòng)電器列車作業(yè)無關(guān)的人員清場后，警戒人員拉好警戒禁止無關(guān)人員進(jìn)入作業(yè)影響區(qū)域，各作業(yè)人員就位后方可送電送液，進(jìn)行電器列車的移動(dòng)操作。操作工序如下頁圖2所示。

3.3 電器列車的配套的改進(jìn)

工作面泵站及主要設(shè)備控制開關(guān)等由液壓自移滑靴式電器列車搭載。根據(jù)所搭載的設(shè)備、開關(guān)等的尺寸、重量參數(shù)以及各設(shè)備開關(guān)的關(guān)系以及工作面作業(yè)人員的操作習(xí)慣，對列車排列順序及平板車種類進(jìn)行合理配套，如下頁圖3所示。

3.4 轉(zhuǎn)載機(jī)與自移機(jī)尾的配套的改進(jìn)

圖2 列車移動(dòng)工序

圖3 電器列車配套示意圖

放頂煤工作面使用的SZZ1000/400型轉(zhuǎn)載機(jī)與皮帶機(jī)機(jī)尾承載部原本以滾輪式龍門架的方式進(jìn)行配套使用，如圖4、圖5、圖6所示，當(dāng)配套使用皮帶機(jī)自移機(jī)尾時(shí)，原有的配套方式已不滿足需要，因此需要進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)。

圖4 轉(zhuǎn)載機(jī)通過滾輪式龍門架與皮帶機(jī)尾配套

圖5 轉(zhuǎn)載機(jī)與自移機(jī)尾的連接配套方式

圖6 自移機(jī)尾與轉(zhuǎn)載機(jī)的連接座

3.5 安裝工程的簡化

放頂煤工作面使用固定式泵站時(shí)，供回液系統(tǒng)需從泵站到工作面布設(shè)Φ64進(jìn)液管一趟，Φ76回液管一趟，Φ51高壓進(jìn)水管一趟；以及工作面各設(shè)備的95 mm2電纜四趟；使用電器列車與自移機(jī)尾后僅需布設(shè)Φ51純凈水管一趟，95 mm2高壓電纜兩趟，50 mm2高壓電纜一趟。由此可見，使用電器列車及自移機(jī)尾后不僅減少了大量的安裝工程量，前期的電纜液管投入也大為減少。同時(shí)，后期電纜液管的檢查維護(hù)工作量也大為減少，減輕了作業(yè)隊(duì)組日常檢修維護(hù)的工作壓力。

3.6 作業(yè)工藝的調(diào)整

放頂煤工作面采用固定式泵站時(shí)，泵站設(shè)泵站司機(jī)1人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，皮帶機(jī)尾開關(guān)架處設(shè)電工1人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。每日檢修班，需安排作業(yè)人員3～5名進(jìn)行開關(guān)架承載部以及轉(zhuǎn)載機(jī)移動(dòng)軌道鋪設(shè)，并進(jìn)行拉移轉(zhuǎn)載機(jī)、開關(guān)架作業(yè)，滿足當(dāng)日采面推進(jìn)生產(chǎn)需要。使用電器列車及自移機(jī)尾后電器列車處安排泵站司機(jī)及電工1名聯(lián)合監(jiān)護(hù)，回采期間，自移機(jī)尾的推移作業(yè)僅需轉(zhuǎn)載機(jī)看護(hù)工1人即可操作，其他作業(yè)人員警戒配合即可，每日可節(jié)省人工4人。

4 經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

目前，電器列車與自移機(jī)尾已經(jīng)在5318放頂煤工作面應(yīng)用了6個(gè)月。該配套方式改進(jìn)后，應(yīng)用良好，使用穩(wěn)定，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

材料成本：使用自移機(jī)尾后工作面順槽皮帶機(jī)尾取消了開關(guān)架承載部專用軌道的鋪設(shè)，可節(jié)省鋪設(shè)軌道的費(fèi)用，按82元/m，鋪設(shè)80 m（含轉(zhuǎn)載機(jī)、承載部軌道4根，軌枕每米鋪1根，每根長3 m）計(jì)算，節(jié)約82×（80×4+80×3）=45 920元，約4.6萬元。

進(jìn)回液管成本：Φ64進(jìn)液管每根15 m，單價(jià)6 000元；Φ76回液管每根15 m，單價(jià)8 000元。按2 000 m計(jì)算，各需134根液管，合計(jì)節(jié)約134×（6 000+8 000）=187.6萬元。

另節(jié)約電纜約10萬元。

人工成本：每天可減少鋪設(shè)軌道拉移開關(guān)架作業(yè)人員4人，按每人每年15萬元人工成本投入計(jì)算，每年可節(jié)約人工成本15×4=60萬元。

綜上在綜采放頂煤工作面應(yīng)用電器列車及開關(guān)架后可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)4.6+187.6+10+60=262.2萬元。

4.2 社會(huì)效益

電器列車及自移機(jī)尾在放頂煤工作面投入運(yùn)行后，電器列車及轉(zhuǎn)載機(jī)開關(guān)架的拉移工作均可通過操作液壓控制手柄的方式進(jìn)行，取消了每天鋪設(shè)軌道使用拉開關(guān)架絞車的作業(yè)方式，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了作業(yè)安全性，同時(shí)電器列車距工作面較遠(yuǎn)，泵站看護(hù)人員的作業(yè)環(huán)境也得到改善。因此，電器列車及自移機(jī)尾收到了綜采工作面作業(yè)人員的廣泛肯定與歡迎，未來將在該礦放頂煤工作面逐步推廣。

5 存在的問題

液壓自移滑靴式電器列車雖然在放頂煤工作面取得了良好的使用效果，但是面對復(fù)雜的井下工作面順槽條件，電器列車也暴露出了些許不足及問題：

1）列車選用的推移及抬底千斤容易發(fā)生損壞，且更換困難。電器列車搭載的設(shè)備重量從1.8 t到18 t不等，同時(shí)由于列車是通過連接銷將所有滑靴式平板車一輛輛聯(lián)接成為一個(gè)整體，作業(yè)時(shí)列車整體同步進(jìn)行抬起及推移動(dòng)作，巨大的負(fù)載對選用的抬底及推移千斤提出了更高的要求，同時(shí)列車的推移千斤布置在平板車底部，造成了推移千斤損壞時(shí)更換困難。

2）列車搭載設(shè)備重量相差懸殊，由于是整體同步移動(dòng)，造成列車連接桿受力各不相同，不僅極易損壞，也影響了列車的移動(dòng)效率。3）列車進(jìn)行爬坡時(shí)列車頭部清障器容易鏟起大量的底板煤矸。

6 結(jié)語

液壓滑靴自移式電器列車已在成莊礦5318大采高工作面穩(wěn)定應(yīng)用。該自移式電器列車對工作面順槽巷道地形具有良好的適應(yīng)性，并且移動(dòng)作業(yè)工序簡單，操作簡便，作業(yè)過程中安全系數(shù)高。該自移式電器列車有利于工作面的快速推進(jìn)，對煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效具有重要意義。液壓滑靴自移式電器列車的成功穩(wěn)定應(yīng)用表明該電器列車自移系統(tǒng)具備廣泛的推廣實(shí)用性。