無極繩絞車在掘進巷道輔助運輸中的應(yīng)用

李宏強

(山西汾西礦業(yè)集團 柳灣煤礦，山西 孝義 032300)

隨著礦井采掘深度以及開采范圍的不斷增加，支護材料、開采設(shè)備等輔助運輸?shù)拈L度及運輸量均呈增加趨勢，同時受到煤礦井下惡劣環(huán)境的影響，輔助運輸面臨組織難度大、運輸安全風險高以及運輸效率低等問題[1-2]，煤炭開采受地質(zhì)條件影響顯著。為減少巖巷掘進工程量，采區(qū)開拓巷道及回采巷道多沿開采煤層頂?shù)装宀贾?，巷道底部隨著煤層底板起伏。受巷道布置形式以及現(xiàn)場條件制約，采區(qū)各聯(lián)巷開口處彎道較多且受井下狹小空間的限制，軌道上山與機巷(風巷)間夾角小，車場布置難度大，從而導(dǎo)致礦井輔助運輸難度增加[3-4]?，F(xiàn)階段礦井輔助運輸多采用調(diào)度絞車方式，現(xiàn)場條件復(fù)雜或者巷道存在轉(zhuǎn)彎時多通過調(diào)度絞車搭接方式實現(xiàn)運輸，雖然可滿足井下運輸需要，但是由于使用多部調(diào)度絞車面臨輔助運輸過程繁瑣、輔助運輸人員數(shù)量多等問題；分段搭接運輸存在安全風險高、運輸工效低以及受環(huán)境影響大等問題[5-8]。文中以山西某礦20112回風巷及聯(lián)巷輔助運輸為工程背景，提出采用無極繩絞車代替多段搭接調(diào)度絞車進行輔助運輸，對于轉(zhuǎn)彎及條件復(fù)雜區(qū)通過多尾輪布置方式實現(xiàn)無極繩絞車連續(xù)運行，現(xiàn)場應(yīng)用后實現(xiàn)了煤礦井下輔助運輸集約、高效運行。

1 工程概況

20112回風巷及聯(lián)巷位于2采區(qū)北側(cè)，主要用于采面時回風、行人等，巷道設(shè)計長度為1 586 m。20112回風巷及聯(lián)巷開口位于采區(qū)運煤上山，并按照268°方位角掘進25 m后與采區(qū)軌道上山聯(lián)通，后采用綜掘方式沿著11號煤層底板掘進。具體20112回風巷及聯(lián)位位置及掘進斷面見圖1。20112回風巷及聯(lián)位設(shè)計斷面均為矩形(凈寬4.5 m、凈高2.8 m)，圍巖控制采用錨網(wǎng)索方式。11號煤層厚2.82 m，煤層賦存穩(wěn)定，是礦井現(xiàn)階段的主采煤層，11號煤層頂?shù)装鍘r層以泥巖、炭質(zhì)泥巖以及粉砂巖等為主。

圖1 20112回風巷及聯(lián)位位置示意

2 無極繩絞車輔助運輸應(yīng)用

2.1 輔助運輸設(shè)備確定

無極繩絞車是煤礦井下常用的輔助運輸設(shè)備，通過鋼絲繩提供牽引力，可滿足大傾角、大噸位、長距離運輸工況需要，常在采區(qū)上山、下山以及回采巷道內(nèi)使用，可直接將材料、設(shè)備等運輸至作業(yè)點，是代替調(diào)度絞車進行輔助運輸?shù)脑O(shè)備之一。無極繩絞車的組成單元有主機(絞車、梭車、張緊裝置等)、輔助設(shè)備(包括信號裝置、饋電開關(guān)、鋼絲繩以及通信裝置等)。使用無極繩絞車進行輔助運輸時，通過張緊裝置使鋼絲繩張力隨運輸工況變化，避免在運輸期間出現(xiàn)松動或者打滑情況；采用變頻裝置調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，依據(jù)負載調(diào)整運輸速度，不僅可提高運輸效率，而且可在一定程度上提高運輸安全性；通過增加尾輪，可提高無極繩絞車在復(fù)雜條件下的適應(yīng)性，輔助運輸過程中不需要重裝梭車，從而可明顯降低倒車次數(shù)、作業(yè)人員的勞動強度，提升輔助運輸效率。根據(jù)20112回風巷及聯(lián)巷現(xiàn)場情況，決定選擇型號SQ-80B無極繩絞車，使用的絞車技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 無極繩絞車技術(shù)參數(shù)

2.2 現(xiàn)場布置形式

2.2.1 尾輪布置

在20112回風巷掘進期間，通過采用無極繩絞車并配合尾輪方式實現(xiàn)輔助運輸，在20112風巷聯(lián)巷口、作業(yè)點以及無極繩絞車布置點位置均安裝尾輪，除作業(yè)點尾輪為活動尾輪外，其余2個尾輪均為固定式尾輪，見圖2。

圖2 尾輪安裝位置示意圖

固定式尾輪(圖2中尾輪1及尾輪2)底座基礎(chǔ)均使用混凝土澆筑，以提高支承強度的穩(wěn)定性；尾輪3隨巷道掘進移動，為移動時尾輪，固定方式依據(jù)巷道底板巖性情況確定。當巷道底板為穩(wěn)定性較強的巖體時，固定時用6根螺紋鋼錨桿(規(guī)格D20 mm×2 200 mm)；底板為煤層時，則先用C20混凝土澆筑長1 200 mm、寬900 mm、深1 200 mm基礎(chǔ)，并用7根螺紋鋼錨桿(規(guī)格D20 mm×2 200 mm)固定。尾輪高度應(yīng)低于鋼軌高度，以便梭車順利通過；在固定式尾輪位置用鐵道板代替道木。

2.2.2 輪組布置

由于20112風巷沿著11號煤層底板掘進，底板會出現(xiàn)一定起伏，為提高無極繩絞車運輸安全性及適應(yīng)性，在鋼絲繩布置沿線安裝一定數(shù)量輪組。通過布置輪組可避免輔助運輸時鋼絲繩與底板、軌道出現(xiàn)摩擦，同時防止鋼絲繩在張力作用下抬高時出現(xiàn)梭車掉道情況。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

在20112回風巷及聯(lián)巷采用SQ-80B無極繩絞車(配合尾輪、輪組)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)度絞車搭接運輸方式，實現(xiàn)了輔助運輸連續(xù)開展。通過在掘進巷道中采用無極繩絞車進行輔助運輸，可解決傳統(tǒng)調(diào)度絞車搭接運輸時面臨的頻繁倒車、頻繁摘鉤及掛鉤等問題，并避免發(fā)生中涂摘鉤、掛鉤操作不規(guī)范引起的脫鉤或者跑車等安全事故。

采用無極繩絞車進行輔助運輸，車輛運輸平穩(wěn)，在后續(xù)運輸過程中不容易發(fā)生車輛掉道引起的運輸事故。輔助運輸設(shè)備布置較為集中、安全防護設(shè)施布置到位，可便于后續(xù)檢修、維護。

4 結(jié) 語

無極繩絞車應(yīng)用后可解決調(diào)度絞車分段接力運輸面臨的運輸分散、倒車次數(shù)多以及運輸效率低、安全風險高等問題。依據(jù)現(xiàn)場情況，采用SQ-80B無極繩絞車，并對尾輪及輪組布置形式、布置要求等進行闡述?，F(xiàn)場應(yīng)用后，20112回風巷及聯(lián)巷輔助運輸效率得以顯著提升，現(xiàn)場取得較好的應(yīng)用效果。