李宏強(qiáng)

(山西汾西礦業(yè)集團(tuán) 柳灣煤礦，山西 孝義 032300)

隨著礦井采掘深度以及開(kāi)采范圍的不斷增加，支護(hù)材料、開(kāi)采設(shè)備等輔助運(yùn)輸?shù)拈L(zhǎng)度及運(yùn)輸量均呈增加趨勢(shì)，同時(shí)受到煤礦井下惡劣環(huán)境的影響，輔助運(yùn)輸面臨組織難度大、運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)高以及運(yùn)輸效率低等問(wèn)題[1-2]，煤炭開(kāi)采受地質(zhì)條件影響顯著。為減少巖巷掘進(jìn)工程量，采區(qū)開(kāi)拓巷道及回采巷道多沿開(kāi)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(chǎng)條件制約，采區(qū)各聯(lián)巷開(kāi)口處彎道較多且受井下狹小空間的限制，軌道上山與機(jī)巷(風(fēng)巷)間夾角小，車場(chǎng)布置難度大，從而導(dǎo)致礦井輔助運(yùn)輸難度增加[3-4]?，F(xiàn)階段礦井輔助運(yùn)輸多采用調(diào)度絞車方式，現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜或者巷道存在轉(zhuǎn)彎時(shí)多通過(guò)調(diào)度絞車搭接方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸，雖然可滿足井下運(yùn)輸需要，但是由于使用多部調(diào)度絞車面臨輔助運(yùn)輸過(guò)程繁瑣、輔助運(yùn)輸人員數(shù)量多等問(wèn)題；分段搭接運(yùn)輸存在安全風(fēng)險(xiǎn)高、運(yùn)輸工效低以及受環(huán)境影響大等問(wèn)題[5-8]。文中以山西某礦20112回風(fēng)巷及聯(lián)巷輔助運(yùn)輸為工程背景，提出采用無(wú)極繩絞車代替多段搭接調(diào)度絞車進(jìn)行輔助運(yùn)輸，對(duì)于轉(zhuǎn)彎及條件復(fù)雜區(qū)通過(guò)多尾輪布置方式實(shí)現(xiàn)無(wú)極繩絞車連續(xù)運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后實(shí)現(xiàn)了煤礦井下輔助運(yùn)輸集約、高效運(yùn)行。

1 工程概況

20112回風(fēng)巷及聯(lián)巷位于2采區(qū)北側(cè)，主要用于采面時(shí)回風(fēng)、行人等，巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1 586 m。20112回風(fēng)巷及聯(lián)巷開(kāi)口位于采區(qū)運(yùn)煤上山，并按照268°方位角掘進(jìn)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(hào)煤層底板掘進(jìn)。具體20112回風(fēng)巷及聯(lián)位位置及掘進(jìn)斷面見(jiàn)圖1。20112回風(fēng)巷及聯(lián)位設(shè)計(jì)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(hào)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(hào)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(fēng)巷及聯(lián)位位置示意

2 無(wú)極繩絞車輔助運(yùn)輸應(yīng)用

2.1 輔助運(yùn)輸設(shè)備確定

無(wú)極繩絞車是煤礦井下常用的輔助運(yùn)輸設(shè)備，通過(guò)鋼絲繩提供牽引力，可滿足大傾角、大噸位、長(zhǎng)距離運(yùn)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(yùn)輸至作業(yè)點(diǎn)，是代替調(diào)度絞車進(jìn)行輔助運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備之一。無(wú)極繩絞車的組成單元有主機(jī)(絞車、梭車、張緊裝置等)、輔助設(shè)備(包括信號(hào)裝置、饋電開(kāi)關(guān)、鋼絲繩以及通信裝置等)。使用無(wú)極繩絞車進(jìn)行輔助運(yùn)輸時(shí)，通過(guò)張緊裝置使鋼絲繩張力隨運(yùn)輸工況變化，避免在運(yùn)輸期間出現(xiàn)松動(dòng)或者打滑情況；采用變頻裝置調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，依據(jù)負(fù)載調(diào)整運(yùn)輸速度，不僅可提高運(yùn)輸效率，而且可在一定程度上提高運(yùn)輸安全性；通過(guò)增加尾輪，可提高無(wú)極繩絞車在復(fù)雜條件下的適應(yīng)性，輔助運(yùn)輸過(guò)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(dòng)強(qiáng)度，提升輔助運(yùn)輸效率。根據(jù)20112回風(fēng)巷及聯(lián)巷現(xiàn)場(chǎng)情況，決定選擇型號(hào)SQ-80B無(wú)極繩絞車，使用的絞車技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 無(wú)極繩絞車技術(shù)參數(shù)

2.2 現(xiàn)場(chǎng)布置形式

2.2.1 尾輪布置

在20112回風(fēng)巷掘進(jìn)期間，通過(guò)采用無(wú)極繩絞車并配合尾輪方式實(shí)現(xiàn)輔助運(yùn)輸，在20112風(fēng)巷聯(lián)巷口、作業(yè)點(diǎn)以及無(wú)極繩絞車布置點(diǎn)位置均安裝尾輪，除作業(yè)點(diǎn)尾輪為活動(dòng)尾輪外，其余2個(gè)尾輪均為固定式尾輪，見(jiàn)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(qiáng)度的穩(wěn)定性；尾輪3隨巷道掘進(jìn)移動(dòng)，為移動(dòng)時(shí)尾輪，固定方式依據(jù)巷道底板巖性情況確定。當(dāng)巷道底板為穩(wěn)定性較強(qiáng)的巖體時(shí)，固定時(shí)用6根螺紋鋼錨桿(規(guī)格D20 mm×2 200 mm)；底板為煤層時(shí)，則先用C20混凝土澆筑長(zhǎng)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(guò)；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(fēng)巷沿著11號(hào)煤層底板掘進(jìn)，底板會(huì)出現(xiàn)一定起伏，為提高無(wú)極繩絞車運(yùn)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(guò)布置輪組可避免輔助運(yùn)輸時(shí)鋼絲繩與底板、軌道出現(xiàn)摩擦，同時(shí)防止鋼絲繩在張力作用下抬高時(shí)出現(xiàn)梭車掉道情況。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

在20112回風(fēng)巷及聯(lián)巷采用SQ-80B無(wú)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(yùn)輸方式，實(shí)現(xiàn)了輔助運(yùn)輸連續(xù)開(kāi)展。通過(guò)在掘進(jìn)巷道中采用無(wú)極繩絞車進(jìn)行輔助運(yùn)輸，可解決傳統(tǒng)調(diào)度絞車搭接運(yùn)輸時(shí)面臨的頻繁倒車、頻繁摘鉤及掛鉤等問(wèn)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(wú)極繩絞車進(jìn)行輔助運(yùn)輸，車輛運(yùn)輸平穩(wěn)，在后續(xù)運(yùn)輸過(guò)程中不容易發(fā)生車輛掉道引起的運(yùn)輸事故。輔助運(yùn)輸設(shè)備布置較為集中、安全防護(hù)設(shè)施布置到位，可便于后續(xù)檢修、維護(hù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

無(wú)極繩絞車應(yīng)用后可解決調(diào)度絞車分段接力運(yùn)輸面臨的運(yùn)輸分散、倒車次數(shù)多以及運(yùn)輸效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，采用SQ-80B無(wú)極繩絞車，并對(duì)尾輪及輪組布置形式、布置要求等進(jìn)行闡述?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，20112回風(fēng)巷及聯(lián)巷輔助運(yùn)輸效率得以顯著提升，現(xiàn)場(chǎng)取得較好的應(yīng)用效果。