項(xiàng)目名稱(chēng)：掘進(jìn)工作面輔助運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化

  項(xiàng)目參與人：王宇東 曹克斌 尹文強(qiáng)

1. 立項(xiàng)原因或背景

    王坪礦是通過(guò)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化的高產(chǎn)高效礦井, 由于開(kāi)拓新盤(pán)區(qū)造成采掘接替緊張。快速掘進(jìn)是緩解接替緊張局面最為有效的方法。

隨著采掘工作面的不斷延伸,輔助運(yùn)輸成了快速掘進(jìn)系統(tǒng)中一個(gè)薄弱的環(huán)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)和“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”，必須升級(jí)改造綜掘工作面的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，提高輔運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行效率，完善系統(tǒng)保障能力。

1. 技術(shù)內(nèi)容

根據(jù)王坪礦掘進(jìn)工作面現(xiàn)狀和輔助運(yùn)輸特點(diǎn)，研究多種掘進(jìn)工作面輔助運(yùn)輸方案。

方案一:無(wú)極繩絞車(chē)+軌道+車(chē)輛運(yùn)送物料。

優(yōu)點(diǎn):①無(wú)極繩絞車(chē)適用煤礦井下有一定坡度(≤20°)、坡度起伏變化、帶有拐彎變向的軌道直達(dá)運(yùn)輸;②可以取代多臺(tái)小絞車(chē)的接力運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)工作面順槽設(shè)備、材料和人員不經(jīng)轉(zhuǎn)載的連續(xù)運(yùn)輸，節(jié)省了中途摘掛鉤的時(shí)間;③簡(jiǎn)化運(yùn)輸環(huán)節(jié)，減少輔助人員，改善工人勞動(dòng)條件，運(yùn)行安全可靠，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均明顯的等優(yōu)點(diǎn)。

缺點(diǎn):①不適用于載人運(yùn)輸;前期鋪設(shè)軌道、安裝無(wú)極繩絞車(chē)及尾輪、擋車(chē)阻車(chē)裝置、信號(hào)等設(shè)施，安裝工程量較大;②軌道延伸后，需要重新插接鋼絲繩，工序比較復(fù)雜;③煤巷地板變化較快，軌道日常維護(hù)量較大;④尾輪直徑較小，鋼絲繩彎曲較大，使用壽命相對(duì)較短。

方案二:利用氣動(dòng)單軌吊+軌道+車(chē)輛運(yùn)送物料。

優(yōu)點(diǎn):①設(shè)備具有重量輕、移動(dòng)靈活方便，可隨工作面一同推進(jìn)，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn);②靈活性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣，一般不受巷道底鼓、片幫等的影響;安全性高、適應(yīng)性強(qiáng)。

缺點(diǎn):①不適用于載人運(yùn)輸及提升載荷較大的設(shè)備;②前期需鋪設(shè)軌道，施工量相對(duì)較大;③運(yùn)輸環(huán)節(jié)較煩瑣，每隔 200m 需要重新插接風(fēng)源接頭，運(yùn)輸效率一般。

方案三:利用防爆柴油機(jī)單軌吊+軌道+車(chē)輛(人車(chē))運(yùn)送物料和人員。

優(yōu)點(diǎn):①安全系數(shù)高。防爆柴油單軌吊安全保護(hù)較多，設(shè)備連續(xù)運(yùn)輸能力強(qiáng)，可直接將設(shè)備、材料和人員運(yùn)到工作面，省去了中間周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，不掉道、摘掛鉤少，安全可靠性大幅度提高;②設(shè)備數(shù)量少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便;③用人少，運(yùn)輸效率高;④解決了人員運(yùn)輸問(wèn)題;④形成運(yùn)輸系統(tǒng)時(shí)間短。單軌吊軌道在掘進(jìn)時(shí)隨掘隨安裝，可以用于工作面設(shè)備安裝運(yùn)輸，一直服務(wù)至工作面回采結(jié)束。軌道可重復(fù)使用，減少了鋼絲繩、軌枕等一次性材料投入。

缺點(diǎn):①設(shè)備初期一次性投入較高;②空氣有污染，有煤油味。在掘進(jìn)工作一方面容易造成CO超標(biāo)，另外排放的氣體使本巷道內(nèi)人員感到不適;③對(duì)巷道頂板質(zhì)量要求高。

方案四:利用防爆蓄電池單軌吊+軌道+車(chē)輛(人車(chē))運(yùn)送物料和人員。

優(yōu)點(diǎn):①安全系數(shù)高。防爆蓄電池單軌吊安全保護(hù)多，設(shè)備連續(xù)運(yùn)輸，直接運(yùn)到工作面，省去了很多中間周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，不掉道、摘掛鉤少，安全可靠性大幅度提高;相比柴油單軌吊，杜絕了柴油在工作面存放的安全隱患;②設(shè)備、設(shè)施數(shù)量少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便;

③用人少，運(yùn)輸效率高;④解決了人員運(yùn)輸問(wèn)題。職工上下班可以乘人車(chē)，節(jié)省了職工體力和上下班時(shí)間;⑤形成運(yùn)輸系統(tǒng)時(shí)間短。單軌吊軌道在掘進(jìn)時(shí)隨掘隨安裝，可以用于工作面設(shè)備安裝運(yùn)輸，一直服務(wù)至工作面回采結(jié)束。 軌道可重復(fù)使用，減少了鋼絲繩、軌枕等一次性材料投入;⑥運(yùn)行過(guò)程中不產(chǎn)生廢氣等污染，適用于通風(fēng)較差的巷道;⑦續(xù)航能力強(qiáng)于氣動(dòng)單軌吊。

缺點(diǎn):①受蓄電池的能重比限制，尤其是牽引力較大的蓄電池單軌吊;②充電地點(diǎn)需要在新鮮的進(jìn)風(fēng)流中。

根據(jù)上述掘進(jìn)工作面輔助運(yùn)輸方案4種方案，具體采用哪種方案還要根據(jù)礦井及掘進(jìn)工作面的巷道斷面、坡度、頂?shù)装鍫顩r以及設(shè)備投入資金、是否考慮運(yùn)送人員等因素綜合考慮。

303盤(pán)區(qū)軌道巷已經(jīng)采用柴油單軌吊運(yùn)輸，這樣在該采區(qū)的掘進(jìn)工作面，采用單軌吊運(yùn)輸方式與303盤(pán)區(qū)軌道巷形成一個(gè)單軌吊運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)303采區(qū)掘進(jìn)工作面較長(zhǎng)、頂板相對(duì)穩(wěn)定以及已使用柴油單軌吊的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，部分軌道已鋪設(shè)的實(shí)際情況，在坡度滿足設(shè)備要求的前提下，應(yīng)在5306、5307等工作面順槽優(yōu)先選擇防爆蓄電池單軌吊運(yùn)輸方式，同時(shí)蓄電池單軌吊解決了柴油單軌吊在運(yùn)行過(guò)程中排出的有害氣體現(xiàn)象。

王坪5306工作面采用太原礦機(jī)DX40蓄電池單軌吊機(jī)車(chē)。該單軌吊運(yùn)輸最大坡度 16°，牽引力40KN，運(yùn)行速度2m/s。

1. 創(chuàng)新點(diǎn)

在303盤(pán)區(qū)5306掘進(jìn)工作面輔助運(yùn)輸采用蓄電池單軌吊運(yùn)輸：

1、消除了掘進(jìn)工作面輔助運(yùn)輸使用小絞車(chē)運(yùn)輸方式帶來(lái)的斷繩、跑車(chē)、掉道等不安全因素，輔助運(yùn)輸安全系數(shù)得到提高。

2、避免了小絞車(chē)安全系數(shù)低、運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、運(yùn)輸速度慢、運(yùn)輸效率低的輔助運(yùn)輸問(wèn)題，大大提高了運(yùn)輸效率。

3、單軌吊既可以運(yùn)輸采掘工作面各種物料、設(shè)備，又可以掛上人車(chē)作輔助運(yùn)人使用。同時(shí)，噪音小、沒(méi)有尾氣排放、無(wú)污染、維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn) 。

4、提升單進(jìn)水平，提高掘進(jìn)效率。實(shí)現(xiàn)機(jī)械化減人，簡(jiǎn)化作業(yè)工序，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，為快速掘進(jìn)生產(chǎn)效率最大化提供了保障。

四、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

1、從運(yùn)輸效率方面看，提高了運(yùn)輸效率，減少了因運(yùn)輸滯后影響機(jī)組開(kāi)機(jī)率，提高了掘進(jìn)效率，每月進(jìn)尺增加30多米，每年增加進(jìn)尺360米。

2、從人員使用情況方面看，使用絞車(chē)運(yùn)輸需要絞車(chē)司機(jī)和信號(hào)把鉤工，占用大量人員。而采用單軌吊運(yùn)輸只需一名司機(jī)和一名信號(hào)工。單軌吊運(yùn)輸可節(jié)省大量勞動(dòng)力，減少工資支出。

掘進(jìn)工作面使用小絞車(chē)運(yùn)輸?shù)牡V井較多，逐步取代小絞車(chē)運(yùn)輸是大趨勢(shì)，在掘進(jìn)工作面推廣使用單軌吊運(yùn)輸應(yīng)用前景廣泛。尤其是在有條件的煤礦試用掘進(jìn)工作面小型單軌吊，可以提高輔助運(yùn)輸效率。