煤礦單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)分析

蘇榮波 孫慶偉

摘要：單軌吊是一種新型高效的煤礦輔助運(yùn)輸設(shè)備，適用于煤礦井下人員、材料、設(shè)備等的輔助運(yùn)輸。目前，單軌吊在國內(nèi)已經(jīng)有比較成熟的使用經(jīng)驗，但一些礦井仍然只停留在局部巷道使用，未能在井下形成運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，單軌吊優(yōu)勢未能得到充分發(fā)揮。本文主要分析了單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的組成、優(yōu)點(diǎn)、技術(shù)措施和安全策略。拋磚引玉，以期為促進(jìn)煤礦單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展盡上綿薄之力。

關(guān)鍵詞：煤礦；單軌吊輔助運(yùn)輸；優(yōu)點(diǎn)；措施

采礦是一個危險度極高的行業(yè)，其井下環(huán)境差，空間狹小，勞動強(qiáng)度大而且危險程度高，而傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式復(fù)雜，投入設(shè)備多，勞動力占用量大，為了解決這些弊端，單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)開發(fā)是為了降低采掘工人的勞動強(qiáng)度、降低運(yùn)輸物料難度和綜合安全因素的情況設(shè)計的，采用單軌吊輔助運(yùn)輸技術(shù)簡化了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，提高了運(yùn)輸效率和運(yùn)輸安全，對于我國采礦工作有著重大的意義。

1單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的組成

1.1信集閉調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)。信集閉調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)作用是能夠?qū)C(jī)車運(yùn)行情況進(jìn)行準(zhǔn)確定位，包括機(jī)車位置、運(yùn)行方向等。該系統(tǒng)包括無線通信、信號智能閉鎖、道岔視頻監(jiān)控、機(jī)車視頻監(jiān)控、道岔遠(yuǎn)控司控等功能。將單一的單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)形成網(wǎng)絡(luò)化、可視化、智能化三化合一的運(yùn)輸體系。

1.2運(yùn)行軌道。目前，我國使用的單軌吊運(yùn)輸軌道采用德標(biāo)的I140E型軌道。鋼制較好，能夠承受的拉力達(dá)90kN，保證了機(jī)車的運(yùn)行安全。

1.3制動系統(tǒng)。目前，機(jī)車使用的制動系統(tǒng)為失效制動，在機(jī)車出現(xiàn)故障或無法控制操作的情況下，油壓迅速釋放，制動系統(tǒng)自動動作，保證了機(jī)車司機(jī)及機(jī)車的安全。

1.4提升裝置。物件提升裝置由起吊梁、吊鉤、集裝箱組成，通過起吊控制手把先將物件提到所需的高度，通過機(jī)車牽引將物件運(yùn)輸?shù)街付c(diǎn)后將物件從起吊鉤或集裝箱內(nèi)卸下。

1.5單軌吊。單軌吊機(jī)車目前有蓄電池機(jī)車和柴油機(jī)車兩種。通過電能或柴油為機(jī)車提供動力，使機(jī)車在巷道內(nèi)運(yùn)行或起吊。

2單軌吊運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)

2.1在礦井采煤時，單軌吊充分利用設(shè)置下順槽的轉(zhuǎn)載裝置將材料安全快速輸送到工作面。且軌道吊掛在巷道頂板，能更有效地利用巷道斷面，受底板因素影響小。巷道得到充分地利用。

2.2具有一定的爬坡能力，能適應(yīng)井下巷道起伏、轉(zhuǎn)彎半徑小的環(huán)境，可進(jìn)入多分支岔道，實現(xiàn)一條龍不轉(zhuǎn)載運(yùn)輸，機(jī)動靈活，使用維護(hù)人員少。

2.3可以在傳輸過程中隨地?？啃遁d物品，裝卸速度快，緩解因物料運(yùn)輸緩慢造成的成本增加，同時工人的勞動強(qiáng)度降低，建設(shè)單軌吊的鋼材用量比普通軌少。根據(jù)研究表明：使用單吊軌可以使勞動量降低50%以上，運(yùn)輸費(fèi)用降低一半。

2.4采用了單軌吊運(yùn)輸減少了機(jī)電設(shè)備的投入和維護(hù)，緩解了巷道內(nèi)設(shè)備擁擠的局面，對于設(shè)備的操作人員大大地減少，例如以前要安排6人運(yùn)輸物料，現(xiàn)在只需要3人就可以了。對于降低礦井開采成本有巨大的促進(jìn)作用。

3單軌吊安裝安全技術(shù)措施

3.1安裝單軌吊時，作業(yè)人員要站在人字梯上作業(yè)，梯子要專人扶牢和監(jiān)護(hù)。

3.2安裝單軌吊人員登高作業(yè)必須戴好保險帶。

3.3多人配合抬運(yùn)單軌吊跑道時，要協(xié)調(diào)一致，堅持輕拿輕放的原則。

3.4安裝單軌吊梁時，要先從一端將單軌吊梁用兩條40T鏈條固定在兩根專用吊掛錨桿上，待一端安裝完后，再安裝另一端，不允許兩端同時作業(yè)。

3.5安裝作業(yè)時，人員嚴(yán)禁站在起吊件下方。

3.6嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問頂”制度，加強(qiáng)頂板管理，班長或跟班隊長必須對施工處的頂、幫安全情況進(jìn)行一次全面檢查，及時找盡頂、幫的浮矸、危巖和開裂漿皮，確認(rèn)無安全隱患后，方可開工。

4單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用

單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)是國外礦井的主要運(yùn)輸工具，其前身是德國在1940年礦井安裝鋼絲牽引的單軌吊車。到20世紀(jì)六七十年代，聯(lián)邦德國每天的運(yùn)輸量已經(jīng)超過2萬t，隨后在歐洲其他各國的應(yīng)用逐漸廣泛起來。目前，世界各國主要使用單軌吊車運(yùn)輸系統(tǒng)于采煤，它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)決定了它的快速發(fā)展和應(yīng)用。它解決了諸多傳統(tǒng)運(yùn)輸過程中的難題，提高了運(yùn)輸效率和解決了安全問題。

4.1單軌吊在綜掘方面的運(yùn)用。綜掘工作面進(jìn)行后，當(dāng)掘進(jìn)巷道超過50m以后，可以安裝單軌吊軌道和機(jī)車，可以和膠帶輸送機(jī)布置在同一巷道內(nèi)，可以在膠帶輸送機(jī)上方或側(cè)方，距離巷幫1.2m即可。在這過程中采用兩驅(qū)或4驅(qū)的電牽引單軌機(jī)車，同時加裝6t的起吊梁來輸送掘進(jìn)的支護(hù)所需的物料，杜絕了職工扛、抬支護(hù)材料的現(xiàn)象，簡化了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，降低了職工的勞動強(qiáng)度。直到掘進(jìn)工作結(jié)束。

4.2單軌吊系統(tǒng)在綜采工作面的應(yīng)用。在綜掘工作結(jié)束之后，可以根據(jù)負(fù)荷的大小選用3驅(qū)以上的電牽引單軌機(jī)車或者柴油單軌機(jī)車將綜掘設(shè)備以及相關(guān)物料的撤出。完成之后，用單軌吊直接將綜采設(shè)備和物料送到工作面。如果支架重量15t以下，巷道坡度12°以下用電牽引單軌機(jī)車進(jìn)行工作面的安裝工作；如果支架重量15t以上，巷道坡度12°以上，采用柴油機(jī)直接運(yùn)輸裝備，在綜采工作面開始以后單軌機(jī)車主要用來運(yùn)輸回采工作面所需的物料設(shè)備以及人員等。

4.3實用效果。解決了在采掘工作過程中使用絞車、卡軌車等傳統(tǒng)設(shè)備帶來的斷繩、脫軌等不安全的因素，且操作人員能夠?qū)鬏斶^程進(jìn)行全程掌控，是十分安全的輔助運(yùn)輸設(shè)備；結(jié)束了傳統(tǒng)運(yùn)輸過程人力和物力方面的冗繁，大大提高了傳輸效率；解決了大重量、大坡度情況下的運(yùn)輸問題；提高了采掘工作面的設(shè)備安裝速度，簡化了運(yùn)輸裝備的安置流程，節(jié)省了采礦時間。

5單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展前景

用單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的地軌運(yùn)輸系統(tǒng)，具有適應(yīng)性強(qiáng)，適用范圍廣，靈活性強(qiáng)，安裝簡單，是采掘工作面運(yùn)送綜采支架、物料設(shè)備的比較理想的輔助運(yùn)輸工具。單軌吊運(yùn)輸與普通軌道運(yùn)輸相比較，維修費(fèi)用和前期投入費(fèi)用均明顯減少，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。單軌吊安全性高，與普通運(yùn)輸相比，無掉道、斷繩、跑車的危險，并且有人駕駛可全程掌握運(yùn)行狀況，及時采取措施應(yīng)對異常情況。用單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)代替地軌運(yùn)輸系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)效益客觀，安全效益好，運(yùn)輸能力大，能夠適用全國大多數(shù)煤礦，具有廣泛的推廣價值，前景廣闊。

目前研發(fā)的單軌吊機(jī)車存在體積大、機(jī)車長、質(zhì)量重、速度慢4個方面的缺陷。針對開掘巷道，應(yīng)對機(jī)車進(jìn)行改造，簡化機(jī)車系統(tǒng)。在信集閉調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)方面，應(yīng)增加機(jī)車性能監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控機(jī)車的完好情況及運(yùn)行狀態(tài)等項目。

6結(jié)語

從20世紀(jì)八十年代開始，我國煤炭企業(yè)開始以現(xiàn)代化為標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行礦井的建設(shè)，進(jìn)入二十一世紀(jì)后更是順應(yīng)時代潮流注重高產(chǎn)，截至當(dāng)前，我國已有五十多處千萬噸級煤礦，平均單產(chǎn)規(guī)模也已超過二十萬噸。可是，當(dāng)前嚴(yán)重制約著煤礦企業(yè)的發(fā)展。選擇合適的礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，對煤礦的安全高效生產(chǎn)有著極大的現(xiàn)實意義與經(jīng)濟(jì)價值。單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)適應(yīng)煤礦現(xiàn)代化與綜采綜掘設(shè)備大功率及重型化的發(fā)展趨勢，節(jié)約人力的同時保證煤礦井下作業(yè)的安全，滿足現(xiàn)代化礦井運(yùn)輸要求。

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（作者單位：兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦）