一種軌道轉(zhuǎn)向器技術(shù)在老石旦煤礦的實(shí)踐與應(yīng)用

劉佳星

【摘 要】針對采煤工作面回撤設(shè)備期間軌道運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀，研制出一種軌道轉(zhuǎn)向器技術(shù)，并闡述了一種軌道轉(zhuǎn)向器技術(shù)的工作原理和使用注意事項(xiàng)，在烏海能源公司老石旦煤礦031601工作面進(jìn)行了試驗(yàn)應(yīng)用，收到了良好的使用效果，大幅度減少了軌道運(yùn)輸事故的發(fā)生，節(jié)約了成本，保障了工作面的安全、高效地生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】軌道轉(zhuǎn)向器技術(shù);新型技術(shù);實(shí)踐與應(yīng)用

煤炭是我國能源結(jié)構(gòu)中的支柱，煤礦的安全高效生產(chǎn)是源源不斷提供煤炭的基礎(chǔ)，井工煤礦占我國煤礦數(shù)量比重的90%以上，所以井工煤礦安全高效生產(chǎn)是原煤生產(chǎn)的重中之重[1，2]。而要保障井工煤礦的原煤生產(chǎn)，井下輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)必不可少，甚至其順暢與否將嚴(yán)重影響工作面的生產(chǎn)[3，4]。在煤礦，往井下一線運(yùn)送各種材料、設(shè)備等輔助運(yùn)輸工作都是通過軌道運(yùn)輸，但是由于各采面的布置和地質(zhì)條件的限制，巷道會出現(xiàn)一些彎道，而軌道運(yùn)輸是不能直接進(jìn)行轉(zhuǎn)彎的[5-7]。當(dāng)巷道出現(xiàn)接近直角的彎度時(shí)，一般是通過在打一條輔助運(yùn)輸巷道，建一個(gè)人字形車場，來實(shí)現(xiàn)近直角的小角度轉(zhuǎn)彎[8]。神華烏海能源有限責(zé)任公司在以往綜采“搬家倒面”時(shí)就是采用這種方式，該方式耗費(fèi)了大量的人力、財(cái)力、物力，并且安全得不到保障。

1、提出問題

該新型軌道轉(zhuǎn)向器主要應(yīng)用于井下軌道運(yùn)輸巷道中軌道需要轉(zhuǎn)彎時(shí)兩段軌道之間的連接部位。在煤礦，往井下一線運(yùn)送各種材料、設(shè)備等都是通過軌道運(yùn)輸，但是由于各采面的布置和地質(zhì)條件的限制，巷道會出現(xiàn)一些彎道，而軌道運(yùn)輸是不能直接進(jìn)行轉(zhuǎn)彎的[9]。當(dāng)巷道出現(xiàn)接近直角的彎度時(shí)，一般是通過在打一條輔助運(yùn)輸巷道，建一個(gè)人字形車場，來實(shí)現(xiàn)近直角的小角度轉(zhuǎn)彎，該方式耗費(fèi)了大量的人力、財(cái)力、物力。為了盡快改變這種情況，老石旦礦技術(shù)人員深入現(xiàn)場研究，成功設(shè)計(jì)加工了軌道轉(zhuǎn)向器。該技術(shù)屬于煤礦機(jī)械設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，重點(diǎn)在于對煤礦軌道運(yùn)輸巷道中軌道順暢轉(zhuǎn)彎提供安全保障。

2、分析問題

傳統(tǒng)的軌道運(yùn)輸接近直角轉(zhuǎn)彎處理方法一般是通過在巷道旁邊再打一條輔助運(yùn)輸巷道，建一個(gè)人字形車場，來實(shí)現(xiàn)近直角的小角度轉(zhuǎn)彎。但是該種方法不僅工人勞動強(qiáng)度高，浪費(fèi)大量財(cái)力、物力，而且嚴(yán)重耽誤井下輔助運(yùn)輸工作，影響工作面的正常生產(chǎn)。

該新型軌道轉(zhuǎn)向器的研制的目的就是克服上述傳統(tǒng)的軌道運(yùn)輸接近直角轉(zhuǎn)彎處理方法存在的缺點(diǎn)和不足，主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）該新型軌道轉(zhuǎn)向器減輕了工人的勞動強(qiáng)度，增加生產(chǎn)過程中的安全系數(shù)。

（2）該新型軌道轉(zhuǎn)向器的發(fā)明取消了輔助運(yùn)輸巷道及人字形車場的開設(shè)，減少了工程量，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

（3）該新型軌道轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、成本低、重量輕，便于井下裝設(shè)。

3、解決問題

3.1礦井及工作面概況

斜井—立井混合式開拓方式是老石旦煤礦井田開拓方式，該礦目前主采北三采區(qū)的16#煤層，在12#煤層已經(jīng)封閉完畢，16#煤層布置兩個(gè)綜放工作面。礦井采用中央分列式通風(fēng)，全礦有4個(gè)井筒，主、副井、北三風(fēng)井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)。2014年6月煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院鑒定該礦自燃傾向等級鑒定結(jié)果為12#、16#煤層均為Ⅱ類自燃煤層;最短自然發(fā)火期分別為12#煤層：59天、16#煤層：63天。2018年礦井瓦斯等級鑒定的礦井瓦斯絕對涌出量為6.52m3/min，礦井相對涌出量2.48m3/t，屬于低瓦斯礦井。

該礦031601綜放工作面位于北二16#運(yùn)輸下山左翼，其西北為北二16#運(yùn)輸下山，東北、北西為未開采區(qū)。031601最大傾角達(dá)到18°。工作面煤層厚度8.5m，采高3.5m采放比1：1.66，工作面走向長度1700m，工作面傾向長度278m，采用走向長壁式綜合機(jī)械化放頂煤開采，垮落法控制頂板。

3.2工作原理

本軌道轉(zhuǎn)向器研制的工作原理和技術(shù)方案：一種新型軌道轉(zhuǎn)向器如圖1所示，首先根據(jù)火車頭可以旋轉(zhuǎn)180度的原理，用轉(zhuǎn)盤原理設(shè)計(jì)軌道轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)盤平臺4，達(dá)到了可以自由旋轉(zhuǎn)角度的要求。其次是對承重軸底部加裝了重型推力軸承2和四個(gè)支撐輪1加裝了深溝球軸承，即保證了旋轉(zhuǎn)靈活又達(dá)到了能承受大型設(shè)備的旋轉(zhuǎn)。第三是加裝了擋車卡軌裝置，保證了旋轉(zhuǎn)時(shí)車輛穩(wěn)定，消除了隱患，保證礦車安全轉(zhuǎn)向。第四是安裝了回柱絞車，在運(yùn)輸旋轉(zhuǎn)大型設(shè)備時(shí)，用絞車旋轉(zhuǎn)，減少了人力，保證了安全同時(shí)提高了工作效率，礦車可以在軌道轉(zhuǎn)向器上進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)。這樣不僅可以少打一條輔助運(yùn)輸巷道、少鋪設(shè)一條軌道、少建一個(gè)人字形車場，還減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，降低了成本和減少了工人的勞動強(qiáng)度，使運(yùn)輸安全的到了更大的保障。

新型軌道轉(zhuǎn)向器在井下軌道運(yùn)輸過程中的應(yīng)用和注意事項(xiàng)

該新型軌道轉(zhuǎn)向器適用于不同條件、不同設(shè)備類型的軌道接近直角轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸工作，加工、安裝方便，巷道內(nèi)軌道需要轉(zhuǎn)彎時(shí)即可以安裝該新型軌道轉(zhuǎn)向器，以便增強(qiáng)軌道整體運(yùn)輸適應(yīng)工作環(huán)境的能力。

新型軌道轉(zhuǎn)向器應(yīng)用注意事項(xiàng)：

（1）首先在使用軌道轉(zhuǎn)向器時(shí)需將擋車卡軌裝置撥到工作位置，保證旋轉(zhuǎn)時(shí)車輛穩(wěn)定，消除隱患，保證礦車安全轉(zhuǎn)向。

（2）在用回柱絞車旋轉(zhuǎn)放置于轉(zhuǎn)盤上的大型設(shè)備時(shí)，應(yīng)注意安全。

（3）日常工作時(shí)加強(qiáng)對軌道轉(zhuǎn)向器個(gè)工作零部件的檢查，特別是其中的承重部件更應(yīng)該經(jīng)常保持觀察，發(fā)現(xiàn)損壞及時(shí)更換，同時(shí)保持對軌道轉(zhuǎn)向器的維護(hù)保養(yǎng)。

4、應(yīng)用案例

此項(xiàng)科技創(chuàng)新目前已經(jīng)通過了老石旦煤礦相關(guān)主管部門的審核驗(yàn)收，入井安裝使用了半年，成功回撤運(yùn)輸了031601采面一百多架液壓支架和采煤機(jī)組等。該軌道轉(zhuǎn)向器的投入使用，僅按少打一條輔助運(yùn)輸巷道計(jì)算，就可以節(jié)約資金十余萬元，今后將普遍應(yīng)用于井下工作面，為公司增收節(jié)支做出貢獻(xiàn)。

5、結(jié)語

（1）該新型軌道轉(zhuǎn)向器具有結(jié)構(gòu)簡單、制作容易，成本低、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，其重量輕，易于井下搬運(yùn)，使用更換方便。

（2）該新型軌道轉(zhuǎn)向器的發(fā)明降低了工人生產(chǎn)過程中的勞動強(qiáng)度和勞動時(shí)間，提高了輔助運(yùn)輸?shù)男?，并保證了運(yùn)輸過程中的安全。

（3）該新型軌道轉(zhuǎn)向器使用范圍廣，尤其適用于井下軌道運(yùn)輸巷道中軌道接近直角轉(zhuǎn)彎處，應(yīng)用該裝置可以少打一條輔助運(yùn)輸巷道、少鋪設(shè)一條軌道、少建一個(gè)人字形車場，還減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，降低了成本，使運(yùn)輸安全的到了更大的保障，故推廣后具有較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 程居山.煤礦機(jī)械[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1997;

[2] 唐健.全面推進(jìn)煤礦開采機(jī)械智能信息化建設(shè)的研究[J]. 煤礦機(jī)械，2013（7）：83-86;

[3] 顧蘇軍，韓正銅.采用先進(jìn)制造技術(shù)加速煤礦機(jī)械的發(fā)展[J].煤炭科技，2006（4）：13-16;

[4] 嚴(yán)俊華.我國加入WTO后采煤機(jī)械的發(fā)展趨勢[J]. 煤，2003（3）：44-46;

[5] 李峰.煤礦采煤方法和采煤技術(shù)的選擇淺談[J].能源與節(jié)能.2014（1）：96-98.

[6] 孔峰，宋照嶺.礦用無極繩連續(xù)牽引車脫軌監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].煤炭科學(xué)技術(shù).2016（4）：106-108.

[7] 陳國強(qiáng)，煤礦井下液壓支架爬車器和裝卸車裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].水力采煤與管道運(yùn)輸.2014（1）：32-34.

[8] 周艷國，軟啟動無極繩絞車在綜采工作面的應(yīng)用[J].水力采煤與管道運(yùn)輸.2014（2）：77-79.

[9] 張宇光，多功能機(jī)電傳動綜合測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程.2016（1）：55-57.