煤礦單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)的安裝應(yīng)用研究

曹龍飛

摘要：隨著我國(guó)采礦行業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦機(jī)械化水平不斷提升，煤礦井下安裝的設(shè)備種類和數(shù)量不斷增多，其中單軌吊就是最為常見(jiàn)的一種設(shè)備。本文對(duì)單軌吊設(shè)備的安裝與應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：煤礦單軌吊;運(yùn)輸系統(tǒng);安裝與應(yīng)用

一直以來(lái)，煤炭行業(yè)都是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱行業(yè)。進(jìn)入到21世紀(jì)以來(lái)，伴隨著我國(guó)科技水平的不斷提升，煤炭科技不斷豐富，各種機(jī)械設(shè)備在煤礦中的應(yīng)用日益深入，其中單軌吊運(yùn)輸作為一種新的運(yùn)輸方式，適用于煤礦井下人員、材料設(shè)備和矸石等的輔助運(yùn)輸，可實(shí)現(xiàn)輕型液壓支架的整體搬運(yùn)，主要用于大巷采區(qū)上、下山及采掘工作面的巷道運(yùn)輸。單軌吊克服了卡軌車、齒軌車運(yùn)輸條件限制，實(shí)現(xiàn)多條巷道連通使用，可以在多彎道、多起伏的巷道中應(yīng)用，特別是底板條件較差的煤礦，單軌吊應(yīng)用意義更大，其靈活性和適應(yīng)性都較強(qiáng)，推廣和應(yīng)用單軌吊運(yùn)輸，對(duì)改善運(yùn)輸環(huán)境、提高運(yùn)輸效率、保證運(yùn)輸安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、煤礦單軌吊設(shè)備用現(xiàn)狀

（一）煤礦單軌吊的應(yīng)用現(xiàn)狀

單軌吊作為煤礦輔助運(yùn)輸?shù)囊环N新型高效裝備，單軌吊是吊掛式運(yùn)輸，與巷道底板狀況無(wú)關(guān)，巷道空間可以得到充分利用。除日常的運(yùn)人、運(yùn)料和運(yùn)設(shè)備以外，還可實(shí)現(xiàn)液壓支架的整體搬運(yùn)。單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)作為一個(gè)全新的運(yùn)輸體系，替代了原有落后、繁瑣的井下運(yùn)輸方式，杜絕了職工的抬、裝、扛、運(yùn)、卸等工作，大大降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了運(yùn)輸效率，保證了運(yùn)輸安全。此運(yùn)輸方式受巷道影響小，目前在我國(guó)煤礦已經(jīng)得到較為廣泛的認(rèn)同，在煤礦井下逐步得到推廣應(yīng)用?，F(xiàn)在我國(guó)煤礦井下運(yùn)行的有產(chǎn)自德國(guó)、英國(guó)、捷克及我國(guó)國(guó)產(chǎn)的多種單軌吊。

從目前國(guó)內(nèi)煤礦單軌吊應(yīng)用來(lái)看，柴油機(jī)單軌吊在長(zhǎng)距離、大傾角、重載中應(yīng)用處于主導(dǎo)地位。如山西省壽陽(yáng)縣友眾煤業(yè)公司、霍州煤電集團(tuán)汾源煤業(yè)有限公司、山西忻州神達(dá)棲鳳礦等礦采用了捷克斯達(dá)蒂夫IMM120TD型防爆柴油機(jī)單軌吊車，其最大牽引力140kN、運(yùn)行最大坡度25°;淄博礦業(yè)集團(tuán)許廠煤礦采用德國(guó)布勞提干公司的H4-E+3型柴油機(jī)單軌吊，運(yùn)輸路線最大坡度15°;山東新汶礦業(yè)集團(tuán)翟鎮(zhèn)煤礦采用DZ18003+3沙爾夫柴油機(jī)單軌吊，運(yùn)行坡度18～21°，山東新汶礦業(yè)集團(tuán)新巨龍礦至今采用了8臺(tái)沙爾夫DZ18003+3柴油機(jī)單軌吊，用于一部采區(qū)的物料和人員方而的運(yùn)輸，道坡度在10°以下，由于巷道坡度低，機(jī)車可以承載更多的貨物，但另一部分巷道運(yùn)輸采用了無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸;山西忻州神達(dá)南岔煤業(yè)有限公司也采用DZ18003+3沙爾夫柴油機(jī)單軌吊，副斜井井底至工作面最遠(yuǎn)距離為2500m，最大坡度為14°;新汶礦業(yè)集團(tuán)公司翟鎮(zhèn)煤礦采用山東立業(yè)裝配有限公司的DC120Y防爆柴油機(jī)單軌吊，最大牽引力120kN，最大巷道坡度25°。

（二）煤礦單軌吊的研制

在單軌吊研制方面，我國(guó)起步較晚，直至上世紀(jì)九十年代才開(kāi)始引進(jìn)和研制單軌吊。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的單軌吊車主要有DDD8J隔爆型蓄電池單軌吊車、DX系列蓄電池單軌吊等。同時(shí)，國(guó)內(nèi)一些礦山機(jī)電設(shè)備企業(yè)加強(qiáng)與國(guó)外知名單軌吊生產(chǎn)廠家合作，將國(guó)外先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)單軌吊的生產(chǎn)和制造，如泰安FERRIT公司、安徽中捷公司（與捷克STAVUS合作），主要生產(chǎn)柴油機(jī)單軌吊。國(guó)內(nèi)外目前大量應(yīng)用的單軌吊是柴油機(jī)單軌吊和蓄電池單軌吊車，繩牽引單軌吊應(yīng)用較少，前面也提及國(guó)外因其運(yùn)輸不能形成網(wǎng)絡(luò)、為點(diǎn)至點(diǎn)運(yùn)輸而發(fā)展受限。繩牽引單軌吊是通過(guò)鋼絲繩絞車牽引的一種運(yùn)輸方式，它主要用于回采和掘進(jìn)工作面的材料、設(shè)備、人員的運(yùn)輸，其特點(diǎn)是能適用于大坡道的巷道，不受巷道底板變形的影響，能有效地利用巷道斷面空間，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，減輕體力勞動(dòng)。不足之處在于運(yùn)距受限，岔道分支運(yùn)輸不方便。如大屯煤電公司開(kāi)發(fā)應(yīng)用了無(wú)極繩單軌吊運(yùn)人裝置，該套無(wú)極繩單軌吊運(yùn)人裝置選用無(wú)極繩絞車作為動(dòng)力源，由無(wú)極繩絞車梭車連接吊軌人行車連接裝置，經(jīng)萬(wàn)向連接桿連接吊軌人行車;每節(jié)吊軌人行車上部安裝兩臺(tái)行走小車，以I140E單軌吊專用吊軌作為跑道;使用一臺(tái)制動(dòng)小車與吊軌人行車相連，信號(hào)選用一套具有信號(hào)發(fā)送、運(yùn)行狀態(tài)顯示以及促使無(wú)極繩絞車急停的KTL116-S泄漏通訊裝置。該裝置在煤礦安裝、使用，提高了輔助運(yùn)輸設(shè)施的裝備水平，進(jìn)一步減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了輔助運(yùn)輸成本。

二、煤礦單軌吊應(yīng)用存在的問(wèn)題

在我國(guó)煤礦企業(yè)加強(qiáng)對(duì)單軌吊設(shè)備應(yīng)用的過(guò)程中，一些問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。第一，柴油機(jī)單軌吊以防爆柴油機(jī)為動(dòng)力，其在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生污染，如廢氣、噪聲、泄露的液壓油。由于井下粉塵較多，柴油機(jī)管道易堵塞，致使整機(jī)功率變大，能耗相應(yīng)增加。柴油機(jī)單軌吊自重較大，在井下安裝和搬運(yùn)比較困難，爬坡能力差。第二，由于防爆蓄電池能重比的限制，蓄電池單軌吊功率偏小，自重較大，每千瓦功率重量相當(dāng)于柴油機(jī)的2.5倍，不利于重載爬坡。工作一段時(shí)間后，電源箱需要充電，一般每工作3～4h就需要更換蓄電池充電，造價(jià)較高。由于蓄電池的能力較小、效率較低，充放電管理復(fù)雜，維修費(fèi)用較高，所以蓄電池單軌吊的推廣應(yīng)用受到限制。第三，繩牽引單軌吊是用絞車通過(guò)鋼絲繩牽引的運(yùn)輸設(shè)備，承載能力高，能適應(yīng)大坡度（最高可達(dá)45°）的巷道運(yùn)輸。鋼絲繩沿巷道布置，故機(jī)車運(yùn)輸路線固定，機(jī)車變道難以實(shí)現(xiàn)，繩牽引單軌吊變道問(wèn)題一直是個(gè)難題。但雖說(shuō)繩牽引單軌吊的牽引力大，但隨著運(yùn)輸距離的增加，鋼絲繩與繩輪等之間的摩擦力也相應(yīng)增加，牽引力有所限制，運(yùn)輸距離也因此收到限制。第四，氣動(dòng)單軌吊于近幾年面世，其動(dòng)力來(lái)源于壓縮空氣，由于氣壓遠(yuǎn)小于液壓油壓力，氣動(dòng)單軌吊承載能力較小。壓縮空氣源自井上地面的風(fēng)站，需較長(zhǎng)的氣管及相關(guān)管道鋪設(shè)設(shè)備，氣體壓力損失較大，噪聲也較大。氣動(dòng)單軌吊不適合長(zhǎng)距離運(yùn)輸，一般可用于掘進(jìn)頭作為短距離材料運(yùn)輸用。

三、煤礦單軌吊的發(fā)展方向

從未來(lái)來(lái)看，我國(guó)煤礦用單軌吊設(shè)備的發(fā)展將呈現(xiàn)出多樣性、安全性、可靠性、專業(yè)化等趨勢(shì)。在多樣性方面，不同的單軌吊車型具備不同的功能特點(diǎn)，而同一種單軌吊車型也應(yīng)該有不同的系列和不同的性能等級(jí)，以強(qiáng)化適應(yīng)各種礦井不同的要求，提高其適應(yīng)性。在安全性方面，提高單軌吊運(yùn)輸人員的安全性，完善安全保護(hù)、制動(dòng)技術(shù)、超速保護(hù)、溫度控制和人員保護(hù)等保護(hù)機(jī)制。在高可靠性方面，煤礦井下環(huán)境惡劣，工作區(qū)域多變，巷道斷面、彎道和坡道的情況都受到地質(zhì)和采掘條件的制約，這些對(duì)單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的動(dòng)力性和機(jī)動(dòng)性提出了較高的要求。在專業(yè)化服務(wù)方面，煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的技術(shù)含量較高，技術(shù)難度較大，因此組織一只專業(yè)化的隊(duì)伍來(lái)為單軌吊使用和維護(hù)提供技術(shù)支持和專業(yè)化服務(wù)顯得尤為重要。

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