单轨双运输在煤矿斜井应用可行性分析.pdf

单轨双运输在煤矿斜井应用可行性分析 周英露 （大同煤矿集团公司 生产技术部， 山西 大同0 7 3 0 0 0） 摘要 介绍了单轨双运输技术及工作原理， 通过对其关键技术的计算分析以及经济、 社会效益 评价， 阐明了单轨双运输在煤矿斜井提升应用是可行的， 并具有一定的推广应用价值。 关键词 单轨双运输； 斜井提升； 分析 中图分类号 T D 5 5 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 - 4 9 6 X （2 0 0 6） 0 4 - 0 0 5 5 - 0 3 “单轨双运输” 是近年来一种新型轨道运输方 式， 一般在旅游山区较为常见， 如庐山三叠泉坡道的 人员上下运送， 就是利用该技术设备实现的。现在 我们试分析单轨双运输在煤矿提升运输中的应用。 1 工作原理 斜井 （斜坡） 提升， 绞车设置为单滚筒双钩头提 升， 除中部车场铺设双轨外， 其余线路均为单轨。提 升时， 提升车辆和下放车辆分别在线路的上部和下 部运行， 待提升和下放车辆同时经过线路中部会车 时， 由中部车场完成上下车辆的错车。单轨与双轨 的转换， 由车场特殊道岔与车辆特制轮对完成。调 车场如图1所示。 （1） 轨型、 车场长度、 道岔的选择。轨道选择4 3 图1调车场单双轨转换示意图 k g ／m以上； 车场距离大于该线路所提升车辆的最 大串车长度， 如斜井主提升挂车数为1节8t箕斗 （长8m） ， 其车场有效长度应设计为1 0m； 道岔选择 固定尖轨式， 俗称 “秃头道岔” ， 如图2所示。 图2秃头道岔及车辆通过示意图 秃头道岔“尖轨” 与其它道岔不同， 未做岔尖。 它固定在基本轨内侧， 不与基本轨直接接触， 也没有 转辙器， 不能搬动。车辆通过道岔时， 利用特制轮 对， 将上下车辆左右分开， 完成错车之后， 各自回到 单轨线路正常提升和下放。 （2）车辆轮对的选择。车辆设计成左侧前后两 轮为双轮缘车轮 （下文称之为左车轮） ， 保证车辆在 运行中不脱轨， 踏面直径为Φ4 5 0m m， 内部结构与 一般窄轨轮对相同； 右侧前后两轮为无轮缘车轮 （下 文称之为右车轮） ， 踏面宽度3 0 0m m， 外径及内部 结构和左车轮相同， 由它完成通过车场时道岔的过 渡。 （3）车辆行驶道岔经过。车辆在单道和过渡道 岔时的状况见图3（a） 、（b） 。如图1所示， 在车场上 下道岔曲轨道心各安设4个换向轮， 控制车辆上下 行驶方向。以上行车为例， 当车辆进入车场下道岔 时， 由于换向轮和专用车辆左车轮的作用， 车辆沿轨 道进入车场， 此时， 左车轮沿基本轨 （外轨） 运行， 右 55 问题探讨煤 矿 安 全（2 0 0 6 - 0 4） 图3单轨双运输结构 车轮同时压在基本轨 （外轨） 和过渡轨上。 待车辆进入车场曲轨后， 左车轮继续沿基本轨 运行， 右车轮则由于没有轮缘， 随着车辆的方向而运 行， 逐渐离开基本轨， 完全行驶在过渡轨上。右车轮 行至道岔心轨时， 同时压在内轨上， 随之脱离过渡 轨， 完全在内轨上行驶。 车辆行至上道岔时， 左车轮继续沿轨道行驶， 右 车轮通过曲轨进入过渡轨与基本的交界处， 同时在 两根轨上运行， 进入单道时， 右车轮离开过渡轨， 在 基本轨上运行。同时， 下行车也离开车场， 进入正 道， 完成双轨与单轨的转换。 2 单轨双运输在煤矿的应用 通过以上介绍， 单轨双运输需特殊道岔和专用 轮对， 其它车辆不能通过。针对这一特点， 我们分 析， 煤矿主斜井箕斗提升， 具有独立的运输系统， 不 与其他车辆混合运行， 符合单轨双运输。为什么要 使用单轨双运输呢它的主要优点就是 单轨， 可在 小断面的巷道实现双向提升。 2 . 1 箕斗提升斜井的设计 如矿井设计， 斜井斜长为2 5 0m， 采用8t J X H - 8 ／ 1 . 5型箕斗 （长*宽*高E79 2 0m m*18 7 0 m m* 19 0 0m m） 提升， 双轨巷道净宽为 BES1 2bS2S3， 经计算 BE 50 4 0m m 单轨巷道净宽为 BES1bS2 即BE 29 7 0m m 式中 B 巷道净宽，m m； S1 巷道不行人侧安全距离，3 0 0m m； S2 巷道行人侧安全距离，8 0 0m m； b 箕斗最大宽度， m m； S3 两车相交时的安全交锋，2 0 0m m。 两者相比较， 采用双轨运输方式， 需开拓宽度为 5 . 0 4m， 巷道为2 5 0m； 采用单轨双运输方式， 巷道 宽度只有2 . 9 7m， 只需在中部开拓一个1 0m的车 65 煤 矿 安 全（T o t a l 3 7 7）问题探讨 场， 宽度为5 . 0 4m， 比双轨方式窄20 7 0m m， 少掘 岩巷体积17 2 4 . 3 1m 3， 节约资金约7 0多万元。 2 . 2 旧矿井生产能力的改造 对于一些小煤矿， 建井开拓时， 斜井设计为小断 面单轨提升。如需矿井提升能力提高改造， 就可利 用单轨双运输技术。例 一矿井斜井斜长2 0 0m， 巷 宽3m， 矿车单轨提升， 提升能力为6 0万t。预将运 输系统改造为箕斗双向提升， 生产能力1 0 0万t。选 择全井筒开帮或另打井筒， 工程量大， 且工期长， 不 现实。如选择单轨双运输方式， 不需进行大的扩帮 工程， 只在中部设置一个车场， 开帮1 0m， 巷宽5m， 就可解决问题， 实现年产1 0 0t以上提升量， 比全斜 井开帮方式节约资金6 0多万元， 提前3个月左右完 成改造。 3 优缺点 3 . 1 优点 （1）单轨， 小断面的巷道， 便可实现双向运输。 （2）提升能力相同的前提下， 比双轨运输少掘 巷道、 少铺轨道、 工期短、 节约资金。 （3）提升能力相同的前提下， 由于巷道断面小， 相对提高了安全系数， 特别是对围岩不稳定、 顶板破 碎条件的矿井， 具有一定的推广价值。 （4）对受一定条件限制， 不能较大工程改造， 但 又需进行生产能力改造的矿井， 单轨双运输可解决 该问题。 （5）双向提升， 减小了提升绞车大轴的扭矩， 延 长了绞车寿命。 3 . 2 缺点 （1） 需特殊道岔及特制轮对， 使用范围受限制。 （2） 需在轨道中心安设换向轮。 （3） 轨道需4 3k g／m以上材质， 且铺设质量要 求较高。 4 效益 （1）单轨比双轨减小巷宽2 . 0 7m， 以一条斜井 斜长2 0 0m为例， 采用单轨双运输方式， 比双轨线路 少掘岩巷1 8 8m， 节省资金约5 7万元 （每米按0 . 3 万元计算） 。 （2）采用单轨双运输方式， 比双轨线路少铺设 近一半轨道， 2 0 0m斜井轨道节省资金约3万元。 （3）单轨双运输比单轨单提升能力提高一倍， 如一个6 0万t的矿井， 改造后提升能力可达到将近 1 2 0万t。 （4）提升能力相同的情况下， 由于巷道断面小， 相对提高了安全系数， 特别是对围岩不稳定、 顶板破 碎的矿井， 具有不可估量的社会效益。 5 发展前景 由于单轨双运输具有以上诸多优点， 目前在我 国一些山区旅游山道推广使用。对于在煤矿的推广 应用， 前景也是可观的， 特别是对小煤矿提高生产、 提升能力的改造， 具有相当好的实用性， 是其它运输 方式不可代替的， 不失为一种好的运输方式。 作者简介 周英露 （1 9 6 5 -） ， 助理工程师， 在大同煤矿集 团公司生产技术部工作。 （收稿日期 2 0 0 5 - 1 1 - 1 0 ********************************************** ； 责任编辑 金丽华） 国外煤矿安全信息 A T- 2 5 0装置向煤岩体注入缓燃剂和封闭溶液 当矿山救护队封闭火区和已采区时， A T- 2 5 0装置用于向岩体或煤体注入封闭溶液。如果在难以进入 的地方， 用它和配用穿入的峰值-喷射器注入载冷剂。为了发射封闭或灭火成分， 也可以利用矿井中的气压 管路、 压气机、 压缩空气罐或者井下的液氮发生器。为向巷道顶板圆穴处发射1 1 4 B 2载冷剂， 可以采用灭火 钎子。在库兹巴斯矿区的许多矿井采用A T- 2 5 0装置扑灭井下火灾都取得了很好的效果。示意图介绍了 A T- 2 5 0装置的结构和装置的压力表保护部件结构。 摘自 Б E 3 ’ ’ * ,-./ 0-’ 1 22 0 0 4N o . 6 75 问题探讨煤 矿 安 全（2 0 0 6 - 0 4）