无轨胶轮车在矿井辅助运输系统中的应用.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 文章编号0253 - 2336200011 - 0019 - 03 无轨胶轮车在矿井辅助运输系统中的应用 王 安,贺安民,张日晨 神华集团 神府东胜煤炭有限责任公司,陕西 神木 719315 摘 要无轨胶轮车辅助运输是当今先进产煤国家高产高效矿井主要采用的辅助运输方式,神东矿 区经过7年的实践探索,在这一方面获得了成功,初步形成了我国矿井无轨胶轮车辅助运输系统模 式,提出了无轨胶轮车适用条件及系统设计相关参数。 关键词无轨胶轮车;矿井辅助运输;设计模式 中图分类号 TD52 文献标识码 B 神府东胜矿区是我国第一家全面将无轨胶轮车 作为矿井辅助运输方式的特大型矿区。从1994年 开始至今,已有9对矿井辅助运输实现了无轨胶轮 车运输。无轨胶轮车以它灵活、机动、快速、安 全、高效的运输形式,解决了长期以来煤矿辅助运 输抑制矿井大幅度提高生产能力的瓶颈问题,使我 国高产高效矿井建设达到世界先进水平成为可能。 无轨胶轮车辅助运输系统从巷道工程量、巷道设 施、设备购置、辅助人员配备等方面与其它辅助运 输系统比较,技术经济指标占明显优势,在条件合 适的矿区已成为高产高效矿井辅助运输的首选运输 方式。 近两年,神府东胜矿区骨干矿井如大柳塔矿 年生产能力840万 t 、活鸡兔矿年生产能力 500万t ,采用无轨胶轮车辅助运输方式后,矿井 辅助运输人员分别由原设计的282人和220人下降 到了9人和6人,矿井全员效率分别达到了10814 t/工和6113 t/工,矿井辅助运输运营费用仅为传 统运输方式轨道运输的1/ 5。无轨胶轮车辅助 运输系统已经成为神府东胜矿区高产高效矿井建设 模式必不可少的一个子系统。 1 无轨胶轮车的基本特征及适用条件 111 无轨胶轮车的基本特征 神东矿区矿井无轨胶轮车按使用的功能分为液 压支架搬运车、多功能车、人车、多功能装载车4 种类型;按使用的动力不同分为蓄电池式和内燃机 式2种类型。主要技术参数见表1。 表1 矿井主要胶轮车技术参数 名 称液压支架搬运车1液压支架搬运车230座人车多功能车多功能装载车 型 号912VT630913 载重量/ t253086 最大爬坡能力/14151514151515 满载速度/ kmh- 13418154115 空车速度/ kmh- 1415518251825 驱动单元防爆柴油机蓄电池防爆柴油机防爆柴油机防爆柴油机 转弯内径/ m3317218521823145 转弯外径/ m519618514251545121 外型尺寸/ mmm91521119192141168122119816117211717213118 112 无轨胶轮车的适用条件 巷道底板坚硬度普氏系数f≥4 重载爬坡能力/≤10 巷道最小尺寸/ mm3165213 注按支架搬运车确定 巷道转弯半径/ mR≤7 巷道安全间隙/ mm 宽度每侧300 高度250 巷道需风量/ m3min - 1 ≥250 91 第28卷第11期 煤 炭 科 学 技 术 2000年11月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2 神东矿区煤层开采技术条件 神府东胜煤田区内构造形态为一简单的西倾单 斜构造,地层倾角约1～3,宽缓的波状起伏为数 不多,地质构造简单。煤系地层为中下侏罗统延安 组,厚度约210 m ,共含5组煤层,区内煤层埋深 多数不超过150 m ,基岩与载荷层厚度之比Jz小 于110 ,属浅埋煤层。开采技术条件如下 1顶底板。岩层裂隙不发育,岩石强度在自 然状态下为40～80 MPa ,饱和状态下为10～45 MPa ,属于半坚硬岩石类型。 2瓦斯。煤层瓦斯气体含量很低,大多数为 0135 m3/ t ,但氮气百分比占绝对优势,大多在 85 以上。 3煤尘。各开采煤层挥发分较高,属于有煤 尘爆炸危险煤层,各煤层的爆炸指数均大于15 。 4煤的自燃性。可采煤层中1 - 2煤属易自燃 煤层, 2 - 2、3- 1、5- 2煤层属不易自燃煤层。 目前神东公司在山西境内的两对新建矿井,开 采区的煤系地层属石炭二迭系,地质构造简单,地 层倾角约3～9 。主采8号煤层顶底板岩性为砂岩、 泥岩,煤层瓦斯含量较高,煤尘有爆炸危险,易自 燃。 3 神东矿区矿井辅助运输系统设计模式 依托矿区浅埋深、近水平煤层赋存条件,矿井 开拓方式一般为平硐、平硐-斜井开拓方式,水 平大巷沿煤层布置,综采工作面沿大巷条带式布 置。矿井辅助运输系统为适应无轨胶轮车运输方 式,形成了新的设计模式。 311 矿井辅助运输系统巷道布置方式 矿井辅助运输系统开拓方式及大巷布置方式分 为3种类型①2对副平硐或2对副斜井、2 条辅助运输大巷;②1对副平硐或1对副斜井、 2条辅助运输大巷;③1对副平硐或1对副斜 井、1条辅助运输大巷。前2种方式车辆行驶一 般为单行道,辅助运输大巷每隔1 000～1 500 m 设一条立交横贯,将两巷联通;第3种方式辅助运 输巷道每隔500～1 000 m设一车辆交会硐室,硐 室可沿大巷扩帮布置或在大巷一侧设会车绕道。 由于综采工作面巷道采用双巷布置形式,因而 工作面辅助运输系统比较简单,工作面上下各有一 条巷道作为辅助运输巷。见图1。 图1 井下无轨胶轮车辅助运输系统 312 矿井辅助运输车辆配备 无轨胶轮车主要承担矿井矸石、材料、设备运 输,人员运送,综采工作面搬家倒面等项工作。矿 井胶轮车配备数量多功能车按采掘队、辅助队每 队配备1台车;人车按开采煤层数配备,每个开采 层配备1～2台;每个矿井配备1台多功能装载车、 1台洒水车;相邻几个矿井配备1台巷道清扫车, 8台液压支架搬运车,由公司租赁中心统一管理, 服务于各矿井工作面搬家及设备升井检修。 313 矿井辅助运输巷道技术参数 1巷道几何尺寸。宽度415～515 m ,高度 在满足大型设备运输的前提下,一般以煤层厚度为 准。 2巷道坡度。大巷及工作面运输巷和回风巷 纵向坡度不大于6,横向倾角不大于0117,立交 横贯纵向坡度不大于415 。 3巷道底板。辅助运输大巷、综采工作面搬 家通道宜采用混凝土路面,标号不小于C18 ;其它 巷道严格沿底板开掘,并修简易排水沟和集水窝; 局部松软地段铺设砂卵石。 4巷道转弯半径7～10 m。 314 矿井辅助运输巷道配风量 供无轨胶轮车行驶的巷道通风量一般不低于 500 m3/ min。 315 矿井辅助运输巷道设施 1矿井辅运巷道设有通信和信号显示系统, 一般在巷道交汇处还设有反光标志,提醒驾驶员当 前行驶区间的车流方向、车辆数量及自身所处位 置。 2按规定设置数组净化水幕。 3无轨胶轮车行驶巷道在规定位置设置自动 风门。 02 第28卷第11期 煤 炭 科 学 技 术 2000年11月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 4辅助运输巷道不设动力照明网,胶轮车自 身照明灯和巷道沿途反光标志即可满足行驶要求。 4 矿井辅助运输无轨胶轮车化的基本特点 1矿井辅助运输系统借助优越地质条件,实 现胶轮车运输一条龙、一步到位,各类车辆从井上 行驶到采掘工作面无任何转载环节,系统简单便 捷。 2无轨胶轮车运输运量大、车速快、用人 少、效率高,其它辅助运输方法无法比拟。以大柳 塔矿为例, 1999年1月矿井603综采工作面搬家 仅用5台液压支架搬运车, 10 d时间完成全部运 搬、安装任务。2000年矿井生产规模840万t ,配 备胶轮车11台,其中多功能车6台、30座人车2 台、9人座车2台,多功能装载车1台,辅助运输 岗位定员9人。 3无轨胶轮车运营费用较低。大柳塔煤矿从 1996年投产以来,吨煤辅助运输费用仅4元,随着 矿井生产能力的不断提高,近两年矿井辅助运输费 用在吨煤成本中仅占215元,经济效益十分显著。 4无轨胶轮车辆性能较好,能满足矿井安全 生产要求。车辆操作简易,设备、材料装卸方便, 多数车辆可以实现自卸,工人劳动强度较低。 5辅助运输无轨胶轮车化促进了矿井设计思 想的更新。辅助运输巷道可以长距离布置在煤层 中,使矿井开采范围扩大和布置长距离推进长 度综采工作面成为可能,加快了矿井生产集约化 进程。例如,大柳塔煤矿井田面积达到了23914 km2,补连塔煤矿井田面积达到了12915 km2,补 连塔煤矿3202综采工作面推进长度达到5 000 m。 6无轨辅助运输车辆对巷道底板的压强较 大,一般在0125 MPa左右,最大为017 MPa ,所 以对底板质量要求较高,不适合在软岩底板及巷道 涌水量较大的环境下使用。 7无轨胶轮车爬坡能力最大为15,使用范 围目前仅限于近水平煤层及15 以下缓倾斜煤层。 作者简介王 安1959 - ,男,内蒙古凉城人,高级工 程师,毕业于山西矿业学院,现任神华神东煤炭公司副总经理兼总 工程师。 收稿日期 2000 - 07 - 05 ;责任编辑王宗禹 上接第18页 斜撑基础的稳定情况。 8在拟定注浆层位后,按照扫孔 → 钻进 → 冲 管 → 注水 → 注浆 → 压定量水的程序交替作业,逐段 注浆,直至下层砂层以下1 m处。 4 注浆治理效果 注浆加固工程于1999年9月1日开工,至11 月3日竣工,历时66天,施工注浆孔14个,检 查孔1个,钻孔进尺41612 m ,扫孔进尺50314 m ,注浆39次,消耗水泥14112 t。经过6个月监 测,绞车基础的相对标高变化极小,基础东、西侧 最大高差为110 mm ,基本稳定;绞车主轴水平度 变化量为0107 mm/ m ,小于设计规定的011 mm/ m ,绞车运行正常,注浆加固效果很好。 作者简介孔令珍 1967 - ,男,工程师, 1991年毕业于 中国矿业大学采矿系,现任赵坡煤矿总工程师、副矿长。 收稿日期 1999 - 10 - 21 ;责任编辑王承源 上接第26页 益,建立新农、林、渔生态系统。 5塌陷区内村庄搬迁以及新居民点的规 划,涉及因素较多,是一个十分复杂的社会问题, 必须在各级政府的大力支持下,各部门互相协调, 本着兼顾国家、集体和个人利益的原则,统筹安 排,合理规划,妥善处理,以保证矿井的正常生 产。 6随着国家环保法规的不断完善和人民生活 水平的日益提高,对环境质量要求也越来越高。因 此,矿井应不断完善环境管理,强化环境意识,提 高环保队伍素质,以不断提高环境质量,为煤矿工 人及当地居民提供一个优美舒适的生产、生活环 境。 作者简介卫 伟1968 - ,男,助理工程师, 1992年毕 业于郑州煤田地质学院,现在肥城矿业集团公司从事资源管理工 作,曾发表论文多篇。 收稿日期 2000 - 08 - 08 ;责任编辑曾康生 12 第28卷第11期 煤 炭 科 学 技 术 2000年11月