20110909煤矿井下辅助运输现状与分析-.doc

煤矿井下辅助运输的现状与分析 张天一武来建 焦作煤业团体公司河南焦作 摘要本文先容了煤矿辅助运输方式及特点,提出了推广应用的意见和看法。 关键词煤矿井下辅助运输 1、引言 煤矿辅助运输是指煤矿井下的运输除煤炭运输以外,职员、材料、设备和矸石等各种运输。煤矿井下辅助运输可分为轨道辅助运输和无轨辅助运输两种。轨道辅助运输以展设双轨或悬吊单轨为主要特征,采用架线电力、防爆柴油机、蓄电池和钢丝绳为牵引动力;而无轨辅助运输则以胶轮或履带为行走机构,采用防爆柴油机、蓄电池等为牵引动力。 2、进步矿井辅助运输装备水平的必要性 目前,我国煤矿的辅助运输系统除少数几个煤矿采用了柴油机胶套轮齿轨卡轨车和无轨胶轮车等新型高效的辅助运输设备以外,大部分矿井的辅助运输系统仍然相当落后,基本上仍停留在五、六十年代水平,还在延用无极绳、小绞车等多段分散落后的传统辅助运输方式,运输环节多,系统复杂。由井底车场至采区工作面,需经多次中转编列。一条顺槽就需设置多台调度绞车,占用大量设备和劳力。占有关资料统计,我国煤矿辅助运输职员约占井下职工总数的1/3以上,有些矿甚至达到50。综采工作面搬荚冬国外一般仅需l-2周即可完成,用工200500个,而我国煤矿传统方式需要25-45 d,用工5000个以上。综采矿井每采百万吨煤辅助运输用I500-1200人班,是先进国家的7-10倍。不仅如此,其事故率约占工伤事故总数的30以上,仅次于顶板事故,而且呈上升趋势,严重地影响了生产安全。其主要原因就是我国煤矿辅助运输系统落后,效率太低,且不安全。近年来除了少数几个矿采用了一些新型高效的辅助运输设备以外,大多数煤矿的辅助运输系统仍然是小绞车、小蓄电池机车等多段分散落后的传统方式,与综采综掘等现代化系统很不相当。它严重影响矿井全员效率的进步和煤矿安全生产,与发展煤矿生产综采综掘等现代化很不适应,已经成为制约煤炭生产发展的薄弱环节。随着当前大中型矿井的建设,矿井辅助运输设计与选型是矿井建设的重要课题内容之一,选择公道的矿井辅助运输方式,进步矿井辅助运输的装备水平,将直接影响到今后矿井的生产和经济效益,对确保矿井煤炭生产产量进步,生产公道经济运行,矿井辅助运输方式起着至关重要的作用,有极其深远的意义。 3、矿井辅助运输现状 我国煤矿辅助运输机械化起步较晚,直至七十年代后期才开始这方面的研制工作。到目前为止,我国已先后研制成功并定型生产了一些新型高效的煤矿辅助运输设备,如柴油机单轨吊、绳牵引卡轨车、柴油机胶套轮齿轨卡轨车、无轨胶轮车以及新近研制成功的无极绳巷道连续牵引车等。有些设备如柴油机胶套轮齿轨卡轨车、无轨胶轮车和巷道连续牵引车,在我国很多煤矿生产实践中已经得到了推广应用,并产生了巨大的经济和社会效益。部分设备的主要技术性能也达到了国外同类产品的国际先进水平。但总的来看,设备种类还未几,未形成系列产品,产品质量也不稳定,某些技术性能尤其是可靠性有待进一步进步。目前除少数几个矿井外,尽大多数煤矿尚未实现从地面或从井底车场直至采区工作面端头不经转载的直达运输,而是分阶段运输。从井下材料、设备供给点到井下工 作面使用地点,要经过多次转载。运输效率低,事故多,占用设备和用工人数也多。特别是采区的辅助运输机械化程度还相当低,这种状况长期未得到改变。另外,有些关键元部件如防爆低污染柴油机还不过关,油泵、油马达等也还需要从国外进口,进步了设备的制造本钱、销售价格偏高,从而妨碍了辅助运输设备的推广应用。 4、几种矿井辅助运输的设备性能特点 4.1卡轨车。包括绳牵引和柴油机牵引卡轨车,其特点是全部载重都落在巷道底板的的双轨上。与巷道支护条件无关,但对底板有一定要求。底鼓明显,积水较多的巷道不适合使用。因具有防掉道的卡轨轮及可靠的制动系统,能以较高的速度安全可靠的在轨道上运行。卡轨车的突出优点,是承载能力大,爬坡能力强,运行速度快,安全性好。在失控等危险情况下也能自动紧急制动停车,特别适合于采区运输。近年来国外在综采设备搬家、材料和职员运输等方面都在大力发展卡轨车。在我国煤矿开采深度较较浅,矿压较小,底鼓现象少,巷道断面小,支护条件差,液压支架等综采设备的重量较大,生产集中的矿井,更适于卡轨车的发展。 绳牵引卡轨车的牵引能力大,爬坡能力强。可适用于较大的倾角,常用于坡度较大,弯道较少的运输系统。其主要缺点是,只适用于固定段的运输,进进多条分支巷道时必须经过车场或转载站,因而形成多段运输。占用设备多,运输效率低,劳动强度大,设备利用率不高。另外,运输间隔受限,一般不超过2 km,而且钢丝绳磨损严重,消耗量大,更换也不方便。 4.2单轨吊。包括柴油机、蓄电池和绳牵引单轨吊。使用最多的是柴油机单轨吊,其特点足体积小,机动灵活,适应性强,不怕水,不怕煤,不受底板状况的影响,过道岔方便。连续运输间隔长,用于掘进巷道时能迅速延伸轨道,既安全可靠,经济性也好。可以实现从井底车场甚至从地面斜井或平巷开拓时至采区工作面的直达运输。根据国外经验,采用单轨吊系统可以基本解决整个矿井的辅助运输机械化题目。当前我国还存在着大量的中小型矿井。矿井的井筒及巷道断面也都较小,巷道系统比较复杂。井型及巷道系统又不易改造。假如这些矿的巷道顶板比较稳定,支护条件较好,单件重量不太大不超过14 t,特别那些有底鼓的矿井,选用单轨吊运输系统还是比较合适的。 4.3无轨胶轮车。在国外矿井用得较多。在我国仅少数几个煤矿在使用。这种车一般采用铰接车身,运行机动灵活,装卸方便,运行速度快,载重能力大,爬坡能力强最大可达140。可以整体运输液压支架。可实现从地面直至采区工作面不经转载的直达运输。但要求巷道断面有效大的宽度一般不能小于3.6m,对巷道底板的硬度、不平度都有较高的要求。垂直转弯半径也较大R50 m,现有生产矿井仅有少数矿井适合无轨运输系统。 4.4齿轨机车。一般指的是带钢轮和齿轨轮的机车。在平道上靠钢轮与轨道的粘着力高速运行。在斜巷上小于100靠齿轨轮与齿轨的啮合低速牵引。因此这种机车能直接进进上下山斜巷和起伏不平的工作面运输巷和回风巷。缺点是自重和转弯半径较大,不大适合在采区运行。假如变坡较多,则展设齿轨较长,影响本钱和车速,只宜用于水平大巷及与其相连的坡度不大的主要上下山巷道使用。 4.5胶套轮机车。是在使用普通轨的基础上,在机车的驱动轮上加一层胶质轮套作轮缘踏面,从而增大了驱动轮与钢轨表面的粘着系数,同时,在机车的制 动系统中加装新型制动闸,使机车的爬坡力大大进步。可以用到5.70的坡道上。可用作采区的材料、设备和职员运输。 4.6蓄电池机车。因受蓄电池容量限制,多用于巷道平缓,载荷较小,作业不频繁的短途运输。对于巷道坡度大,运输间隔长,作业频繁、载荷较大的运输,最好采用柴油机车,随着防爆低污染柴油机制造技术的不断发展,柴油机的质量性能和可靠性均有很大进步。废气排放量指标已大大降低。维护工作量也逐步降低。由于蓄电池的充放电治理较复杂,所以蓄电池机车的推广应用受到很大的影响。 5、高效辅助运输设备明显的优点 5.1运行安全可靠,不跑车、不掉道。设有工作、停车安全和超速及随车紧急制动等三套安全制动系统,并有防掉道装置。适于在井下大巷和采区运行。 5.2爬坡能力强,能在起伏坡度较大和弯道道岔较多情况下行驶。 5.3牵引力大。能实现重型物料如重型液压支架的整体搬运,对散料长材能进行集装运输,载重量大。 5.4运行速度快。因具有防掉道等安全设施及安全监控与通讯等装置,可以较高的速度在采区运行。 5.5能实现远间隔连续运输。 5.6有比较完整的配套设备和运输车辆。能够满足职员和多种材料设备的运输需要,可实现装卸作业机械化。, 6、影响矿井辅助运输制约因素 6.1前些年,我国煤炭行业不景气,煤矿长期低位运行,煤炭市场持续疲软,不少煤矿处于停产半停产状态,企业严重亏损,资金十分困难。有限的资金只能用于采掘支护和煤炭运输设备,以维持生产。辅助运输设备投进较少,严重影响了矿井辅助运输发展进步。受传统思想观念的影响,以为劳动力资源充足,价格低廉,所以宁可多用人也不发展机械化。受各种因素影响,科研和制造单位也因资金不足,人才流失,设备老化,资金和技术投进较少。 6.2辅助运输设备本身还不大完善。国产设备产品质量不稳定,故障率高,且价格偏高,也不成系列,设计不便选用。某些产品的技术性能还有待进步。引进产品价格高昂,备件短缺,维修服务困难,一般煤矿无力承受,某些进口产品技术性能也不完全适合我国矿井实际情况。另外,很多煤矿辅助运输设备的技术含量较高,如柴油机胶套轮齿轨卡车集内燃机、机械、电气和液压技术为一体,技术难度较大。煤矿运输队伍的工人文化素质较低,一时难以把握。影响设备的使用、维修和推广。 6.3一些生产矿井,巷道断面小,底板起伏多,转弯半径小,支护强度低,上下山坡度大等等,限制了大型现代化辅助运输设备的应用,形成了转载多,运输环节多,系统复杂,效率低的局面。有些新建或经过技术改造的矿井,固然巷道断面加大了,支护情况也有所改善,但受地质条件如底鼓严重,断层多等的限制,以及巷道支护强度或建井投资的影响,仍然不能采用新型高效的辅助运输系统。 7、需要留意的几个题目 7.1煤矿辅助运输机械化是个很复杂的题目。它与矿井的具体地质条件及井巷开拓方式密切相关,个矿井煤层地质条件不一,井型各异,机械化程度也各不相同。因此辅助运输形式不能单一,要多样化,单轨吊、卡轨车、齿轨车和无轨胶轮车等应根据矿井实际情况发展。各种设备都有自己的性能特点和使用范围。 要从本矿的实际条件出发,充分了解各种设备的性能和特点,因地制宜地选用自已需要的设备。由于煤矿井下实际工况复杂,对设备的能力和使用范围,留意留有余地,为了节省投资,应尽量利用现有的系统和设备,如轨道系统和车辆等。在经过认真细致的技术经济比较以后,力求用最少的初期投资和运行用度达到高效、安全、经济、公道的目标。采用最适合于自己的辅助运输系统和设备。 7.2矿井煤矿辅助运输机械化题目,必须通盘问虑,全面规划,然后逐步实施。重点应放在采区的辅助运输上,留意设备的配套性。大中型生产矿井,既有综采综掘,也有日常的职员、材料和矸石等的运输,还有采面综采设备的搬荚冬因此要有多台大、中、小机型配套的设备,以及整个系统的配套设备。从转载到轨道、道岔、信号以及其他配套设备,形成一个完整的运输系统。由于地质条件的不同,以及井型和开拓方式的各异,个大中型矿井的辅助运输系统,可能是单一的单轨吊、卡轨车或无轨胶轮车系统,也可能是电机车-卡轨车、单轨吊-卡轨车等几种设备的混合系统。这更需要各种设备间很好地统筹考虑配套。否则,难以发挥新型设备的作用。 7.3矿井的设计和开拓部署,要充分考虑选用的辅助运输设备的性能特点和适用条件,为辅运设备安全高效地运行创造条件。这样才能使整个系统充分发挥作用,以取得尽可能大的经济和社会效益。确定辅助运输系统时,应从供料到用料地点尽量采用直达运输,力求减少中途转载和停顿,进步运输效率。为降低基建投资,应尽量减少岩巷工程。 8、结语 综合煤矿井下无轨辅助运输设备的技术现状、研制水平和使用情况,我们以为 8.1发展我国煤矿辅助运输机械化现代化势在必行。为了加快我国煤矿辅助运输机械化现代化的步伐,一方面要大胆采用高新技术,努力推广适合煤矿需要的高效辅助运输设备,一方面要根据我国矿井类型和生产技术条件,尤其应考虑采区的巷道条件,继续开发多品种、多系列、能够用于综采快速搬荚冬综掘高效运料和运人的新型高效辅助运输设备,使不同情况的矿井或采区有相应的设备可选用。同时,在矿井和采区设计时也应该严格按照运输设备的技术要求进行巷道布置,确保选用的设备能够在相适应的使用条件下充分发挥其出巨大的经济和社会效益。 8.2大力发展适合我国煤矿需要的无轨辅助运输车辆。无轨辅助运输设备一般采用胶轮或履带为行走机构,采用防爆柴油机、蓄电池等为牵引动力。井下无轨辅助运输车辆具有高效能、多用途、灵活方便、高效安全和适应性强等优点,所以无轨辅助运输设备在我国煤矿井下运输中占有的比例将势必逐年扩大,且远景看好。井下无轨辅助运输设备在一些采煤技术先进的国荚冬应用非常广泛,而且其研制经验也十分丰富,在我国井下无轨辅助运输设备的也正在推广应用。随着高产高效现代化矿井建设的需要,辅助运输设备的研制和使用,必将得到进一步的发展,具有十分重要的现实和深远的意义。近年来,我国煤矿井下无轨辅助运输设备和技术有了较大的改善和进步,辅助运输受到越来越多的关注,这些都为加快煤矿井下无轨辅助运输技术的发展提供了强有力的保证。