柴油机单轨吊技术在煤矿的应用.docx

柴油机单轨吊技术在煤矿的应用 赵洪涛摘 要：为了提高煤矿井下辅助运输系统的效率，通过对单轨吊适应性、巷道断面的分析以及机车选型计算，构建了单轨吊辅助运输系统，并提出了单轨吊辅助運输系统推广应用的关键环节.这对改善运输环境、提高运输效率、保证运输安全具有重要的现实意义关键词：煤矿辅助运输 单轨吊一、概述：以某矿81采区为例，因巷道输送距离长，运输量较大，且有多处转弯，如果采用传统绞车运输方式，设备投入量大，占用人工较多，安全隐患相对较大且81采区巷道底鼓量大，采用传统绞车运输，需进行多次巷修工作本文通过对传统运输绞车与柴油机单轨吊全面论证比较，确定最终运输方式二、轨道提升设备选型计算巷道技术参数：南翼轨道大巷 断面BH=50004300mm81采区轨道石门 断面BH=50004300mm81采区轨道大巷 断面BH=50004300mm81采区轨道上山 断面BH=50004300mm，前期兼出煤81采区左翼采用大巷布置方式，右翼采用上山布置方式，轨道上山长度为1200米，巷道坡度为10o工作面机、风巷最小长度1200m，最大长度2000m，平均长度1600m，坡度平均120，最大坡度180。

安装支架期间提升重量最大，72煤若采用一次采全高开采，需要选用ZY6800/17/36型液压支架，整架重量为21.4t，其中最大件顶梁重量为7.2t物料及支架运输路线为：南翼轨道大巷→81轨道石门→81轨道（左翼）为电机车运输；81轨道右翼、采区内部工作面为提升装置运输该矿对前期采区辅助运输方式选择了两个方案（单轨吊和绞车）进行了比较，具体比较方案如下一）、柴油式单轨吊方案1、柴油单轨吊布设方案（1）、柴油机单轨吊可实现整架吊装，ZY6800/17/36型支架整体尺寸6304*1430*1700mm在81采区轨道上山生根点外施工一换车站，前期采用两辆牵引机车，一辆机车服务81采区轨道上山及7105工作面风巷，一辆机车服务7105工作面机联巷及机巷随掘进开拓单轨吊轨道延伸后期工作面安装期间，均采用单轨吊运输设备2）、前期服务地点现场条件：7105工作面下部车场→7105风巷预计巷道长度2200米，最大坡度12，平均坡度约107105工作面下部车场→7105机巷预计巷道长度1500米，最大坡度18，平均坡度约133）、最大设备重量及尺寸：7105工作面将采用ZY6800-17/36型液压支架，设备最大重量22吨，尺寸6304*1430*1700mm（长*宽*高）。

4）、单轨吊牵引力计算及机车选型：根据柴油单轨吊设计原理，单轨吊整体运送21.4t液压支架，行走最大坡度18①牵引力计算：α=18（线路最大坡度）、W1=21.4 吨（设备最大重量）、W2=9.6吨（机车自重）、W3=5.6吨（SLG8.X 系列起吊梁自重）、W4=0.5 吨（拉杆及线管重量）、f=0.03（机车运行阻力系数）、g=9.8F （支架需要牵引力）= （W1+W2+W3+W4） （sin α+ f cos α） gF = （21.4+9.6+5.6+0.5） （sin 18 + 0.03 cos 18 ）9.8=37.10.3389.8= 125KN综上：选用DZ22003+3型柴油机单轨吊最大牵引力140KN，满足7105工作面的使用要求5）、对巷道高度的要求：①巷道高度要求顶板至轨道底高度为650mm，轨道加液压支架高度为2500mm，预留200mm的起吊距离，综上要求巷道高度3350mm②起吊间及检修间的高度要求：起吊间的高度不低于3950mm，维修间单轨吊轨道底至底板高度为2000mm③物料运输时的总高度等于以下各项之和：巷道顶板到轨道底端的高度为 650 mm轨道底端到矿车顶部的高度为 2000 mm底板安全运输距离为 200 mm总高度=650+2000+200=2850 mm，此高度为单轨吊运输物料时所需巷道高度。

④人员运输时的总高度等于以下各项之和：巷道顶板到轨道底端的高度 750mm轨道底端到起吊梁底部的高度 750mm人车舱高度加起吊梁 2300 mm底板安全运输距离为 200mm即总高度=750+2300+200=3250m，此高度为单轨吊运输人员时所需巷道高度，（以人车仓1.620m高为例）6）、运输效率①、DZ2200 3+3在运送22吨液压支架（支架重量+设备自重=38t），行走在18度坡上时的速度为0.5m/s，由于下部车场以及工作面风巷平均坡度仅为13，从下部车场至工作面的平均速度设为0.8m/s空车返回时速度1.5m/s以运送巷道全长2200米计算，运送一台支架往返需要80分钟起吊支架以及在工作面放置支架的时间和为1小时综上：完成一台支架的运输需要的时间大约为2.5小时，一个圆班按运输16小时计算，运送支架6架②、DZ2200 3+3一次可以运送矿车6辆，设总重为18吨物料时（物料重量+设备自重=33.7T），行走在平均坡度13的坡度时，机车的平均速度设为0.8m/s. 空车返回时速度1.5m/sendprint以运送巷道全长2200米计算，运送18t物料往返需要70分钟③DZ2200 3+3运输总重量60人员+人车舱=7500kg，起吊梁重量=3500kg，总重量为21吨，行走在平均坡度13的坡度时，机车的速度可以达到1.3m/s。

以运送巷道全长2200米计算，运送人员时往返大约需要60分钟2、柴油单轨吊的优点（1）柴油机单轨吊机车对井下条件适应性较高，主要体现在体积小，机动灵活，通过巷道断面小，转弯半径小一台机车可以在数个工作面进行作业其悬吊轨道延伸比较简单，可在多岔道长距离范围内运输由于是吊挂式运输，与巷道底板状况无关，除日常的运人、运料和运设备以外，还可实现重型液压支架的整体搬运2）单轨吊机车本身的运载能力可以很大，且有较强的爬坡能力，最大爬坡角度可达30，柴油机单轨吊机车系统具有较快的运行速度，最大速度可达2.4m/s3）柴油機单轨吊机车可根据不同的运输任务要求，选择不同型号的专用起吊梁设备，可以灵活的完成对井下人员、材料、设备以及重型综采设备的运输任务4）柴油机单轨吊配备独立的钳型导向装置，用以防止脱轨事故的发生速度保护装置减少了一坡三档等防护措施5）单轨吊可以实现支架整体运输至安装地点3、单轨吊运输系统缺点：（1）、由于单轨吊系统以柴油机为动力，有一定尾气排放污染2）、单轨吊运行噪音大3）、单轨吊系统对巷道高度有一定要求，同时单轨吊轨道受巷道顶板影响较大，因顶板变形会造成单轨吊轨道变形，影响单轨吊使用。

二）、轨道绞车方案1、轨道绞车布设方案掘进开拓期间，81轨道上山需使用绞车提升物料，7105工作面在掘进开拓施工期间，需安装无极绳绞车提升物料待81轨道上山施工完毕后，安装一部轨道运输绞车，工作面安装期间，因受无极绳绞车提升能力影响，需将支架解体运输2、轨道绞车的缺点：由于轨道绞车需安装在81轨道上口，在前期掘进期间，各施工地点需另行安设矿用调度绞车，待81轨道施工完毕后，方可安装故采用轨道绞车方案存在以下缺点：（1）、运输能力低多部绞车运输环节多，时间消耗在人工多次倒车、联车和摘挂钩上，而且绞车本身速度不快，如JD-4型绞车为1.305m/s，因此运输能力相对较低2）、运输环节多需要多名绞车司机、车场信号把钩工，效率低，人员占用量大，劳动强度较大3）、占用设备多需占用绞车、开关、各种小型电器及电缆等，增加了安装和维护工作量4）、轨道系统受巷道底板变形影响大5）、需增设多个绞车硐室、躲避硐室、打点硐室等6）、由于使用多部绞车，易造成跑车和矿车挤人等事故这给运输现场安全管理带来了很大的难度7）、绞车的安全设施较多，需配备“一坡三档”、声光信号等8）、由于设备众多、环节复杂，加大了安全管理的难度。

3、绞车系统优点：（1）、相对单轨吊系统不存在尾气排放和噪音影响2）、轨道绞车使用、维修成本较单轨吊低3）、轨道绞车对巷道高度及顶板质量要求较单轨吊低三）、轨道绞车及单轨吊成本投入比较其他投入三、结束语：通过上述分析论证，采用柴油单轨吊系统在总费用投入方面较轨道绞车运输方式少投入1719万元，在运输效率、系统的安全性能方面要优于轨道绞车运输方式参考文献：[1]马苏跃 . 我国煤矿辅助运输面临的挑战和建议 [J]. 煤炭科学技术， 2002，（11）[2]刘玉水 . 单轨吊车推广应用中的几个问题 [J]. 山东煤炭科技， 2010，（1）[3]邹爱英 . 矿山辅助运输设备技术性能比较 [J]. 煤矿机械， 2006，（5）.[4]张荣立 . 采矿工程设计手册 [M]. 2002[5]庄严 . 煤矿井下单轨吊车的选型计算 [J]. 2010，（5） .endprint -全文完-。