煤矿高效辅助运输成套系统研究与应用

煤矿高效辅助运输成套系统研究与应用

宋阳

山西天地煤机装备有限公司 山西省太原市 030000

摘要：我国煤矿开采工作需要对煤矿资源进行运输，矿井的运输工作运输量巨大、运输品种多样、运输轨道狭窄、运输线路复杂，从而导致煤矿的运输工作具有危险性。一旦煤矿运输出现问题，会造成严重的煤矿塌方事故，从而给煤矿工人的生命财产安全造成威胁。故此，煤矿轨道的辅助运输系统，需要使用安全高效型的装备，通过提升装备的质量，可以有效维护煤矿开采工人的作业安全。
关键词：煤矿高效辅助运输成套系统；应用；

针对我国煤矿辅助运输方式落后、系统复杂、占用人员多、安全隐患多、效率低等问题，完善了各种矿井辅助运输成套系统。

1. 概述

20 世纪70 代以前，世界一些主要采煤国家就相继建立了具有自己特色的煤矿辅助运输系统及装备，并产生了巨大的经济效益。当前国外煤矿常用的高效辅助运输设备主要有单轨吊机车、卡轨车、齿轨车和无轨胶轮车等4 大类。落后的辅助运输模式和设备已不适应掘进工作面快速掘进和回采工作面快速安装、撤除、运输的需要，直接影响了矿井生产效率。我国绝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、设备供应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，占用设备和人员也多。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。为解决上述问题，新汶矿业集团开展了矿井高效辅助运输成套技术的研究与项目应用，建立了具有技术先进、组织管理科学、综合效益显著、环保经济的矿井辅助运输成套模式，实现了减少运输环节、运输设备和辅助运输用工，提高整个辅助运输效率和可靠性的目的。从系统化角度为辅助运输新模式的研究与应用提供示范作用，总结出一套具有行业特点的安全高效的矿井辅助运输成套技术和总体方案，大幅提高了运输能力和效率，使矿井辅助运输的技术水平实现了重大突破。

2. 煤矿高效辅助运输成套系统研究与应用

1.矿井辅助运输关键技术。运用系统工程理论方法对整个辅助运输系统进行分析，研究辅助运输系统的优化技术; 研究系统的安全可靠性理论，对其可靠性影响因素进行分析，并进行辅助运输系统的可靠性优化设计。基于系统工程理论和系统可靠性理论分析，构建以系统可靠性和先进辅助运输技术、装备为支撑的矿井高效辅助运输成套技术方案。在满足煤矿安全生产需求的前提下，创新性地提出新型辅助运输成套技术模式，该模式可根据各矿区的具体条件派生出具体的辅助运输模式，为提高矿井辅助运输的整体效率和水平提供有利的技术支持。研究开发技术水平高、性能优良的新型辅助运输装备，提高设备可靠度和应用效率，为辅助运输的安全高效运行提供保障。

2.矿井排矸系统。在井底车场建设矸石仓，利用带式输送机实现煤炭和矸石的分储、分时分运，取代原副井提升系统排矸。带式输送机运输系统运输能力大，安全可靠性高，减少了一套轨道运输系统，简化了运输环节，减少大量人员。在采区设计施工矸石仓，实施煤矸分储分时分运，实现掘进快速排矸，运输效率高。取消1 t 矿车排矸，解决了落后的小绞车地轨运输方式能力小、效率低，严重制约掘进速度的问题。快速掘进后配套排矸运输设备配置: 综掘工作面全部采用带式输送机与综掘机配套运输方式排矸，在不能使用综掘机的全岩巷道，采用大型梭式矿车作为缓冲仓，对掘进产生的大量矸石进行储存缓冲，并能自行移动和自动卸载，满足连续装载运矸的要求，从而提高转载效率，与挖斗式装岩机配合，实现掘进工作面及时排矸，解决掘进排矸不及时影响掘进速度的问题。

3.采区辅助运输系统。单轨吊机车网络建设与应用在深井、软岩、大坡度、多构造复杂条件下采用单轨吊机车运输方式，替代传统的小绞车接力提升方式，简化运输环节，减少设备和人员，实现单轨吊机车运输网络化，1 台单轨吊机车可为整个采区的回采工作面和掘进工作面服务，达到辅助运输系统安全高效的目标。同时研究开发并配套使用专用车辆( 集装箱) ，实现物料无倒装连续运输，提高运输效率。单轨吊机车运输系统运输能力和效率高。采用新型柴油机单轨吊机车，牵引力大，爬坡能力强( 25°～ 30°) ，设备体积小，适应性强，安装、维修、使用方便，可取消整个采区原有轨道运输系统，简化运输环节。若使用小绞车地轨运输，需用多台绞车和多名司机、把钩工、信号工等共同完成运输工作。而使用单轨吊机车，只需要1 台机车和1 名司机便能完成整个采区的运输任

4.无轨胶轮车运输模式。巷道坡度全部在14°以下的矿井，优先采用无轨胶轮车运输方式。该运输方式不受轨道的限制，具有适应性强、机动灵活性高、长距离运输速度快、载质量大、中途不需转载、安全高效等特点。研究应用重型无轨胶轮车运送重型综采支架等大型设备、材料，解决重型装备的运送难题。

研究应用中型( 8 ～ 10 t) 框架式无轨材料车，实现材料、设备从井底到各中部车场的无转载连续运输。研究应用轻型材料车运送小型设备、材料，实现小型设备、材料的长距离、不转载、高速度、连续运送。

5.异形轨卡轨车运输系统。对于顶板、底板松软，无法采用单轨吊机车和无轨胶轮车的矿井，研究采用异形轨卡轨车运输方式，配备专用车辆，解决排矸、运料、运人难题。该运输方式运输能力大，爬坡能力强，运输距离远，可用于复杂拐弯巷道，适应性强，一套异形轨卡轨车可替代多台小绞车，消除了车辆掉道的隐患。以取消绞车、地轨和1 t 矿车为目标，排矸运输方式采用带式输送机连续排矸、带式输送机+ 梭式矿车、梭式矿车+ 专用车等方式; 运料方式采用单轨吊机车、轻型无轨胶轮车或单轨吊机车+ 无轨车; 运人方式采用单轨吊机车、无轨胶轮车、架空乘人装置、人行车等。坡度17°及以上巷道采用侧( 底) 卸式矿车+矸石仓+ 轨道机车排矸、运料，采用人行车或架空乘人装置运人。巷道形成后，采用单轨吊机车运料、架空乘人装置运人; 采用大倾角带式输送机输送煤炭和矸石，单轨吊机车运料、运人。坡度17°以下巷道采用带式输送机单轨吊机车运料、运人。采区巷道掘进。采用带式输送机运输煤炭、矸石，单轨吊机车或无轨胶轮车运料、运人。上述掘进运输新模式的研究应用，可以大幅提高运输效率和能力，消除了原运输方式落后制约生产的问题，从而使掘进速度提高40% ～ 50%。减少大量运输人员，大幅缩短回采工作面安装准备时间。

通过煤矿高效辅助运输成套技术的研究应用，形成了适合于各类煤矿现场条件的，适应于各种复杂条件下整个矿井运输相配套的辅助运输新型模式，与煤矿传统的提升运输系统相比，具有运输能力和效率高，运输安全性高，工作面安装生产准备时间短，系统简单，运输环节少，占用设备和人员少，职工劳动强度低等多项优点，大幅提升了矿井辅助运输技术装备和自动化水平，运输效率大幅度提高，加快了巷道掘进速度，缓解了矿井生产接续压力，改善了工人的劳动条件，提高了矿井全员效率和安全可靠程度，为安全高效矿井建设和生产集约化发展提供了有力支持，具有广阔的推广应用前景，为我国煤矿辅助运输建设争创世界先进水平奠定了坚实的技术基础。

参考文献：

[1] 王龙生. 煤矿高效辅助运输成套系统研究与应用[J]. 煤炭科学技术,2019(09):77-82.

[2]郭金刚. 特大型高产高效矿井集约化生产技术[Z]. 山西潞安环保能源开发股份有限公司王庄煤矿,2018(1).

[3] 王德龙. 基于模块化理论煤矿高效辅助运输系统研究[J]. 企业导报,2018(21):73-74.