煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统

煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统

王健

中煤能源新疆天山煤电有限责任公司

摘要：煤炭作为三大能源之一,对经济发展作用重大。目前,我国部分煤矿依旧在辅助运输工作上采用最传统、最简单的设备,导致设备后期维护保养投入较大。因此,加强对先进运输技术的研究。这是煤矿要迫切解决的问题。辅助运输单轨技术作为一种新型的煤炭运输技术,逐步在煤矿中得到应用,具备了良好的运输效率。借助基于单轨吊的运输系统，能极大加快煤矿生产效率。基于此,本文围绕该系统展开论述,深入分析其使用条件,探讨系统的主要构成,提出可行的优化路径。

关键词：煤矿；单轨吊运输；辅助运输系统

前言

煤矿实际生产过程中,安全是最重要的主题,煤矿生产的所有活动均应围绕着安全这一主题,煤矿运输系统也是如此。很多煤矿引入了先进设备,但在实际生产中依然存在些许不足,造成事故屡有发生。基于单轨吊的运输系统，为远距离、连续性的煤矿运输提供可能,在实际应用过程中能运输重型工具,还能避免施工人员多次下井,提高对工作人员的生命保障。

1.煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统使用条件

1.1安全的运行环境

在单轨吊机车辅助运输系统中，为了给设备构建一个安全运行环境，使整个系统能够充分发挥作用，在矿井设计和巷道的开拓部署时，就要充分考虑选用单轨吊辅助运输设备的性能、特点和适用条件，同时，设备的选择必须兼顾投资与性能。大功率长距离单轨吊选择以柴油机单轨吊为主，且进口设备功率大、性能优异、系统可靠性高，小功率设备方面，国产设备有着较大的性价比优势，可以优先选择。

1.2合理的系统设计

单轨吊机车辅助运输系统能否发挥作用，不但依赖于所选择的设备性能和可靠性，还有赖于是否建立了的辅助运输系统，孤立的一个单轨吊系统难以发挥其最大功效。在矿井辅助运输系统设计中，必须实现连续化，新矿井、新水平、新采区考虑设备材料运输单轨吊化、运人架空乘人装置化。对于老矿区的老采区，采掘工作面则要推广无极绳绞车辅助运输等。只有建立“连续化”的辅助运输系统，通过合理的系统设计，才能使辅助运输系统各个环节衔接顺畅，最大限度发挥系统的效率，否则容易造成“高效设备、低效使用”现象，造成极大浪费，难以取得良好的经济和社会效益。

1.3牢固的单轨吊设备

煤矿中,单轨吊灵活性较高,使其在井下运输效率极高,且适用于大部分环境。相较其他运输设备,单轨吊设备也较为简单,不需要投入大量人力、物力,实际运行效率较高。但要想单轨吊能够长时间使用,就要对轨道加固处理,通常采用锚杆加固法加固,要用到的设施仅有两根锚杆、一根链条以及一个悬吊板,整个系统的加固设施简单。同时，在后续的维护保养工作中,相关操作也较为便捷,投入成本较低。但由于辅助运输单轨吊设备是在吊轨上运输,需要吊轨安装得较为牢固。

2.煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的主要构成

2.1辅助运输机车

辅助运输机车是系统中最重要的组成部分,其运行能力和实际运行效果对系统的运行效率有决定性影响。辅助运输机车是由单轨吊机车、液压系统、电气控制系统及检测系统构成。通常情况下,单轨吊机车的发动机以直喷模式为主,该发动机具有尺寸合理的优势,基础架构较为牢固,后续养护工作较为便捷,节能性和环保性良好。同时，液压系统作为辅助运输机车重要的组成部分,由液压气动部分和液压传动部分所构成的。其中,气动系统主要由蓄能器、气动阀、启动马达及压力表等设施所组成。气动系统中,蓄能器的主要作用是为气动系统提供动力,压力表是控制启动压力的依据和参考,气动阀用于操控机车的开启和关停。传统的液压系统中，发电机的主要作用是给系统提供给电能,工作人员利用操控箱的控制面板操作机车。电磁阀的作用是对机车的运转状态进行监督控制,机车的相关信息会在显示器上有所显示。另外，辅助运输机车的运行环境主要在井下,空气质量对生产安全有着极大的影响。为有效提高生产安全,需在机车上安装检测系统,检测井下瓦斯、粉尘等有害物质。

2.2辅助运输梁

在系统中,辅助运输梁是关键部分,直接影响着输送的安全性和可靠性。辅助运输单轨吊所运输的重量存在差异性,所以针对不同的重量，要使用的辅助运输梁也有差异。从现在的系统使用情况来看，一般会用到轻型和重型两种运输量，它们的组成大致相同，但适用于不同重量的运输工作。它们依靠操控阀门来控制,使用马达来为链条供给动力,以完成物料的运输。利用辅助运输单轨吊运输重型物体时,需要配合重型辅助梁。实践中,重型运输梁的应用能够使辅助运输单轨吊的提升能力达到20~50t,而轻型运输梁的应用能使辅助运输单轨吊的提升能力保持在5~8t。

2.3辅助运输轨道

单轨吊辅助运输,顾名思义,其需要借助单个轨道完成。和运输梁类似，轨道也要根据运输重量的差异，分为重型和轻型两种。它们的机车悬挂方式是有区别的，在做出选择时,应按照顶板的情况和使用条件来分析,综合考虑各项因素后,科学地选取轨道的悬挂方式。同时,在轨道连接处理的过程中,应根据施工的实际环境与情况选择连接模式。在常规的轨道中，连接方式主要是法兰板和搭扣两种，前者用于弯道连接，后者用于直到连接。

3.煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统优化路径

3.1建立与完善单轨吊运输网络

矿井的单轨吊运输需要依靠轨道电路,在压力传感器的支持下运行。监测运输安全的过程中,外在环境干扰较大,易影响单轨吊运输监控画面的质量,现场维护难度也相对较高,需要依托完善的单轨吊运输网络化建设,利用动态视频图像处理方式,通过模式识别技术,利用几何相似理论,在最优阈值的支持下动态化监测单轨吊的整个运输过程。基于Web服务器的动态图像监测系统,能全面监测矿井下单轨吊车的运行速度及方向,及时判断异常的运行状况,了解其荷载数据。可将监测数据及图像回传到地面监控中心,通过远程监控手段有效控制矿井作业的安全情况。

3.2加强对煤矿辅助运输管理力度

在辅助运输系统的实际应用过程中,管理力度的加强是提高运行效率和安全性的重要举措之一。因此,煤矿加强对辅助运输单轨吊的规范管理,按照规章制度严格地规范机电设备的应用。另外,企业还需制订完善的运输管理体系和制度。煤矿生产过程中,运输设备是生产基础,在运输设备的安装过程中,要加强保险装置的配备,避免设备出现过速、过卷等问题。同时,还要在运输设备中安装限速装置,合理控制绞车的运输速度,否则设备在运行过程中可能会发生安全事故。

3.3建立智能化监控系统

为加强辅助运输单轨吊在煤矿当中应用的安全性和可靠性,在设备安装过程中需要匹配合理的监控系统。在Web的基础上实现动态图像的监控和采集,设计安装人员需要在监控系统中建立云台,实现监控探头的遥控转向、聚焦等功能。另外,为避免出现信号干扰、室外风沙的破坏现象,需要在云台上加装电控防护罩,实现信号的全面收集。在先进技术的支撑下,收集到的信号能自动整合,工作人员可以根据自身需求在数据库中查找,快速找寻所需信息。与此同时,监控系统的应用过程中还要将多功能解码器应用于动态图像的监控设计中,调高信息传输效率,提升图像传输的分辨率,进而全面地监控和保证煤矿的生产作业过程。

结语

在煤矿的实际生产过程中,单轨吊机车辅助运输系统在其中发挥重要的作用,该设备能够平稳、快速地将物料、设备和人员传输至工作区域,在环境较为恶劣的矿井中,辅助运输单轨吊也能较好地得以应用。为有效提高辅助运输单轨吊在煤矿中的应用安全性,煤矿需要引进先进技术,在网络信息技术的基础上建立智能化监控系统,辅助系统的运行过程,进行全方位优化,及时发现并解决单轨吊机车辅助运输系统在实际应用过程中存在的问题。

参考文献：

[1]范海云.煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的应用研究[J].石化技术.2019,26(12):311-312.

[2]郝万海.矿用气动单轨吊在井下超长辅助运输系统中的研究与应用[J].能源技术与管理,2020,45(04):149-150