項目名稱：掘進(jìn)工作面輔助運輸系統(tǒng)優(yōu)化

  項目參與人：王宇東 曹克斌 尹文強(qiáng)

1. 立項原因或背景

    王坪礦是通過一級標(biāo)準(zhǔn)化的高產(chǎn)高效礦井, 由于開拓新盤區(qū)造成采掘接替緊張。快速掘進(jìn)是緩解接替緊張局面最為有效的方法。

隨著采掘工作面的不斷延伸,輔助運輸成了快速掘進(jìn)系統(tǒng)中一個薄弱的環(huán)節(jié)。要實現(xiàn)快速掘進(jìn)和“機(jī)械化換人、自動化減人”，必須升級改造綜掘工作面的輔助運輸系統(tǒng)，提高輔運系統(tǒng)運行效率，完善系統(tǒng)保障能力。

1. 技術(shù)內(nèi)容

根據(jù)王坪礦掘進(jìn)工作面現(xiàn)狀和輔助運輸特點，研究多種掘進(jìn)工作面輔助運輸方案。

方案一:無極繩絞車+軌道+車輛運送物料。

優(yōu)點:①無極繩絞車適用煤礦井下有一定坡度(≤20°)、坡度起伏變化、帶有拐彎變向的軌道直達(dá)運輸;②可以取代多臺小絞車的接力運輸，實現(xiàn)工作面順槽設(shè)備、材料和人員不經(jīng)轉(zhuǎn)載的連續(xù)運輸，節(jié)省了中途摘掛鉤的時間;③簡化運輸環(huán)節(jié)，減少輔助人員，改善工人勞動條件，運行安全可靠，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益均明顯的等優(yōu)點。

缺點:①不適用于載人運輸;前期鋪設(shè)軌道、安裝無極繩絞車及尾輪、擋車阻車裝置、信號等設(shè)施，安裝工程量較大;②軌道延伸后，需要重新插接鋼絲繩，工序比較復(fù)雜;③煤巷地板變化較快，軌道日常維護(hù)量較大;④尾輪直徑較小，鋼絲繩彎曲較大，使用壽命相對較短。

方案二:利用氣動單軌吊+軌道+車輛運送物料。

優(yōu)點:①設(shè)備具有重量輕、移動靈活方便，可隨工作面一同推進(jìn)，操作簡單等特點;②靈活性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣，一般不受巷道底鼓、片幫等的影響;安全性高、適應(yīng)性強(qiáng)。

缺點:①不適用于載人運輸及提升載荷較大的設(shè)備;②前期需鋪設(shè)軌道，施工量相對較大;③運輸環(huán)節(jié)較煩瑣，每隔 200m 需要重新插接風(fēng)源接頭，運輸效率一般。

方案三:利用防爆柴油機(jī)單軌吊+軌道+車輛(人車)運送物料和人員。

優(yōu)點:①安全系數(shù)高。防爆柴油單軌吊安全保護(hù)較多，設(shè)備連續(xù)運輸能力強(qiáng)，可直接將設(shè)備、材料和人員運到工作面，省去了中間周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，不掉道、摘掛鉤少，安全可靠性大幅度提高;②設(shè)備數(shù)量少，系統(tǒng)簡單，安裝維護(hù)方便;③用人少，運輸效率高;④解決了人員運輸問題;④形成運輸系統(tǒng)時間短。單軌吊軌道在掘進(jìn)時隨掘隨安裝，可以用于工作面設(shè)備安裝運輸，一直服務(wù)至工作面回采結(jié)束。軌道可重復(fù)使用，減少了鋼絲繩、軌枕等一次性材料投入。

缺點:①設(shè)備初期一次性投入較高;②空氣有污染，有煤油味。在掘進(jìn)工作一方面容易造成CO超標(biāo)，另外排放的氣體使本巷道內(nèi)人員感到不適;③對巷道頂板質(zhì)量要求高。

方案四:利用防爆蓄電池單軌吊+軌道+車輛(人車)運送物料和人員。

優(yōu)點:①安全系數(shù)高。防爆蓄電池單軌吊安全保護(hù)多，設(shè)備連續(xù)運輸，直接運到工作面，省去了很多中間周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，不掉道、摘掛鉤少，安全可靠性大幅度提高;相比柴油單軌吊，杜絕了柴油在工作面存放的安全隱患;②設(shè)備、設(shè)施數(shù)量少，系統(tǒng)簡單，安裝維護(hù)方便;

③用人少，運輸效率高;④解決了人員運輸問題。職工上下班可以乘人車，節(jié)省了職工體力和上下班時間;⑤形成運輸系統(tǒng)時間短。單軌吊軌道在掘進(jìn)時隨掘隨安裝，可以用于工作面設(shè)備安裝運輸，一直服務(wù)至工作面回采結(jié)束。 軌道可重復(fù)使用，減少了鋼絲繩、軌枕等一次性材料投入;⑥運行過程中不產(chǎn)生廢氣等污染，適用于通風(fēng)較差的巷道;⑦續(xù)航能力強(qiáng)于氣動單軌吊。

缺點:①受蓄電池的能重比限制，尤其是牽引力較大的蓄電池單軌吊;②充電地點需要在新鮮的進(jìn)風(fēng)流中。

根據(jù)上述掘進(jìn)工作面輔助運輸方案4種方案，具體采用哪種方案還要根據(jù)礦井及掘進(jìn)工作面的巷道斷面、坡度、頂?shù)装鍫顩r以及設(shè)備投入資金、是否考慮運送人員等因素綜合考慮。

303盤區(qū)軌道巷已經(jīng)采用柴油單軌吊運輸，這樣在該采區(qū)的掘進(jìn)工作面，采用單軌吊運輸方式與303盤區(qū)軌道巷形成一個單軌吊運輸網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)303采區(qū)掘進(jìn)工作面較長、頂板相對穩(wěn)定以及已使用柴油單軌吊的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，部分軌道已鋪設(shè)的實際情況，在坡度滿足設(shè)備要求的前提下，應(yīng)在5306、5307等工作面順槽優(yōu)先選擇防爆蓄電池單軌吊運輸方式，同時蓄電池單軌吊解決了柴油單軌吊在運行過程中排出的有害氣體現(xiàn)象。

王坪5306工作面采用太原礦機(jī)DX40蓄電池單軌吊機(jī)車。該單軌吊運輸最大坡度 16°，牽引力40KN，運行速度2m/s。

1. 創(chuàng)新點

在303盤區(qū)5306掘進(jìn)工作面輔助運輸采用蓄電池單軌吊運輸：

1、消除了掘進(jìn)工作面輔助運輸使用小絞車運輸方式帶來的斷繩、跑車、掉道等不安全因素，輔助運輸安全系數(shù)得到提高。

2、避免了小絞車安全系數(shù)低、運輸環(huán)節(jié)多、運輸速度慢、運輸效率低的輔助運輸問題，大大提高了運輸效率。

3、單軌吊既可以運輸采掘工作面各種物料、設(shè)備，又可以掛上人車作輔助運人使用。同時，噪音小、沒有尾氣排放、無污染、維修簡單等優(yōu)點 。

4、提升單進(jìn)水平，提高掘進(jìn)效率。實現(xiàn)機(jī)械化減人，簡化作業(yè)工序，降低了員工的勞動強(qiáng)度，為快速掘進(jìn)生產(chǎn)效率最大化提供了保障。

四、社會經(jīng)濟(jì)效益

1、從運輸效率方面看，提高了運輸效率，減少了因運輸滯后影響機(jī)組開機(jī)率，提高了掘進(jìn)效率，每月進(jìn)尺增加30多米，每年增加進(jìn)尺360米。

2、從人員使用情況方面看，使用絞車運輸需要絞車司機(jī)和信號把鉤工，占用大量人員。而采用單軌吊運輸只需一名司機(jī)和一名信號工。單軌吊運輸可節(jié)省大量勞動力，減少工資支出。

掘進(jìn)工作面使用小絞車運輸?shù)牡V井較多，逐步取代小絞車運輸是大趨勢，在掘進(jìn)工作面推廣使用單軌吊運輸應(yīng)用前景廣泛。尤其是在有條件的煤礦試用掘進(jìn)工作面小型單軌吊，可以提高輔助運輸效率。