东滩煤矿六采区无轨胶轮车辅助运输系统研究与应用

ｌ工程建设与设计　　ｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＆ＤｅｓｉｇｎＦｏｒＰｒｏｊｅｃｔ　东滩煤矿六采区无轨胶轮车辅助运输系统研究与应用　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｕｘｉｌｉａｒｙ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｔｒａｃｋｌｅｓｓ　Ｒｕｂｂｅｒ　Ｗｈｅｅｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｉｎ　Ｎｏ．６　Ｍｉｎｉｎｇ　Ａｒｅａ　ｏｆ　Ｄｏｎｇｔａｎ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　王鹏　（兖矿集团东滩煤矿，山东邹城２７３５１２）　ＷＡＮＧ　Ｐｅｎｇ　（Ｙａｎｋｕａｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｄｏｎｇｔａｎ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ，Ｚｏｕｃｈｅｎｇ　２７３５　１２，Ｃｈｉｎａ）　【摘要】为优化东滩煤矿六采区辅助运输设备工艺，提高六采区辅助运输效率，实现安全高效连续运输，通过优化巷道设计、施工　配套硐室、硬化巷道路面、培训胶轮车司机，保证了六采区无轨胶轮车运输系统安全高效运行，取得良好的经济效益和社会效益。　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆＮｏ．６　ｍｉｎｉｎｇ　ｄｉｓｔｒｉｃｔｓ　ｉｎ　Ｄｏｎｇｔａｎ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ，ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｉｔｓ　ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ，ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｓａｆｅ　ａｎｄ　ｅｆｉｃｉｆｅｎｔ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｔｒｎｓｐｏｒａｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｎｏ．６　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ，ｂｙ　ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｏａｄｗａｙ　ｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｃｈａｍｂｅｒ，ｈａｒｄｅｎｅｄ　ｒｏａｄｗａｙ　ｐａｖｅｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｕｂｂｅｒ　ｗｈｅｅｌ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｄｒｉｖｅｒｓ，ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅ　ａｎｄ　ｅｆｉｃｉｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｆｏｎｏｆｔｈｅｔａｃｋｌｒｅｓｓｒｕｂｂｅｒｗｈｅｅｌｖｅｈｉｃｌｅｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅＮｏ．６ｍｉｎｉｎｇｄｉｓｔｒｉｃｔｓ，ａｎｄｏｂｔａｉｎｇｏｏｄｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄ　ｓｏｃｉａｌ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ．　【关键词】无轨胶轮车；巷道布置；安全高效　【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｔｒａｃｋｌｅｓｓｒｕｂｂｅｒｗｈｅｅｌｖｅｈｉｃｌｅ；ｒｏａｄｗａｙｌａｙｏｕｔ；ｓａｆｅａｎｄｅｆｉｆｃｉｅｎｔ　【中图分类号ｌＴＤ５２５　【文献标志码ＩＢ　【文章编号】１００７．９４６７（２０１７）１２．０１９６．０３　［ＤＯｌｌ１０．１３６１６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｅｊｓｙｓｊ．２０１７．１２．１８９　１概况　东滩煤矿井下采区分为４个翼，井底车场至东翼、北翼、西　翼采区的运输方式为轨道运输，东翼轨道大巷采用ＺＫ７—６５５０　型直流架线式电机车运输，北翼、西翼轨道大巷使用８ｔ蓄电池　电机车运输。采区岩石集中巷或轨道巷内采用５ｔ蓄电池电机　２技术方案　六采区选用无轨胶轮车辅助运输方式，设备、材料采用运　料无轨胶轮车进行运输，人员采用专专用运人无轨胶轮车进　行运输。　２．１设计原则　设计原则有以下几个方面。　１）根据国内井下无轨胶轮车运行经验，无轨胶轮车实际　车牵引矿车运输，采区轨道上山采用大绞车提升运输，采区联　络斜巷使用慢速绞车提升运输，工作面两顺槽内采用连续牵　引车运输。　爬坡能力８。基本达到上限。为保证无轨胶轮车运行安全可靠　性，设计采区无轨运输巷道坡度严格控制在６。以下。　２）无轨胶轮车运输方式排矸能力较低，设计应适当改变　采区巷道布置方式以减少岩巷工程量。　３）为确保无轨胶轮车顺利下井，根据东滩煤矿及六采区　具体条件，因受副井罐笼尺寸的影响，无轨胶轮车必须于地面　拆解分体下井，到达井下进行组装，应在井下设置换装硐室实　现胶轮车组装和物料的换装。　南翼六采区为新开拓采区，原设计为轨道运输系统，为优　化东滩煤矿六采区辅助运输设备工艺，提高六采区辅助运输　效率，实现安全高效连续运输，将辅助运输系统改造为无轨胶　轮车运输系统。运输物料于换装硐室实现轨道运输和无轨胶　轮车运输之间的换装，然后使用无轨胶轮车运输物料直达各　采掘施工地点。　【作者简介】王鹏（１９７１　），男，山东济亍人，高级工程师，从事地压　防治研究。　１９６　４）防爆蓄电池无轨胶轮车由于受到额定功率限制，不能　运输大、重型设备。同时，在使用中需要经常对蓄电池进行充　３－程项目管理　Ｐｒ，￣ｅｃ　ｔＭｔｍａｇｅｍｅｒｔｔｌ　电，运输效率比防爆柴油机无轨胶轮车低。而防爆柴油机无轨　皎轮车额定功率大，运输效率高，设计应选用防爆柴油机无轨　５交轮车。　作业。　２）为满足无轨胶轮车存放的要求，在南翼轨行ｌ　联附近　新施工皎轮车存放硐室，该硐室作为胶轮车日常存放和人员　乘车的地点。　５）工作面安装和撤除时，为避免液压支架的拆卸、组装造　成生产效率的降低．充分发挥无轨胶轮车在液压支架的撤除、　运输、安装方面的优势，支架搬运车选型时应考虑能够实现液　压支架的整体搬运。　３）为满足胶轮车日常检修和加油的要求，于南翼轨皮１　联附近施工，利用现有巷道改造为无轨咬轮车检修硐室和加　油硐室。　６）为避免井下运行的无轨胶轮车出现斜巷刹车制动失灵　的情况，确保运输安全，设计应选用“液压释放、弹簧带ＩＪ动”的　新型辅助运输设备。　７）选择无轨胶轮车车型时尽量考虑到多用途、多功能，做　到～一车多用，减少投资。　４）为满足无轨胶轮车对向行驶会车的要求，设计在南翼　辅运巷每５００ｍ新施工一会车硐室，如巷道５００ｍ范围内有交　叉点或偏口，可利用交叉点或偏口进行会车。　２．３设备设施选型　２．３．１无轨胶轮车　２．２巷道工程优化　２．２．１巷道布置优化　设计采区投入使用ＷＣ５５Ｙ型支架搬运车２台、ＷＣ２５ＥＪ　型铲板车２台、ＷＣＳＥ（Ｂ）型材料运输车２台、ＷＣ３Ｙ（Ｂ）型顺槽　车２台、ＷＣ２０Ｒ型人车４台（见图１）、ＷＣ３Ｊ（Ｄ）￣卸车３台，合　计ｌ５台皎轮车，如表１所示。　表１　六采区无轨胶轮车运输设备明细表　六采区原设计的南翼行人巷不再作为运人巷道，改作南　翼回风巷，该巷道原设计安装的架空乘人装置不再安装，原设　计南翼回风巷不再施工。　采用已施工南翼轨道石门作为无轨胶轮车运行巷道，新　施工ｌ条南翼辅运下山巷道，以６。下坡施工，见３上煤层后沿　３上煤层顶板布置，沿一号井东断层于３上、３下煤层中各布　置ｌ条辅运巷。原设计布置于煤层底板岩层中的南翼轨道巷　不再施工。　２．２．２巷道断面优化　六采区工作面采用用ＺＹ１２０００／２７．５／６０型大采高综采液　压支架，液压支架整体重量约４６ｔ，整体运输最小尺寸为：长×　宽×高＝８　０５２ｍｍｘＩ　６３０　ｍｉｎｘ２　７５０ｒａｍ。井下辅助运输巷道运行　的无轨胶轮车尺寸最大为支架搬运车，巷道断面尺寸应满足　支架搬运车运输液压支架的要求。设计拟选用ＷＣ５５Ｙ型支架　搬运车，该支架搬运车正常运行尺寸为：长Ｘ宽Ｘ高＝９　７８０ｍｍｘ　３　５００ｍｍｘｌ　９７４ｍｍ。　图１　ＷＣ２０Ｒ型运人胶轮车现场运行　２．３．２换装（组装）硐室起重设备　设计液压支架按运送的最大件考虑，运输时采取专项措　施保证运输和行人安全。根据大采高综采液压支架及支架搬　换装硐室内配备一套双３２ｔ移动式防爆起重机，用于井下　设备或材料起吊换装作业，可以实现将重型设备和集装物料　运车尺寸，考虑安全间隙的要求，计算运行支架搬运车辅助运　输巷道最小宽度为４．７ｍ，最低高度为３．４ｍ。　无轨胶轮车运行巷道路面应硬化，设计采用混凝土铺底，　铺底厚度２６０ｍｍ，铺底混凝土强度等级为Ｃ３０。　２．２．３配套硐室　等从有轨运输车辆上换装到无轨运输车辆之间的相互换装。　２．３－３无轨运输监控系统　根据《煤矿安全规程》相关要求，在南翼无轨胶轮车运输　线路装备一套无轨胶轮车“信、集、闭”系统，以增加车辆位置　１）为实现将运输设备有轨运输和无轨运输之间的换装运　输，设计在南翼轨行１　联处施工换装（组装）硐室，利用现有的　南翼轨行ｌ一联进行扩刷改造改造完成后，安装行车进行换装　监测系统和交通管控信号，完善车辆调度和监控功能。按照实　施方案，需配备主控机１台，管理机１台，５５英寸显示器１台，　控制分站８台，读卡分站３３台，稳压电源８台，信号机２０台，　１ｑ７　ｌ工程建设与设计　ｌ　Ｃｏａｓｔｒｕｃｄｏｎ＆Ｄｅｓｉｇ￣ＦｏｒＰｒｏｊｅｃｔ　车载自动报警装置ｌ５台。系统各项功能和技术指标均符合设　计要求，实现了对南翼无轨胶轮车的动态监控和管理，提高了　井下无轨胶轮车运输的安全可靠性。　上０４工作面　材料车、顺槽车运行速度按２５ｋｍ／ｈ考虑，则所需时间为：　（７８０＋５７５＋２７０＋８０＋１　７００）／１　０００／２５＋０．０５＝０．２２ｈ，其中，有轨、无　轨换装所需时间：Ｏ．０５ｈ。　４．１．２轨道运输　—３运输系统构成及环节　在南翼六采区建设高效无轨胶轮车辅助运输系统，如图２　所示，配置换装硐室、检修硐室、加油硐室、乘车硐室等配套硐　般材料、小型设备运至６３上０４工作面路线为：南翼轨道　室。运送人员时，施工人员于乘车硐室乘坐ＷＣ２０Ｒ型运人无　轨胶轮车直接运送至各施工地点的乘车点下车，最大运输距　离约３　４００ｍ，最大用时约１５ｒａｉｎ。运送物料时，运料无轨胶轮　石ｆｑ（５４５ｍ）－－￣南翼轨道下山（６００ｍ）－－｝南翼轨道巷（２５５ｍ）—轨　道顺槽联络巷（１ＯＯｍ）—轨道０Ｉ页槽（１　７００ｍ）－－￣３上０４工作面　所需时间为：（５４５／３．４＋６００／２．５８＋２５５／３．４＋１００／１．１＋１　７００／　１．３５）／３　６００＋０．１０＝０．６１ｈ，其中，０．１Ｏ为运输环节转换所需时　间，ｈ。　车于换装硐室换装装车后，直接运输至各施工地点料场进行　卸车，最大运输距离约３　４００ｍ，最大用时约１３ｍｉｎ。六采区采　用无轨胶轮车运输系统，减少了运输环节，简化了操作程序，　提高了运输效率。　４．２工作面安装运输效率　２０１７年２月至４月，矿井在６３上０４工作面搬家至６３上　０５工作面期间，作为兖州煤业本部矿区首次使用ＷＣ５５Ｙ支　架车进行整体搬运４６ｔ液压支架，ｌ『『页利完成了煤机、运输机和　１　５０组支架的搬运工作。通过使用ＷＣ５５Ｙ胶轮车搬运液压支　架发现，ＷＣ５５Ｙ皎轮车整体搬运液压支架的运输效率远远高　于采用轨道运输将支架解体运输效率。过去采用轨道运输１　个支架需拆解４～５部分，支架分体各部分采用轨道运输，到位　图２南翼六采区胶轮车运输系统　后再进行组装，１个支架转运需要经平巷电机车运输、斜巷绞　车运输和顺槽无极绳绞车运输多个运输环节，占用运输人员　需７　８人，转运１个支架安装到位需４—５ｈ；采用无轨皎轮车　３．１一般材料、小型设备运输环节　以采区首采６３上ｏ４工作面为例：电机车牵引运输（井底　车场、西翼轨道石门、南翼轨道石门）一有轨、无轨换装（换装　整体运输只需１个胶轮车司机进行运输，转运１个支架到位　后只需ｌ～２ｈ。　（组装）硐室）一无轨胶轮车运输（南翼辅运下山、３上煤层辅运　巷、辅运顺槽联络巷、辅运顺槽）　５应用效果　六采区采用无轨胶轮车运输系统与传统轨道运输相比，　减少了运输环节，提高了运行效率，大幅度降低了辅助运输人　员数量，实现了安全高效运输。无轨胶轮车运输过程中，在换　装硐室将物料换装至胶轮车装封车完成后，只需１名胶轮车　３．２工作面搬家运输环节　以工作面大型设备由６３上０４工作面搬家至６３上０５工　作面为例：支架搬运车拖运（６３上ｏ４工作面停采线）一支架搬　运车运输（６３上０４工作面顺槽、６３上０４顺槽联络巷、南翼３　上煤层辅运巷、６３上Ｏ５工作面辅运顺槽联络巷、６３上０５工　作面辅运顺槽、６３上ｏ５工作面切眼）　司机驾驶胶轮车运输物料设备到达施工地点进行卸车；而传　统轨道运输方式需要经过３－４个工序，需要电机车平巷运输、　斜巷绞车运输和无极绳绞车运输等，占用人员ｌ０人以上。无　轨胶轮车设备易于操作，制动方式为本质安全型，选用“液压　释放、弹簧制动”制动方式，安全可靠性较高。工作面安撤采用　无轨胶轮车运输环节工艺较为简单。工作面安撤运输速度快，　４辅助运输效率　４．１一般材料、小型设备运输效率　以采区首采６３上０４工作面为例，分析一般材料、小型设　备的运输效率。　４．１．１胶轮车运输　一安撤周期短，可缓解矿井生产接续压力，并可取得良好的经济　效益和社会效益。　般材料、小型设备运至６３上０４工作面路线为：南翼轨　道石门（７８Ｏｍ）一南翼辅运下山（５７５ｍ）一南翼３上煤层辅运　巷（２７Ｏｍ）一辅运顺槽联络巷（８０ｍ）一辅运顺槽（１　７００ｍ）－－－＋６３　１９８　【收稿日期１２０ｌ７—１　ｌ一１６