浅析立井开拓矿井与无轨胶轮车运输的结合应用

张炜

【摘要】本文通过结合潞安集团王庄煤矿后备区的8101工作面使用无轨无轨胶轮车运输支架方式的案例分析，说明在立井开拓矿井中使用无轨无轨胶轮车运输支架的优缺点以及在运输中需要注意的问题、优化方向。

【关键词】支架搬运车；大采高支架；无轨胶轮车

1无轨胶轮车在立井开拓矿井的应用概况

无轨胶轮车在平硐或斜井开拓的矿井应用较为广泛，在立井开拓矿井应用并不多，随着采掘工作面装备的机械化程度提高，设备吨位增大，特别是大采高采煤工艺推行，立井开拓矿井的辅助运输已然成为矿井效率的重要环节。因此，需要为立井开拓矿井寻求一种适合煤矿巷道布置条件、有利于高产高效矿井生产的辅助运输系统。随着大型无轨胶轮车的应用，全面解决了重型综采设备运输方案，也是逐渐成为现代化矿井辅助运输的重要手段，如何在立井开拓的矿井辅助运输中使用无轨胶轮车运输已成为一项急需解决的难题。

２案例矿井概述：（增加王庄煤矿+540水平风井辅助运输线路的描述）

王庄煤矿后备区为该矿的接替区，主要可采煤层为3#煤层总资源储量为213097kt，该煤层位于二叠系下统山西组中下部，厚度大，全区稳定可采，煤层厚度为5.72～7.79 m，平均为6.74 m。顶板为泥岩、细砂岩，顶板类型属中硬-坚硬型。地板为泥岩、中粒砂岩，泥岩为易软化岩石，砂岩为中硬型。该矿8101工作面采用大采高采煤工艺，支架选定为ZY15000/33/72型两柱掩护式支架，支架中心距2050mm，最大高度7200mm，最小高度3300mm，重约68T，支架运输采用太原煤科院的WC80Y型支架搬运车进行整体支架运输。为了满足大采高支架的运输要求，8101大采高工作面安装采用蓄电池电机车+无轨胶轮车的运输方式：蓄电池电机车将支架由副立井牵引出途径井底环形车场、蓄电池电机车运输大巷，至与81胶轮车大巷1的交叉口处进行换装，再由无轨防爆支架搬运胶轮车运至8101工作面进行安装。

３8101工作面7.2m大采高支架的运输方式

３．1罐笼下放大型物件

由于后备区立井罐笼尺寸为5600mm（长）*1960mm（宽）*5300mm（高），最大载重35T，在无轨胶轮车、支架和大型设备的选型上，最大不可拆尺寸必须满足罐笼尺寸要求，重量不得超过罐笼的载重，在整个运输安装过程中，所有设备下井尺寸全部在5400mm（长）*1880mm（宽）内，最高的物件采煤机滚筒（3900mm高），我们对立井罐笼针对性的进行了技术改造：①在井上下进出口各安装一部绞车辅助设备进出罐笼；②对井口操车阻车器和罐笼内的阻车器进行改造，便于大采高支架平板车的通过和固定，如罐笼内原来使用的滑块阻车器是卡轮对的，而支架平板车与罐笼宽度相近，人员便于操作，在罐笼内两侧安装挡块，挡块中间放置一根工字钢阻轮，两端安装可拔插阻车器阻车头，便于人员的操作；③罐笼进、出口摇台的改造，防止设备进、出罐笼，由于钢丝绳的拉伸，罐笼回弹造成摇台损坏，在摇头下放安装了支撑装置，将井下出口摇台与罐笼两侧的钢板焊接为一体，便于设备进出罐笼摇台的安全性；④安全门的改造，将进出口的安全门横梁高度全部改为3800mm高，便于大采高支架进出罐笼；⑤制定专门下放支架方案，支架进罐笼时，提前将罐笼提升高于正常高度100mm，出罐笼时，提前将罐笼下降比正常高度低400mm，从而消除支架进出罐笼时，由于钢丝绳的伸缩造成摇台与罐笼之间的落差，保障了支架进出罐笼的安全性。

３．２无轨胶轮车运输线路

WC80Y型支架搬运车为后备区使用的无轨胶轮车中外型尺寸最大的车辆，长*宽*高=10592mm×3970mm×2192mm，因此，巷道断面及曲线均以支架搬运车能安全通过为依据。

３．2.1巷道宽度B计算（不设人行道）

B=A+2b=4600+2*500=5600mm，其中：B——巷道宽度mm；A——行车道宽度mm；b——行车道边缘至巷道壁的最小距离，可取300～500mm；行车道宽度A与车速有关，可利用以下经验公式计算：A=d+1.6δ+12v=3970+1.6*δ+1.2*12=4600mm。式中：d——无轨无轨胶轮车的宽度mm；δ——轮胎宽度mm（根据车辆实际提供的轮胎宽度）；v——行车速度km/h；行车道拐弯处应根据曲线半径和无轨胶轮车的结构参数，对巷道进行加宽ΔB：ΔB=（R1-R2）-d=（9200-4800）-3970=430mm；式中:ΔB——巷道加宽宽度mm；R1，R2——设备转弯时的最大外半径与最小内半径mm；d——无轨无轨胶轮车宽度mm；在加宽ΔB的基础上，为保证安全应再加宽300mm，则巷道曲线段宽度应为6460mm，高速运行时应取6760mm。

３．２．２巷道高度计算

H=c+c1+c2+（600～700）=3300+400+200+600=4500mm；式中：H——巷道高度mm；c——支架高度mm；c1——支架车抬升高度mm；c2——底板硬化高度mm；因后备区井底车场和机车水平大巷已完成大量的巷道工程，其断面为宽度5000mm，高度4500mm，无轨胶轮车大巷道为6000mm，8101运巷巷道为5500mm，高度全部在4500mm。

整个无轨胶轮车运输线路包括电机车大巷和井底车场全部混凝土硬化，硬化厚度为300mm以上，支架搬运车通行模式采用单道单行，在8101运巷车场口和距切眼100m处各掘一个调车硐室（断面为宽度6000mm，高度4500mm，深度12000mm），便于無轨胶轮车在运输过程中调向。

存在的问题：按照无轨胶轮车运行的要求，应该设置无轨胶轮车存放、检修硐室、无轨胶轮车

3.3支架的运输

１）支架在地面运输，必须保证地面轨道的质量，在8101工作面支架下井期间，后备区的地面轨道严重制约了支架的运输，轨道基础不实下沉，弯道曲率半径不满足支架平板车的轴距要求造成车辆多次掉道；

２）井下运输：由于支架平板车的轮对宽，井下运输线路硬化，由于个别地段巷道地板压力发生变化，轨道两侧硬化面略高于轨道高度，在运输初期，运输支架行车阻力比较大，需要使用2辆15T 蓄电池机车进行运送，在经过多次运送将靠近道轨两侧硬化面碾碎后，问题才解决；

３）运输线路上的管路吊挂高度必须在4.2m，在运输初期由于线路上多处管路高度不够，对运输影响不小。

4立井开拓矿井在使用无轨胶轮车运输方式需要注意的问题

１）一般材料、设备的运输要快捷化：小型无轨胶轮车连同一般材料、小型设备等载荷，由大罐笼直接运至井底，再由井底直接驶向运料地点。

２）大型车辆、设备的运输换装要就近化：重型无轨胶轮车需解体后入罐，将至井底后在井下换装组装硐室装成整车，以后便可在井下行驶、加油、维修及存放，必要时可解体上井。需解体入井的大型设备，入井后在换装组装硐室组装成整机或分体进入工作面后进行组装；不需解体而又不能装入小型无轨胶轮车直接入井的设备或材料需先装入矿车后入井，在换装硐室换装。换装组装硐室一般设于井底车场，通过轨道与井底联系硐室及车场地面与轨面相平，以便有轨与无轨车辆均可运行。硐室内分别安装适合大型、小型物料起吊的起重机，用于组装和换装。

３）无轨胶轮车辆的的日常维护保养工作。制定车辆的维修保养制度并严格执行，严禁车辆带病作业。对车辆运行安全的制动、照明、转向等关键部位每班进行检查，使车辆始终保持良好的运行状态，从设备上位无轨胶轮车安全管理提供了保障。5结语

大采高支架的运输方案，从筛选、比较、完善，以至实施，探索出了一条适合立井开拓的无轨辅助运输系统。为了完善后备区无轨辅助运输系统，王庄煤矿与国内设计单位、生产厂家合作，已经研制开发高效、安全的辅助运输设备。在可行性规划的指导下，矿井辅助运输系统将逐步过渡为全无轨化，为实现减人提效、建设高产、高效矿井，无轨辅助运输系统必将发挥重要作用。

［责任编辑：张涛］