轨悬桥式转载机在东怀煤矿的应用

于 兴 黄永杰 高 瑞

（吉利百矿集团广西东怀矿业有限责任公司,广西 百色533000）

掘进用桥式转载机是一种特殊结构的固定式胶带运输机，整个动力和驱动系统与普通胶带运输机相似，可在巷道胶带运输机机尾段、刮板输送机机尾段或者矿车上面搭接以实现物料运输。掘进用桥式转载机是综合机械化掘进巷道运输系统中与掘进机连接的重要组成部分，转载机随掘进机不断往前移动而整体移动，当其机头前移到与巷道中伸缩式胶带运输机机尾段、刮板输送机机尾段或最后一个矿车搭接重叠的极限位置时，伸缩式胶带运输机、刮板输送机或者矿车组可延长一个搭接长度，桥式转载机又随着掘进机往前移动而向前移动，以此反复循环从而实现物料的连续运输。

1 掘进用桥式转载机的现状

东怀煤矿掘进用桥式转载机是东怀煤矿掘进机与皮带运输系统连接的一个重要转载设备，巷道掘进机械为纵轴悬臂式掘进机，掘进机切割巷道并由装载部装运产生的煤流通过与掘进机机尾连接的桥式转载机运送至伸缩式胶带运输机。

落地掘进用桥式转载机机尾架是通过螺栓固定直接连在掘进机尾上，机头架由螺栓固定直接连在桥式转载机腿脚上。桥式转载机腿脚跨骑在与桥式转载机机头连接的伸缩式胶带运输机两侧，以此构成随着掘进机整体性移动的落地掘进用桥式转载机。

图1 落地掘进用桥式转载机示意

2 改进的必要性

东怀煤矿位于软岩地区，随着东怀煤矿不断的开采，掘进巷道地质条件复杂化，巷道底板软，巷道坡度变化大，巷道涌水量增加，现有落地掘进用桥式转载机已不能满足快速掘进的需求，严重制约了巷道掘进进度。四采区轨道巷掘进工作面为开拓巷道，设计断面净宽为4.6 米，沿煤层顶板掘进，中线位置高度3.0米，当巷道高度不足3 米时切割煤层底板。巷道采用锚、网、索联合支护，顶板锚杆选用Φ20×2500 毫米的全螺纹钢锚杆，顶板锚杆间距900 毫米，排距900 毫米；边帮锚杆选用Φ20×2000毫米全螺纹钢锚杆，右帮从顶板往下分别间隔600 毫米、1200毫米、1200 毫米布置3 排锚杆，间距900 毫米，左帮从顶板往下分别间隔800 毫米、1400 毫米布置2 排锚杆，间距900 毫米；顶板每2 排锚杆（即间隔1.8 米）施工3 根锚索，锚索规格为Φ20×8000 毫米。

图2 四采区轨道巷断面及支护示意

表1 煤层顶底板情况

巷道前436 米段掘进煤层为I 煤层，煤层顶板为上下百岗段分界线，煤层结构复杂，夹矸多，中、上部有泥岩夹矸，夹矸厚0～2.7 米，平均0.7 米，上、下分层煤层合并处煤厚0.80～2.96米，平均1.66 米（实际揭露的煤层3.0～3.5 米），煤层顶板为泥岩或炭质泥岩，直接底板大多为泥岩或砂质泥岩，间接底板为厚层状粉砂岩，细砂岩。巷道后464 米段为全岩巷道，巷道顶、底板为泥岩、砂质泥岩、厚层状粉砂岩及细砂岩，涌水量为3 立方米每小时（表1）。

四采区轨道巷掘进工作面在掘进过程中落地掘进用桥式转载机由于自生结构设计缺陷，桥式转载机腿脚由巷道底板直接支撑且接触面积小。落地掘进用桥式转载机腿脚受巷道底板岩性、浮煤掉渣情况及巷道涌水量等多种因素影响，其转载机腿脚在前进后退过程中易下陷行走困难，方向不易把控，且运行阻力大导致其转载机腿脚与桥式转载机连接部位事故率高，其稳定性及可靠性严重不能满足正产安全生产需求，造成辅助工时延长，掘进进度缓慢。

3 改进的主要内容

轨悬掘进用桥式转载机是利用悬空轨道吊挂掘进用桥式转载机机头，即巷道顶板下利用顶板专用吊装锚杆、锚索和链条吊挂悬空轨道，再在悬空轨道上利用小滑车和链环吊挂桥式转载机机头，实现桥式转载机、电缆沿着巷道前、后移动和吊挂。

3.1 悬空轨道吊挂方式

悬空轨道采用双吊链吊挂方式，在巷道顶板上沿巷道中线每隔2.4 米打两个眼并安装两根Ф20×2500 毫米的全螺纹钢锚杆，由两根锚杆通过两根吊挂链和U 型吊环把轨道吊起，每根锚杆配双螺帽，双螺帽反向上紧后，用扎带锁死，防止螺帽松动掉落，吊挂链规格为Φ18×64 毫米，对于顶板破碎的巷道，可以采用两根锚杆和一根锚索配合使用的方式进行加固，每天必须安排专人对悬空轨道及其附属件进行目视检查，各部位螺母是否松动，吊装锚杆、索是否失效，特别注意检查轨道及其附属件是否有损伤和损坏现象。

3.2 轨悬掘进用桥式转载机长度计算方式

轨悬掘进用桥式转载机通过链环悬挂顶板锚杆、索上，因此设计其长度过程中必须通过顶板吊装锚杆、索锚固力，锚杆、索及链环等附属件强度的验算，轨悬掘进用桥式转载机自身重产生的重力以及运行过程中产生的力必须小于顶板吊装锚杆索锚固力、锚杆索及链环等附属件强度，以保证轨悬掘进用桥式转载机在使用过程中安全可靠。

图3 轨悬掘进用桥式转载机示意

3.3 小滑车横梁计算方式

小滑车横梁长度必须大于轨悬掘进用桥式转载机机头架宽度，并在轨悬掘进用桥式转载机两侧增设防跑偏装置，确保胶带运输机的胶带在运行过程中不会因为皮带跑偏损坏吊挂链环。

3.4 轨悬掘进用桥式转载机的安装

施工专用顶锚杆→安装悬空轨道→安装小滑车→组装桥式转载机→转载机尾与掘进机尾连接，转载机头用链环吊挂在小滑车上，调节链环长度使转载机悬挂高度适中。巷道掘进过程中，只需重复移挂悬空轨道，转载机就能通过小滑车沿着悬空轨道滑动（图3）。

3.5 小滑车行走限位报警急停装置

小滑车行走限位报警急停装置是安装在悬空轨道末端上，距轨道尾端1.0 米的位置安装小滑车行走限位报警器，距轨道尾端0.5 米的位置安装小滑车行走限位急停装置。当悬空掘进用桥式转载机小滑车接触限位报警装置时，发出声光报警，掘进机司机接收到危险报信号后，立即停止掘进机向前移动作业；当轨悬掘进用桥式转载机小滑车接触限位急停装置时，实现断电急停。

4 优点分析

4.1 轨悬掘进用桥式转载机机头架支撑结构简单且强度高，使用方便，事故率低，稳定性好，减少了维修保养时间，实现安全生产。

4.2 优化掘进用桥式转载机机头架支撑方式，有效的从本质上改变其支撑原理，不受巷道底板岩性、涌水情况影响，适应性强，减小了人工劳动强度，缩短了工期，有利于巷道的快速掘进。

4.3 根据三角形有着稳固、坚定的特点，使用双吊链吊挂悬空轨道，能够很好的保持轨悬掘进用桥式转载机的稳定性，避免因受力不均导致转载机倾斜严重。

4.4 后配套运输系统多样化，灵活多变，根据掘进施工现场环境及桥式转载机使用条件需求，通过调节吊装链环长度改变桥式转载机悬吊高度，匹配伸缩式胶带运输机、刮板输送机和矿车等不同后运系统使用，满足不同条件下的生产需求。

4.5 在大半径转弯掘进过程中，轨悬桥式转载机满足与后运系统的良好搭接，能实现掘进机切割、装运连续作业，不用频繁拆卸、安装桥式转载机，简化了掘进过程中辅助工序，减少了辅助工序时间和人力投入，提高了掘进速度。

5 结论

随着四采区轨道巷掘进工作面施工完成，事实证明了轨悬掘进用桥式转载机在东怀煤矿的成功应用。通过悬空轨道配合链环的方式改进掘进用桥式转载机机尾架支撑方式，不仅解决了东怀煤矿掘进用桥式转载机行走困难问题等，还解决了后配套运输系统单一的问题，根据现场环境及使用条件需求，它可以与伸缩式胶带运输机、刮板输送机和矿车配套使用。通过应用实践表明，轨悬掘进用桥式转载机在软岩地区及后运系统条件限制情况下具有将较强的实用性，同时结构简单稳定。从经济层面和技术层面，都有一定的推广应用意义。