煤矿支架搬运车作业效率影响因素分析

郑 勇，李彦辉，谢靖波

(1.辽宁煤机装备制造(集团)有限责任公司，辽宁 沈阳 110122；2.辽宁能源煤电产业股份有限公司，辽宁 沈阳 110122)

0 引言

煤矿井下无轨胶轮车，可实现物料一次装载后从井口至工作面或工作面至井口的直达运输，凭借其“点对点”的作业优势，越来越多地被应用于煤矿井下辅助运输作业中。综采工作面快速搬家倒面的无轨胶轮车主要包括框架式支架搬运车及铲板式支架搬运车两大系列(以下简称“支架搬运车”)，主要用来完成煤矿井下采煤机、液压支架、刮板运输机以及胶带机、破碎机等7大系列综采设备的快速搬运工作[1-3]。相比于传统搬家倒面方式，无轨胶轮车快速搬家倒面方式，在搬运工艺上克服了设备拆解、转载、组装等多个环节，实现了设备的自动装卸连续运输，保证了搬家倒面作业的高效性[4-6]。但这种工艺的高效性是有条件的，它必须以使用性能较为理想的支架搬运车以及良好的矿井运输条件为基础，才能得以实现。因此，如何通过改善支架搬运车性能及井下运输条件来提高支架搬运车的作业效率，是保证搬家倒面作业高效性的关键所在。

1 支架搬运车使用现状

以沈阳焦煤股份有效公司某矿工作面为例，其工作面采煤机重120 t，液压支架45 t/台，共160台，刮板运输机总重700 t(其中中部槽4 t/节)，皮带机、破碎机等其它设备总重约1 000 t，综采设备总重接近1万t。采用传统方式搬家倒面时，搬家周期耗时35～50 d(单班需100多人)才能完成；采用无轨胶轮快速搬家倒面方式时，配套4台框架式支架搬运车及2台铲板式支架搬运车，搬家周期耗时20 d左右(单班需50多人)即可完成，搬家时间缩短50%左右；倘若除去支架搬运车因不确定因素而导致的车辆停机维修时间，搬家周期耗时10 d即可完成，搬家时间将缩短75%左右。

2 作业效率影响因素

影响支架搬运车作业效率的不确定因素包括车辆自身因素、人为管理因素以及使用环境因素等方面[7-9]，在这些方面着手进行分析研究，对于提高支架搬运车的作业效率有着重要意义。

2.1 支架搬运车自身因素

同路面工程车辆一样，支架搬运车具有2个最基本的特征：行驶特征及作业特征，用于满足车辆的运输功能与装卸功能，其中，车辆的装卸功能通过其工作机构来完成[10-12]。工作机构是支架搬运车最重要的组成部分，用来实现车辆所载设备的快速装卸，工作机构的设计合理性是保证支架搬运车作业高效的关键因素。

框架式支架搬运车主要用来拖运支架，如图1所示，其工作机构是基于U形框架的链轮提升式(或托板升降式)支架装载机构。链轮提升式机构是利用4个吊钩钩住支架起吊环，通过操作提升链轮动作实现支架的提升装载。倘若U形框架内宽设计较窄，待支架进入框架时，支架两侧剩余空间较小，增加了工人的挂钩难度，影响了支架的装卸速度；另外，倘若提升链轮的离地高度设计较高，待支架进入框架时，坏损支架的侧护板处于张开状态，张开的侧护板极易与提升链轮发生碰撞，阻碍支架进入框架，同样影响了支架的装载速度。托板升降式机构的装卸架原理是在装架时落下托板，利用牵引装置将支架牵引至框架内，卸架时利用推移装置将支架推出框架，以此实现支架的装卸。倘若在使用过程中，托板滚轮卡滞，加之牵引装置绳力设计有限，则会导致装架困难；倘若推移装置推出时，其导向套筒发生变形别卡，则会导致卸架困难，进而影响了支架搬运车的作业效率。

图1 框架式支架搬运车工作机构Fig.1 Working mechanism of framed support carrier

2.2 支架搬运车管理因素

2.2.1 支架搬运车日常保养

支架搬运车的使用可靠性是车辆高效作业的基础。与路面工程车辆不同，支架搬运车长时间运行于道路坑洼不平、空气流通较差、粉尘污染严重的井下环境中，受震动、冲击以及环境的影响，车辆各系统、部件和机构会在较短时期内逐渐出现不同程度的机能损伤、磨损消耗及自然松动。随着车辆作业时间的增加，其车况逐渐变差，若不定期对车辆进行保养维护，必然会使车辆的动力性、经济性及可靠性下降，严重时导致车辆停机，直接影响了车辆的作业效率。按支架搬运车的检修及维护保养说明，在采取必要安全措施的前提下，需对车辆的防爆柴油机系统、气动系统、液压系统、电气系统及转向铰接区域等进行日常检修保养，保证各系统可靠运行。通常支架搬运车会设置每班或每天、每50 h或每周、每250 h或每月、每500 h或每3个月、每1 000 h或每6个月、每2 000 h或每12个月、每3 000 h或每18个月、每8 000 h或每3年的保养规则和内容，来提示用户维保车辆。其中，尤其以每班或每天的维保内容对于车辆的使用可靠性影响最大，每班或每天需保养的内容见表1。

表1 支架搬运车每班或每天维护保养内容

2.2.2 支架搬运车合理使用

支架搬运车分铲板式车辆和框架式车辆2大类。不同的工作机构赋予了车辆不同的功能作用，铲板车属于前端承载式车辆，其工作机构是前端铲板，主要用来在工作面摆放支架及长距离运输采煤机等长件、大件或异形件，框架车属于拖运式车辆，其工作机构是后部U形框架，主要用来长距离拖运支架。煤矿井下综采工作面液压支架数量较多，因此煤矿框架车的配套数量要多于铲板车。一些煤矿忽略了不同功能车辆专用作业的重要性，有时直接利用铲板车一次性完成支架的运输及摆放工作，表面来看增加了车辆的利用率，实则由于铲板车搬运支架时的极其不稳定性，严重影响了整个综采工作面的安撤效率。因此，各煤矿或搬家公司应合理配套车辆种类及数量，充分利用车辆的专用性，以提高其作业效率。

2.3 支架搬运车环境因素

井下综采工作面安装或回撤时，支架搬运车运输路线的优劣也是影响车辆作业效率的因素之一。在运输设备前，必须安排专人对运输路线进行全面检查，及时整理清除巷道内物件、设备等杂物，保证合适的巷道宽度和高度，避免巷道尺寸空间不够而影响车辆的正常作业。对于顶板淋水路面要进行排水控制处理，对于松软底板路面要进行排渣清理，并铺垫干拌料石。

另外，煤矿综采工作面日常生产期间，工作面顺槽路面通常采用三合土整体铺垫，由于矿压原因，路面往往底鼓严重，工作面安撤时，需对路面进行维修，并铺垫料石，使得巷道底鼓量不得大于3 m×0.5 m×0.3 m；对于运输路线泥泞路段，需采取铺垫铁蓖子处理，保证巷道内淤泥、积水长度不得超过1 m，深度不得超过0.1 m，以保证重型车辆的可靠、高效运行。

3 结语

无轨胶轮车快速搬家倒面方式，能够克服传统搬家方式设备装卸过程复杂、转载环节较多的特点，很大程度上提高了综采工作面搬家倒面的效率，但这种高效需要支架搬运车具备较为理想的运行条件。从车辆自身、人为管理及使用环境等方面分析了影响支架搬运车作业效率的因素，介绍了车辆自身设计的合理性、日常保养的习惯性、配套作业的专用性及运输路线的维保等内容的重要性，可以为如何保证支架搬运车的作业高效性提供一些参考。