单轨吊在大采高综采工作面的应用

摘 要：开元公司工作面拆除、安装一直以小绞车或者无极绳等传统的运输工具进行辅助运输，安全管理薄弱，通过在9711一次采全高综采工作面应用单轨吊，工作面液压支架等大型设备的拆除、安装、运输过程均改用单轨吊运输，减少中间环节，节约了运输工期，同时安全得到了保障。

关键词：大采高;工作面安装;单轨吊

煤矿开采离不开工作面的搬家倒面，而工作面的拆除、安装也要依靠辅助运输系统，随着煤炭开采技术现代化的不断推进，煤矿机械化的开采水平也在逐渐提升，现代化设备的大规模应用对矿井工作面的拆除除和安装的技术造成了较大的困难。以往，大型设备的起吊运输是综采工作面拆除与安装中最为主要的环节之一，往往采用小绞车或者无极绳等传统的运输工具进行辅助运输，这一系列的操作在安全管理中十分薄弱，突发性情况较多，且难以预料一些技术难题。

近年来，通过不断学习、调研，在一些现代化煤矿，无轨胶轮车和单轨吊等先进的运输设备已经得到大规模的发展及运用。单轨吊运输的特点是操作简单、中间环节少以及适应性强，因此单轨吊在现代化矿井中得到了较多的运用，对现代化煤矿的安全生产中得到了良好的推动作用。

1 引言

矿井位于山西省寿阳县西北约14km，井田面积27.903km2，地质储量3.3亿吨，设计可采储量1.4亿吨， 井田地势总的趋势为西高东低，北高南低，平均倾角为6°，采用立井、斜井混合开拓方式，现主采煤层为3#、9#煤层，矿井水文地质类型为中等，2013年经鉴定被认定为煤与瓦斯突出矿井。

公司之前搬家倒面都是应用调度绞车、梭车等接力运输，大采高设备拆除、运输、组装、安装工序繁琐，环节复杂，任务艰巨，耗时长。

2 研究背景

2.1 工作面基本情况

至2017年以来，公司9号煤七采区逐步采用大采高综采工作面，9711工作面为首个一次采全高工作面，回风巷设计为运输巷，巷道长1400米，切眼长220米，预计最大坡度7°，回风巷断面为矩形，掘进高度4.3m，宽5m;顶板支护方式为Φ17.8X6200mm全锚索、钢带、网支护。

运输路线为：八采区电车巷——材料巷——9711回风巷（转载区）——工作面;9711工作面开采完以后，单轨吊将液压支架从9711回风巷经9712回风巷运输到9712工作面切眼。

2.2 工作面设备情况

在9711回风巷、切巷使用单轨吊对工作面支架进行运输，需要运输的主要设备包括液压支架、煤溜等设备，设计所运输最重单件为液压支架，型号为ZY8000，液压支架长7米，高2.65米，宽1.75米，重33吨，每次运送一架。普通物料运输：用2根6吨起吊梁进行运送2辆矿车;吊运大平板、锚索车及长度超过3.5米的车辆时，只允许使用前起吊梁进行起吊，每次运送一辆车。

9711单轨吊带架搬家期间临时充电站在9711切巷以东50米，配置ZBCF-150/210-400隔爆型复合式充电机2台，DXT252/440Ah防爆特殊型电源装置3个。

3单轨吊运输设备安装运行说明

9711工作面支架运输根据巷道坡度及最大运输设备重量等核算，设计选用一套DX120型防爆特殊型蓄电池单轨吊（2号机车），由山东新沙单轨运输装备有限公司生产，额定牵引力为120KN，工作面安装前5个月完成方案的设计，工作面安装前2个月完成设备安装，运输支架时，速度为0.3-0.5米/秒;运输物料时使用DX80型防爆特殊型蓄电池单轨吊（1号机车），机车配套2套6T起吊梁，速度为1—1.6米/秒。

轨道系统为重轨吊挂选用双链、单吊挂板、单U型卸扣吊挂方式。采用3根M22×2.5的高强度锚杆（每根锚杆配双螺帽）固定，锚杆直径φ22mm，锚杆长度2.2m，高强锚杆螺纹长度不小于150mm，锚固长度0.7m。

规定牵引车数：支架运输时每次运送ZY8000型支架一架;普通物料运输用2根6吨起吊梁进行运送2辆矿车;吊运大平板、锚索车及长度超过3.5米的车辆时，只允许使用前起吊梁进行起吊，每次运送一辆车。

单轨吊运输系统岗位定员：单轨吊机车每班设正副司机各1名，1人开车，1人跟车监护;单轨吊机车充电工1名，对机车电瓶进行充电;单轨吊轨道维护工1名，对单轨吊轨道进行检查维护; 单轨吊机车维护工1名，对机车进行检修维护。

4 单轨吊在支架运输方面的应用成果

使用单轨吊运输设备前，我公司工作面安装拆除一般用梭车及调度绞车进行运输作业，按照先前工作面带架搬家经验，安装过程中需使用回柱机及调度绞车10余部，每班需配备运输人员6-8人，现使用单轨吊运输系统后，只需单轨吊司机及起吊人员2-3人，简化了运输环节，解决了传统的绞车运输方式摘挂钩劳动强度大、安全系数低的难题，优化了现场工作环境，提高了运输效率。两个月即可完成了支架运输任务，比调度绞车回柱机传统运输方式提前1个月。

解决了大型设备在井下空间限制、组装难的问题，综采支架、综掘机、采煤机等大型设备可整机直接运送到工作面无需转载，避免了反复拆卸所带来的人为损耗;与传统绞车运输方式相比操作简单、维护方便，通过调节轨道悬吊链可调整道轨高度，不受底板条件限制;机车转弯半径小，爬坡能力强，可在多弯道、多岔道、底鼓严重巷道内运行。可以在较窄巷道断面通过、穿行，有效优化现场工作环境。轨道悬挂于巷道顶端，安装、拆卸方便，不受底板条件限制。

单轨吊机车在运输环节中司机及跟车人员可以进行全过程控制，具备失效制动及双重电气制动方式，遇有紧急情况，也可人为操控紧急制动，有效地避免了传统绞车运输方式中断绳、脱钩、翻车、跑车等事故。

采用蓄电池为动力源，频率和电压可调，并利用先进的矢量控制方法实现重力势能转换，再生制动，低噪音，无污染、牵引力平稳、运行成本低廉。

综上所述，通过9711大采高回采工作面搬家倒面单轨吊的应用，液压支架整体搬迁，从大巷到安装面一步到位式运输，减少中间环节，适应大倾角坡度、多处拐弯、频繁起伏运输，减少用工数及工人劳动强度，搬家倒面由原来的3个月缩短到2个月，效果显著，效率提高的同时安全得到了保障。

5 结束语

在大采高综采工作面应用单轨吊进行安装，可以直接将液压支架等大型设备运输到工作面，在此过程中，极大的减少了人员的投入，也减少了中间辅助运输环节，从本质上改变了综采工作面的安装方式。同时，单轨吊运输可以很好的适应巷道起伏，便于设备的简化和安全管理工作，再提升采掘工作面的安全系数同时，又能节省资金以及人力资源的投入，降低安全事故发生率，为矿井的安全生产打下了良好的基础，也为公司生产经营指标的完成打下了坚实的基础。

作者简介：

贾慧慧（1983年生），男，山西长治人，2006年毕业于山西煤炭學院，机电一体化专业，本科，研究方向：煤矿机电运输.