煤矿单轨吊运输系统的安装应用研究

曹龙飞

摘要：随着我国采矿行业的不断发展，煤矿机械化水平不断提升，煤矿井下安装的设备种类和数量不断增多，其中单轨吊就是最为常见的一种设备。本文对单轨吊设备的安装与应用进行探讨。

关键词：煤矿单轨吊;运输系统;安装与应用

一直以来，煤炭行业都是我国经济发展的支柱行业。进入到21世纪以来，伴随着我国科技水平的不断提升，煤炭科技不断丰富，各种机械设备在煤矿中的应用日益深入，其中单轨吊运输作为一种新的运输方式，适用于煤矿井下人员、材料设备和矸石等的辅助运输，可实现轻型液压支架的整体搬运，主要用于大巷采区上、下山及采掘工作面的巷道运输。单轨吊克服了卡轨车、齿轨车运输条件限制，实现多条巷道连通使用，可以在多弯道、多起伏的巷道中应用，特别是底板条件较差的煤矿，单轨吊应用意义更大，其灵活性和适应性都较强，推广和应用单轨吊运输，对改善运输环境、提高运输效率、保证运输安全具有重要的现实意义。

一、煤矿单轨吊设备用现状

（一）煤矿单轨吊的应用现状

单轨吊作为煤矿辅助运输的一种新型高效装备，单轨吊是吊挂式运输，与巷道底板状况无关，巷道空间可以得到充分利用。除日常的运人、运料和运设备以外，还可实现液压支架的整体搬运。单轨吊辅助运输系统作为一个全新的运输体系，替代了原有落后、繁琐的井下运输方式，杜绝了职工的抬、装、扛、运、卸等工作，大大降低了职工的劳动强度，提高了运输效率，保证了运输安全。此运输方式受巷道影响小，目前在我国煤矿已经得到较为广泛的认同，在煤矿井下逐步得到推广应用。现在我国煤矿井下运行的有产自德国、英国、捷克及我国国产的多种单轨吊。

从目前国内煤矿单轨吊应用来看，柴油机单轨吊在长距离、大倾角、重载中应用处于主导地位。如山西省寿阳县友众煤业公司、霍州煤电集团汾源煤业有限公司、山西忻州神达栖凤矿等矿采用了捷克斯达蒂夫IMM120TD型防爆柴油机单轨吊车，其最大牵引力140kN、运行最大坡度25°;淄博矿业集团许厂煤矿采用德国布劳提干公司的H4-E+3型柴油机单轨吊，运输路线最大坡度15°;山东新汶矿业集团翟镇煤矿采用DZ18003+3沙尔夫柴油机单轨吊，运行坡度18～21°，山东新汶矿业集团新巨龙矿至今采用了8台沙尔夫DZ18003+3柴油机单轨吊，用于一部采区的物料和人员方而的运输，道坡度在10°以下，由于巷道坡度低，机车可以承载更多的货物，但另一部分巷道运输采用了无轨胶轮车运输;山西忻州神达南岔煤业有限公司也采用DZ18003+3沙尔夫柴油机单轨吊，副斜井井底至工作面最远距离为2500m，最大坡度为14°;新汶矿业集团公司翟镇煤矿采用山东立业装配有限公司的DC120Y防爆柴油机单轨吊，最大牵引力120kN，最大巷道坡度25°。

（二）煤矿单轨吊的研制

在单轨吊研制方面，我国起步较晚，直至上世纪九十年代才开始引进和研制单轨吊。目前国内生产的单轨吊车主要有DDD8J隔爆型蓄电池单轨吊车、DX系列蓄电池单轨吊等。同时，国内一些矿山机电设备企业加强与国外知名单轨吊生产厂家合作，将国外先进技术应用于国内单轨吊的生产和制造，如泰安FERRIT公司、安徽中捷公司（与捷克STAVUS合作），主要生产柴油机单轨吊。国内外目前大量应用的单轨吊是柴油机单轨吊和蓄电池单轨吊车，绳牵引单轨吊应用较少，前面也提及国外因其运输不能形成网络、为点至点运输而发展受限。绳牵引单轨吊是通过钢丝绳绞车牵引的一种运输方式，它主要用于回采和掘进工作面的材料、设备、人员的运输，其特点是能适用于大坡道的巷道，不受巷道底板变形的影响，能有效地利用巷道断面空间，减少运输环节，减轻体力劳动。不足之处在于运距受限，岔道分支运输不方便。如大屯煤电公司开发应用了无极绳单轨吊运人装置，该套无极绳单轨吊运人装置选用无极绳绞车作为动力源，由无极绳绞车梭车连接吊轨人行车连接装置，经万向连接杆连接吊轨人行车;每节吊轨人行车上部安装两台行走小车，以I140E单轨吊专用吊轨作为跑道;使用一台制动小车与吊轨人行车相连，信号选用一套具有信号发送、运行状态显示以及促使无极绳绞车急停的KTL116-S泄漏通讯装置。该装置在煤矿安装、使用，提高了辅助运输设施的装备水平，进一步减轻了职工的劳动强度，降低了辅助运输成本。

二、煤矿单轨吊应用存在的问题

在我国煤矿企业加强对单轨吊设备应用的过程中，一些问题也随之出现。第一，柴油机单轨吊以防爆柴油机为动力，其在使用过程中会产生污染，如废气、噪声、泄露的液压油。由于井下粉尘较多，柴油机管道易堵塞，致使整机功率变大，能耗相应增加。柴油机单轨吊自重较大，在井下安装和搬运比较困难，爬坡能力差。第二，由于防爆蓄电池能重比的限制，蓄电池单轨吊功率偏小，自重较大，每千瓦功率重量相当于柴油机的2.5倍，不利于重载爬坡。工作一段时间后，电源箱需要充电，一般每工作3～4h就需要更换蓄电池充电，造价较高。由于蓄电池的能力较小、效率较低，充放电管理复杂，维修费用较高，所以蓄电池单轨吊的推广应用受到限制。第三，绳牵引單轨吊是用绞车通过钢丝绳牵引的运输设备，承载能力高，能适应大坡度（最高可达45°）的巷道运输。钢丝绳沿巷道布置，故机车运输路线固定，机车变道难以实现，绳牵引单轨吊变道问题一直是个难题。但虽说绳牵引单轨吊的牵引力大，但随着运输距离的增加，钢丝绳与绳轮等之间的摩擦力也相应增加，牵引力有所限制，运输距离也因此收到限制。第四，气动单轨吊于近几年面世，其动力来源于压缩空气，由于气压远小于液压油压力，气动单轨吊承载能力较小。压缩空气源自井上地面的风站，需较长的气管及相关管道铺设设备，气体压力损失较大，噪声也较大。气动单轨吊不适合长距离运输，一般可用于掘进头作为短距离材料运输用。

三、煤矿单轨吊的发展方向

从未来来看，我国煤矿用单轨吊设备的发展将呈现出多样性、安全性、可靠性、专业化等趋势。在多样性方面，不同的单轨吊车型具备不同的功能特点，而同一种单轨吊车型也应该有不同的系列和不同的性能等级，以强化适应各种矿井不同的要求，提高其适应性。在安全性方面，提高单轨吊运输人员的安全性，完善安全保护、制动技术、超速保护、温度控制和人员保护等保护机制。在高可靠性方面，煤矿井下环境恶劣，工作区域多变，巷道断面、弯道和坡道的情况都受到地质和采掘条件的制约，这些对单轨吊辅助运输系统的动力性和机动性提出了较高的要求。在专业化服务方面，煤矿辅助运输系统的技术含量较高，技术难度较大，因此组织一只专业化的队伍来为单轨吊使用和维护提供技术支持和专业化服务显得尤为重要。

参考文献

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