1、煤矿辅助运输系统的适应性分析【摘要】随着我国经济的迅速发展，煤矿企业作为我国国民经济的支柱产业之一，其发展速度更是飞速；与此同时，大部分煤矿企业的生产效能较之前也有了显著的提高。另外，在煤矿企业发展的过程中，传统的井下辅助运输系统成为了安全高产高效矿井产能发挥的重要制约因素。因此，本文从煤矿辅助运输系统的概述、内容及主要运输设备等方面对煤矿辅助运输系统的适应性问题进行了详细的阐述。 【关键词】煤矿企业；辅助运输系统；适应性；优化 中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 煤炭是我国的主要能源之一，在我国的能源结构中占有 70%的比重。在煤矿企业发展过程中，运输也是煤炭生产的重
2、要环节，在煤炭运输中，分为主运输和辅助运输两个部分。在主运输中，主要指的是煤炭运输， ；辅助运输中，主要泛指煤矿生产环节除了煤炭运输之外的其他运输的综合，辅助运输也是我国煤矿企业运输系统中不可或缺的一部分。 二、煤矿辅助运输系统概述 （一）煤矿辅助运输系统构成及分类 煤矿辅助运输系统主要包括井巷硐室和运输设备两部分，由副井、运输大巷、采区上下山和煤矿辅助运输等环节构成。现在阶段，我国的煤矿辅助运输主要分为无轨和有轨运输两大类，我国以有轨运输系统居多。依据煤矿辅助运输设备是否高效，可以分为传统的辅助运输希统和新型的辅助运输系统；按动力来源划分，可分为钢绳的引力、电引力、柴油机引力；按煤矿的运输设
3、备的类型来划分,可分为单轨吊车、无极绳绞车、调度绞车、电机车、卡轨机车、无轨胶轮机车等多种形式。 （二）煤矿辅助运输系统适应性分析 在煤矿的辅助运输系统适应性分析中，主要是对传统辅助运输系统和新型运输系统的适应性分析。 煤矿传统辅助运输系统适应性分析 我国传统的辅助运输系统主要采用电机车和钢丝绳牵引绞车作为运输设备，所构成的煤矿运输系统是一个多环节的复杂串联系统：副井大巷采区上山顺槽。 在我国先前建成的煤矿企业中，其采掘的机械化程度很低，大多数企业都采用了传统的辅助运输系统。传统辅助运输方式大巷采用电机车、采区上下山绳牵引绞车、工作面顺槽无极绳连续牵引车，需多次转载，运输环节多、设备多，操作复
4、杂，辅助运输需要人员多、维修及维护量大，运输效率低，矿车存在溜车、掉道的危险，安全系数低。因此，传统的辅助运输系统已经不再适应我国煤矿企业安全高产高效矿井的生产需要。 煤矿新型辅助运输系统适应性分析 我国的煤矿企业自采用新型的辅助运输系统以来，历经十几年的引入、研究、实验和提高，现在已经形成了一定的规模。目前我国的煤矿企业新型辅助运输系统主要包括三种系统：齿轨卡轨车系统、无轨胶轮车系统和单轨吊车系统，其主要优点就是可实现井下连续化运输，且具有灵活性高、运输环节少、辅助人员少，安全高效。 。 无轨胶轮车系统适应性分析：其主要优点是灵活、机动、快速、转载环节少、可实现井下辅助材料、人员、设备长距离
5、“一条龙”连续直达运输；辅助运输效率高、劳动强度低、占用人员少，辅助生产人员仅是传统运输方式十分之一； 可实现综采工作面重型设备的快速搬家，一般只需 58 天；运输费用低，经济效益好。主要的缺点在于对于煤层倾角的适应性相对较差，目前井下使用无轨胶轮车均在近水平煤层（不大于 6） 。 齿轨车系统适应性分析：其优点: 适用于大倾角，重载荷，高瓦斯恶劣工况环境，可实现连续运输，通过副斜井，柴油机齿轨卡轨车能够实现从地面材料库到井下工作面的 “一条龙”运输，这样可极大简化辅助运输系统，辅助运输人员大幅减少，通过齿轨卡轨系统可有效避免侧翻、掉道等，确保运行安全可靠。其缺点是: 对于轨道及巷道底板要求较高
6、，轨道投资较大，巷道底板需做硬化处理；此外，齿轨车是柴油机车，其排气对环境有污染，需有新鲜空气来进行稀释。 单轨吊车系统适应性分析：单轨吊辅助运输系统即是一列在工字钢轨上运行的机车，钢轨通过锚杆吊装在巷道顶板上。单轨吊主要适应起伏坡度较大和弯道较多情况下行驶，可实现至采煤、掘进工作面等用料地点的连续化运输，不需转载，减少运输环节，减少工作人员，简化操作，提高辅助运输效率。单轨吊牵引力大，能实现重型物料如重型液压支架的整体搬运，对散料、长材能进行集装运输，载重量大。工作面搬家时，支架可以从一个工作面支架吊运到另外一个工作面，中间无需转载，搬家用时短、效率高。 但是单轨吊辅助运输由于机车及轨道全部
7、悬吊在巷道顶板，一般适用于巷道顶板条件较好，底板条件较差的矿井。单轨吊要求巷道顶板为中硬及以上岩性，要求锚杆的单点拉应力在 12t 以上。同时单轨吊系统对于巷道高度要求较高，吊运液压支架等大型设备要求巷道高度在 5m 左右。 三、煤矿辅助运输系统内容 （一）煤矿辅助运输系统的发展简介 20 世纪 70 年代期以后， 我国煤矿企业采煤技术和开采的机械化程度都有了较为明显的提高，在这种大背景下，我国出现了一批现代化的矿井。 但煤矿辅助运输系统和环节配套设备变化不大， 煤矿企业的辅助运输设备的使用依然处在 20 世纪 60 年代水平，即大巷运输使用电机车牵引，而采矿区的斜巷则用矿用绞车或者调度绞车，
8、其平巷道则会用用人力小推车或者小绞车。 近年来通过引进国外先进技术和设备，以及经我国煤炭行业科研工作者的努力，新建大型现代化矿井已大量应用了先进的高水平的辅助运输系统设备， 如无轨胶轮运输车、卡轨车、单轨吊车等。 （二）煤矿辅助运输系统的特点 煤矿辅助运输系统的主要特点有以下几点：煤矿辅助运输系统随着采煤工作面搬迁而变化；每个采区条件的差距很大， 运输线路倾斜和水平互相交错连接；工作的地点分布不集中，使运输线路环节增多；待运物料种类很多，形状大小各异，而且有些设备重量很大；井下巷道空间有煤尘和瓦斯，辅助运输设备须符合防爆要求。 （三）煤矿辅助运输设备的发展方向 (1) 近年来，无轨辅助运输越来
9、越得到青睐，由于系统简单，运输高效，适应性强，胶轮车运输实现了单一化及连续化，彻底改变了轨道运输环节多、系统复杂、运输效率低的状况。采用无轨运输尽管一次性资金投入比有轨运输设备高，但总体经济效益要远远高于有轨运输方式，因此具有较好的推广前景。 (2) 无极绳连续牵引车作为一种高效的煤矿辅助运输设备，特别适合我国煤矿的需要，基本上可取代目前运输巷道调度绞车接力运输。 (3) 近年来，自动化单轨吊柴油车已广泛应用在我国的很多现代化矿井中，实现了从井底车场到工作面的连续化运输，而国外已经可实现从地面到井下全自动化连续运输。因此，为进一步提高辅助运输的可靠性和安全性，煤矿辅助运输设备的控制操作自动化、
10、轨道网的可视化是今后煤矿辅助运输工作的发展方向。 四、煤矿辅助运输系统主要的运输设备 （一）单轨吊车。按牵引动力分有柴油机、蓄电池和绳牵引单轨吊车。使用最多的是柴油机单轨吊车，其特点是：体积小， 机动灵活， 通过巷道断面小，转弯半径小。 （二）卡轨车。卡轨车包括绳牵引、柴油机和蓄电池卡轨车，其特点是整机重量落在巷道底板的双轨上， 与巷道支护条件无关。由于它具有防掉道的卡轨轮和可靠的制动系统，所以能以较高的速度安全地在轨道上运行，但对巷道底板有一定要求， 底鼓明显、积水较多的巷道不宜使用。 （三）齿轨车和蓄电池机车。电机车是煤矿企业运输广泛使用的一种机车， 它靠钢轮与轨道的黏着力驱动。基本无爬坡
11、能力，不能进入采矿区煤工作面。近些年来，为了要提高电机车爬坡的能力，英国研制出了两种新型的机车系统齿轨车和蓄电池机车。 （四）无轨胶轮车。是一种用在煤矿井下的在巷道的底板上运行的胶轮运输车，按其用途可分运输类车辆与铲运类车辆。运输类车辆包括运人车、运货车和客货两用车，主要用于长距离的人员、材料和中小型设备的运输。 （五）无极绳连续引力车。这是我国的科研工作者首创的一种新型的高效煤矿辅助运输的设备。其主要由无极绳绞车、梭车、压绳轮、托绳轮和人车等组成，能直接用井下现成的轨道系统，不需要对轨道改造。（六）复式能源电机车。这是一种架线、蓄电池两用机车，当机车在无架空线区段运行时，将集电弓 降下，自动
12、转换成由蓄电池供电，免除了到井下充电峒硐室充电的环节，因而节省了充电设备和充电时间。 五、煤矿辅助运输系统机械化程度低的原因 （一）二十世纪末，我国的煤炭行业并不景气，我国的煤炭市场持续疲乏软，很多的企业处于停产状态，企业亏损情况很严重，各个煤矿企业的资金周转都很困难。在这种情况下，煤矿企业的有限资金只能分配给采掘和煤炭运输，用来以维持生产。煤矿企业领导的眼光首先应该注意的是能直接出煤炭的装备，对于煤矿辅助运输系统，则是“锦上添花” ，有些人称为是“高消费” 。我国的劳动力资源丰富，价格低廉，因此很多企业宁可多用人也不会去发展机械化。在这种情况下，科研和制造单位也会因为资金不足等原因投入甚少，
13、造成人才流失，设备老化，对于煤矿企业的发展也会困难重重。 （二）煤矿辅助运输设备本身还不完善。国产设备产品质量不稳定，不可靠，故障多，且价格偏高，也不成系列,设计不便选用。某些产品的技术性能还有待提高。引进口产品价格高昂，备件短缺维修困难，售后服务跟不上，一般煤矿承受不起，某些进口产品技术性能也不完全适合我国国倩。另外，许多煤矿辅助运输设各备的技术含量较高，如柴油机胶套轮车集内燃机、机械、电气和液压技术为一体，技术难度较大；而煤矿运输队伍的工人文化程度较低，一时难以掌握，影响设备的使用、维修和推广。 （三）早年投产的一些老矿井，巷道断面小，底板起伏多，转弯半径小，支护强度低。上下山坡度大等等，
14、限制了大型现代化辅助运输设备的应用，形成了转载多，运输环节多，系统复杂，效率低的局面。有些新建或经过技术改造的矿井，虽然巷道断而加大了，支护情况也有所改善，但受地质条件如底鼓严重，断层多等的限制，以及巷道支护强度或建井投资的影响，仍然不能采用新型高效的辅助运输系统。 六、煤矿辅助运输系统升级和优化效果的分析 （一）降低了工人的劳动强度。通过辅助运输的升级和优化，改变了以往串通辅助运输运料造成的劳动强度大、安全系数低、工作效率低等问题，利用新型辅助运输系统，大大降低了工人的劳动强度，同时避免了人工运料造成的人员伤害。 （二）促进了矿井安全高效发展。以前传统辅助运输运料严重阻碍着矿井的工程进度，且
15、安全无保证，通过辅助运输升级与优化，实现了连续运输，使运料系统更加合理、安全。 七. 辅助运输系统的方式选择 我国已建成的矿井有上万个，在建的矿井 7000 多处，而各个矿井因其条件差异，其选择的辅助运输方式也不同。如何根据其井下辅助运输的条件选择最为适合的辅助运输方式是及其重要的。 煤矿井下辅助运输的选型要求： （一）运送人员时，缩短运送时间，运行过程安全和舒适度较好； （二）装卸工作机械化，系统安装简单，当运输距离有变化时，可以随机应变； （三）辅助材料和零件设备从地面到井下工作地点尽可能进行无转载高效运输； （四）大型机械设备尽量减少拆装运输工作量，尽量提高整机运输能力。 目前，比较先进
16、的现代化矿井通常有以下几种辅助运输形式： （一）全无轨胶轮车辅助运输； （二）单轨吊或齿轨卡轨车 （三）单轨吊技术与无轨胶轮车运输相结合； （四）轨道运输与无轨胶轮车运输相结合。 这 4 种辅助运输方式，单从装备技术方面，无轨辅助运输专业设备以其载重能力大、爬坡能力强、运行速度快、机动灵活、转弯半径小等优点，具有明显的技术优势。 但是从整个辅助运输工艺上比较，没有绝对的优劣之分， 要根据不同的矿井地质条件选择，各有适用条件，合理匹配才能起到好效果。 八、结束语 对于煤矿企业来说，其辅助运输系统是其生产过程中比较重要的组成部分之一，煤矿辅助运输系统效能的高低，直接影响了企业的生产效益。为了进一步
17、的提高煤矿企业的生产效率，就必须对现有的煤矿辅助运输系统进行进一步的优化，来使各方面的性能都能达到最优的状态，这不仅仅能保证煤矿企业的煤炭产量，而且也能有助于提高煤矿企业的经济效益，对于促进煤矿企业经济的健康发展具有积极的经济作用和现实意义。 参考文献 1 赵惠水.矿井的辅助运输系统J. 煤炭科学技术. 1987(02) 2 张俊峰,李克民,王斌,杨贺.煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统的选型设计J. 煤炭科学技术. 2009(03) 3 袁月虎.西铭矿辅助运输系统方案评价J. 煤炭工程. 1991(02) 4 杨东伟.无轨胶轮车在羊场湾煤矿辅助运输系统中的应用J. 西北煤炭. 2008(04) 5 曹如彦,张家荣.济三煤矿无轨辅助运输系统的应用J. 煤炭科学技术. 2000(05)
