无极绳绞车在掘进巷道辅助运输中的应用

李宏强

(山西汾西矿业集团 柳湾煤矿，山西 孝义 032300)

随着矿井采掘深度以及开采范围的不断增加，支护材料、开采设备等辅助运输的长度及运输量均呈增加趋势，同时受到煤矿井下恶劣环境的影响，辅助运输面临组织难度大、运输安全风险高以及运输效率低等问题[1-2]，煤炭开采受地质条件影响显著。为减少岩巷掘进工程量，采区开拓巷道及回采巷道多沿开采煤层顶底板布置，巷道底部随着煤层底板起伏。受巷道布置形式以及现场条件制约，采区各联巷开口处弯道较多且受井下狭小空间的限制，轨道上山与机巷(风巷)间夹角小，车场布置难度大，从而导致矿井辅助运输难度增加[3-4]。现阶段矿井辅助运输多采用调度绞车方式，现场条件复杂或者巷道存在转弯时多通过调度绞车搭接方式实现运输，虽然可满足井下运输需要，但是由于使用多部调度绞车面临辅助运输过程繁琐、辅助运输人员数量多等问题；分段搭接运输存在安全风险高、运输工效低以及受环境影响大等问题[5-8]。文中以山西某矿20112回风巷及联巷辅助运输为工程背景，提出采用无极绳绞车代替多段搭接调度绞车进行辅助运输，对于转弯及条件复杂区通过多尾轮布置方式实现无极绳绞车连续运行，现场应用后实现了煤矿井下辅助运输集约、高效运行。

1 工程概况

20112回风巷及联巷位于2采区北侧，主要用于采面时回风、行人等，巷道设计长度为1 586 m。20112回风巷及联巷开口位于采区运煤上山，并按照268°方位角掘进25 m后与采区轨道上山联通，后采用综掘方式沿着11号煤层底板掘进。具体20112回风巷及联位位置及掘进断面见图1。20112回风巷及联位设计断面均为矩形(净宽4.5 m、净高2.8 m)，围岩控制采用锚网索方式。11号煤层厚2.82 m，煤层赋存稳定，是矿井现阶段的主采煤层，11号煤层顶底板岩层以泥岩、炭质泥岩以及粉砂岩等为主。

图1 20112回风巷及联位位置示意

2 无极绳绞车辅助运输应用

2.1 辅助运输设备确定

无极绳绞车是煤矿井下常用的辅助运输设备，通过钢丝绳提供牵引力，可满足大倾角、大吨位、长距离运输工况需要，常在采区上山、下山以及回采巷道内使用，可直接将材料、设备等运输至作业点，是代替调度绞车进行辅助运输的设备之一。无极绳绞车的组成单元有主机(绞车、梭车、张紧装置等)、辅助设备(包括信号装置、馈电开关、钢丝绳以及通信装置等)。使用无极绳绞车进行辅助运输时，通过张紧装置使钢丝绳张力随运输工况变化，避免在运输期间出现松动或者打滑情况；采用变频装置调整电机转速，依据负载调整运输速度，不仅可提高运输效率，而且可在一定程度上提高运输安全性；通过增加尾轮，可提高无极绳绞车在复杂条件下的适应性，辅助运输过程中不需要重装梭车，从而可明显降低倒车次数、作业人员的劳动强度，提升辅助运输效率。根据20112回风巷及联巷现场情况，决定选择型号SQ-80B无极绳绞车，使用的绞车技术参数如表1所示。

表1 无极绳绞车技术参数

2.2 现场布置形式

2.2.1 尾轮布置

在20112回风巷掘进期间，通过采用无极绳绞车并配合尾轮方式实现辅助运输，在20112风巷联巷口、作业点以及无极绳绞车布置点位置均安装尾轮，除作业点尾轮为活动尾轮外，其余2个尾轮均为固定式尾轮，见图2。

图2 尾轮安装位置示意图

固定式尾轮(图2中尾轮1及尾轮2)底座基础均使用混凝土浇筑，以提高支承强度的稳定性；尾轮3随巷道掘进移动，为移动时尾轮，固定方式依据巷道底板岩性情况确定。当巷道底板为稳定性较强的岩体时，固定时用6根螺纹钢锚杆(规格D20 mm×2 200 mm)；底板为煤层时，则先用C20混凝土浇筑长1 200 mm、宽900 mm、深1 200 mm基础，并用7根螺纹钢锚杆(规格D20 mm×2 200 mm)固定。尾轮高度应低于钢轨高度，以便梭车顺利通过；在固定式尾轮位置用铁道板代替道木。

2.2.2 轮组布置

由于20112风巷沿着11号煤层底板掘进，底板会出现一定起伏，为提高无极绳绞车运输安全性及适应性，在钢丝绳布置沿线安装一定数量轮组。通过布置轮组可避免辅助运输时钢丝绳与底板、轨道出现摩擦，同时防止钢丝绳在张力作用下抬高时出现梭车掉道情况。

3 现场应用效果分析

在20112回风巷及联巷采用SQ-80B无极绳绞车(配合尾轮、轮组)代替传统的调度绞车搭接运输方式，实现了辅助运输连续开展。通过在掘进巷道中采用无极绳绞车进行辅助运输，可解决传统调度绞车搭接运输时面临的频繁倒车、频繁摘钩及挂钩等问题，并避免发生中涂摘钩、挂钩操作不规范引起的脱钩或者跑车等安全事故。

采用无极绳绞车进行辅助运输，车辆运输平稳，在后续运输过程中不容易发生车辆掉道引起的运输事故。辅助运输设备布置较为集中、安全防护设施布置到位，可便于后续检修、维护。

4 结 语

无极绳绞车应用后可解决调度绞车分段接力运输面临的运输分散、倒车次数多以及运输效率低、安全风险高等问题。依据现场情况，采用SQ-80B无极绳绞车，并对尾轮及轮组布置形式、布置要求等进行阐述。现场应用后，20112回风巷及联巷辅助运输效率得以显著提升，现场取得较好的应用效果。