单轨自移设备列车在工作面中的应用

张鹏伟

（潞安集团司马煤业有限公司， 山西 长治 047105）

引言

设备列车是综采工作面重要组成部分，设备列车内主要安装远程操控室、乳化液泵、移动变压器、组合开关、电缆托移装置等设备，设备列车主要安装在运输顺槽内，随着工作面回采前移，设备列车也随之移动；我国多数煤矿设备列车采用地面铺设双轨道移动方式，轨道间距为0.6～0.8 m，但是由于设备列车长度长、宽度大，导致设备列车安装后占地面积大，不利于运输顺槽侧人员行走及输送机运输，影响设备安全运行，威胁工作面安全生产。本文以潞安集团司马煤业有限公司为例，对1303 工作面设备列车运行方式进行优化，提出了单轨自移设备列车。

1 1303 工作面的概述

潞安集团司马煤业有限公司1303 工作面位于井田三采区，1303 工作面设计走向长度为1 200 m，倾向长度为100 m，工作面采用综合机械化回采工艺。1303 工作面在回采期间运巷主要布置设备为胶带输送机、电气列车、转载机、破碎机、超前支架、运巷端头架。

为了保证工作面安全前移及设备安全管理，1303 综采工作面的设计人员将所有的机电设备（液压泵、控制台、乳化液泵、移动变压器、动力中心、电缆、通讯线）全部集中在工作面皮带巷设备列车内，设备列车距工作面间距为120 m。随着综采工作面的不断向前推进，设备列车也在不断向前移动。

1303 工作面掘进煤层倾角较大、巷道有坡度、设备的电缆较多、皮带巷积水严重，传统的设备列车主要采用绞车牵引，造成设备列车前移难度大、人员工作强度大、维护成本高、移动速度慢、线缆回收难度大、安全系数低等问题。对此，综采安装队通过技术研究对原设备列车特点进行分析，并设计了一套单轨自移设备列车。

2 矿用设备列车特点

综采工作面采用传统的轨道式设备列车主要有以下特点[1]：

1）机电系统大、设备多。综采工作面设备列车的设备主要由液压泵、控制台、乳化液泵、移动变压器、动力中心、电缆、通讯线、4 个清水箱、喷雾泵、开关等30 多种设备组成。

2）体积大、质量重。设备列车上的设备比如动力中心及移动变压器质量都在10 t 以上，其他小的泵站质量也都在5 t 以上，整部设备列车的总质量在120 t 左右。

3）长度长。每个泵站的水箱距离为5 m，动力中心的设备距离为7 m。每个设备与设备之间还要间隔1.5 m 作为安全距离，因此所有设备的总长度达到了130 m。

3 单轨自移设备列车结构及工作原理

3.1 单轨自移设备列车结构组成

1）单轨自移设备列车使用的轨道为国家标准的单轨轨道。施工人员在铺设单轨轨道时要从工作面一直铺设到皮带巷的末端，因此单轨轨道的铺设质量对后期单轨列车使用有直接的影响。单轨轨道采用最先进的卡轨技术，在日常行进中不会出现列车掉道的事故。单轨自移设备列车的所有行进动力均来自于自身携带的乳化液泵及泵站的动力，因此不需要外部提供。

2）单轨列车主要由电缆伸缩自移和设备自移部分两部分组成，这两个部分都是采用拉杆相连，但是相互直接分列运行。电缆伸缩自移部分每次移动的距离比较短，主要是随着采煤机的移动而移动，两者直接同步运行；设备自移部分移动的距离比较长，主要是根据采煤机的前移速度及日常产煤量的大小调整移动。

3）根据《煤矿安全规程》的规定，所有电气设备严禁带电移动，因此设备列车在设计时需充分考虑到这一点，将两套动力部分采用交叉供液的方式，电缆伸缩自移部分给自移部分的泵站提供动力，自移部分的泵站给电缆伸缩自移部分提供动力。

3.2 工作原理

3.2.1 自移部分工作原理

1）综采工作面机电设备安装在设备列车自移部分，再将设备列车自移部分安放在单轨轨道上，通过自移部分为整套列车提供动力。工作原理主要采用技术比较成熟的迈步式移动方式，即一个推进油缸和前后两个制动装置，操作人员可以通过操控控制阀上的手柄来控制前后制动装置的前进以及推进油缸的伸缩，以此来完成整部列车的向前推进。

2）煤矿传统设备列车的设计工艺是将列车分为两段，然而由于整部列车质量较重且前、后两段质量不同，列车在行进到上、下坡以及地板有凸凹时，很容易导致推进油缸推力过大或过小，对设备及轨道均会造成一定损伤。

3）单轨自移设备列车采用推进方式是将整部列车分为4 段，有3 个推进油缸分别对各个分段的列车进行推移，同时为了保证各段列车同步运行，将各段的油缸串联连接。

3.2.2 电缆伸缩自移原理

1）电缆伸缩自移部分的作用是将工作面设备与移动部分进行过渡，同时将工作面的各类电缆、胶管在设备列车进行排布，从而实现工作面的各类电缆与工作面同步推进。

2）通过单组迈步式移动装置给工作面电缆与设备提供动力，同时使用多组间隔的电缆小车实现电缆的伸缩。

3）在列车正常行进时，综采工作面的设备随着迈步式移动装置一起移动，同时电缆小车在推进中实现电缆的收缩，当移动到一定距离后，列车自移部分开始移动并牵引电缆小车完成电缆的伸缩。

4 结论

在1303 工作面回采至450 m 处对工作面设备列车进行优化，采用了一套单轨吊装系统，截止2019年7 月20 日1303 工作面已回采到位，通过7 个月实际应用效果观察发现，采用单轨自移设备列车后解决了传统设备列车移车难度大、跑道现象严重、移车危险性高等技术难题，降低了设备列车故障率，保证了工作面安全高效回采，取得了显著应用成效。