煤炭技术Coal Technology Vol.33No.06 Jun.2014
第33卷第06期
2014年06月
doi:10.13301/https://www.doczj.com/doc/846956059.html,ki.ct.2014.06.072
1三软不稳定煤层掘进辅助运输存在问题及研究郑煤集团公司开采的煤层大部分是三软不稳定煤层，地质变化大，沿底掘进造成所掘进巷道在垂直方向坡度变化较大，起起伏伏，水平方向也有变化，对辅助运输方式及设备的布置造成较大影响。在传统辅助运输布置上，多采用轨道及调度绞车连续运输方式，调度绞车具有安装尺寸小、体积小、操作简单、运输方便等特点，但对于起伏的巷道就要布置多部绞车和相应的安全设施，才能实现对拉和连续运输，运输时每部绞车都要换1次绳钩，并操控相应的安全设施，造成辅助运输用人多、环节多、事故多、效率低下。另外掘进面迎头始终有一段距离不能采用有轨道的机械运输方式，这段距离的辅助运输往往需要人工肩扛手抬，因而辅助运输装备及作业方式的落后已成为制约煤巷快速掘进的主要障碍之一。
对掘进面的辅助运输装备和运输方式进行优化和创新，尝试应用新型高效的辅助运输装备，即在有轨道段采用无极绳连续牵引绞车实现不换绳钩的连续运输方式，在无轨道段采用电动单轨吊辅助运输机械化，达到减员增效，减轻劳动强度，适应快速掘进的目的。
2采用无极绳连续牵引绞车实现有轨段不换绳钩的连续运输方式2.1无极绳连续牵引绞车工作原理及组成
无极绳连续牵引绞车是近年来发展起来的成熟高效的辅助运输装备，它是在摩擦轮驱动绳牵引的轨道运输设备，无极绳绕过摩擦轮一端固定在梭车上，另一端绕经张紧装置及尾轮也固定在梭车上，无极绳只做往复运行，梭车上设有钢丝绳储绳滚筒，运输距离通过调整储绳滚筒上钢丝绳的长度来进行调整，适应巷道延长或缩短的需要，梭车上安有断绳抓捕装置，防止断绳跑车事故的发生。
无极绳绞车牵引系统由绞车、张紧装置、梭车、尾轮、压绳轮组、平托轮等构成；配套部分由控制电器、通讯系统、钢丝绳等构成。
2.2无极绳连续牵引绞车工作特点
（1）无极绳连续牵引绞车安装、延伸简单方便；
（2）采用电机换向，换速方便，操作简单，可靠性高；
（3）适应性强，用途广；
（4）配有两套制动系统，梭车前后两端均配有断绳抓捕装置，运行安全；
（5）信号系统采用泄漏通讯，可实现打点、通话、急停等功能；
（6）采用PLC电控和视频系统，对电压、电流、运行速度、模拟运行画面进行实时显示，利用固定或移动摄像装置实现对梭车运行的远程监视；
高效辅助运输装备在煤巷掘进面的应用
孙朝宾
（郑煤集团公司机电运输部，郑州450042）
摘要：三软不稳定煤层掘进面地质变化大、支护材料规格及重量不断增大，原有的辅助运输方式已制约快速掘进。在煤巷掘进面有轨区段采用无极绳连续牵引绞车运输，达到一部绞车不换绳钩的连续直达运输，在里段无轨区段采用电动单轨吊实现从料场到掘进面的机械运输，实现辅助运输安全高效，极大地减轻了职工的劳动强度。
关键词：三软不稳定煤层掘进面；高效辅助运输；无极绳连续牵引绞车；电动单轨吊
中图分类号：TD526；TD527文献标志码：A文章编号：1008－8725（2014）06－0184－03 Application of High Efficient Auxiliary Transportation Equipment in
Coal Roadway Drivage Face
SUN Zhao-bin
(Electromechanical Department of Transportation，Zheng Coal Group Company，Zhengzhou450042，China) Abstract:Three soft unstable coal seam tunnelling geological changes,supporting material specification and weight increasing,auxiliary transport of the original has been restricting the rapid excavation.In the coal lane tunneling face track sections with endless rope continuous traction winch transport,to achieve continuous direct transport a winch does not change the rope hook,in the period of non rail sections with electric monorail crane from the yard to the tunneling surface mechanical transport,to realize the transportation safety and efficient,greatly reduce the labor intensity of workers.
Key words:three soft unstable coal seam heading face;high efficient auxiliary transport;endless rope continuous traction winch;electric monorail crane
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高效辅助运输装备在煤巷掘进面的应用———孙朝宾（7）为保证在起伏巷道矿车运行平稳，可在列
车的后面使用辅助牵引车，避免下坡时列车由于自重向前冲击梭车现象的发生。
2.3无极绳连续牵引绞车在煤巷掘进面的使用郑煤集团公司煤巷掘进面的长度一般在1000m
以内，巷道纵向变化较大，水平方向也有变化，这些特点正好适用无极绳连续牵引绞车的运输方式。图1为无极绳连续牵引绞车安装示意图。
图1无极绳连续牵引绞车安装示意图
1.尾轮
2.压缩轮
3.托绳轮
4.梭车
5.张紧装置
6.牵引绞车
掘进巷道一般一侧布置输送带，一侧布置轨道运输，为了保证轨道运输安全，跟车工要拿泄漏通讯手持机与机头部操作人员随时保持联系，在梭车上挂移动式声光报警装置，给附近人员以警示；为了保证信号始终畅通有效，可以根据需要增加一趟急停信号，以防止泄漏通讯出现故障时紧急停车使用。列车组一端为梭车，另一端为辅助牵引车，由于无极绳连续牵引绞车采用的梭车两端均有断绳装置，后面辅助牵引车采用液压卡紧钢丝绳，有效防止跑车、掉道、翻车事故的放生，减少了安全设施的数量。
无极绳连续牵引绞车在郑煤集团公司掘进工作面使用以来，发挥了高效辅助运输的特点，彻底改变原来“绞车群”落后运输方式，大大提高辅助运输效率和安全保障程度。高岭矿井下11041上副巷掘进面在掘进工程中，由于巷道起伏较多，在600m 长巷道里先后安装13部JD-11.4绞车，从第一部绞车开始到最后一部绞车运输结束，运一趟需要3h ，运输效率低下，也极易发生安全事故，已严重制约掘进效率，为此该矿在该掘进面使用一部SQ-75无极绳连续牵引绞车替代原来的“绞车群”，中间的安全设施也全部取消，运一趟的时间缩短到1h ，效率提高3倍，辅助运输效率得到较大提高。
经过近几年的推广应用，我们在煤层掘进巷道中总结出一套成功有效的无极绳连续牵引车运输方式，实现辅助运输的高效安全。目前集团公司井下煤层掘进巷道共使用无极绳连续牵引绞车35部。
3利用电动单轨吊实现无轨道段辅助运输的机械化三软不稳定煤层掘进施工中，掘进、支护、出
煤、延伸刮板输送机构成正规循环作业，当刮板输送机安装长度到设计长度（100m 左右）时，就要停止掘进，拔溜子机头和延伸带式输送机尾，铺设轨
道和延伸无极绳连续牵引绞车的运输长度，因此在掘进面始终有一段距离为无轨道段，这段的辅助运输一般依靠人工肩扛手抬，随着采深的增加和掘进机械装备的推广普及，掘进巷道的断面在不断扩大，巷道压力在增加，导致支架规格不断增大，由原来的26号U 型钢，更换成29号U 型钢或36号U 型钢，运输支架的劳动强度越来越大，给职工身体健康带来严重威胁，已成为掘进工作面职工劳动强度大的主要因素。2012年4月在超化矿13052上副巷掘进面首次试用电动单轨吊车，已解决此问题。
电动单轨吊工作原理是利用电动葫芦将物料或设备从地面吊起，由行走轮承担载重。起动行走电机，电机将动力传递给减速箱和行走齿轮上，行
走齿轮与轨道上的齿条相啮合牵引，驱动行走机构沿轨道行走，达到运送物料的目的。它由电动葫芦、行走车、轨道、吊挂组件、电控系统、电气限位等部件组成，见图2。
图2电动单轨吊整机图
1.电缆吊挂装置
2.轨道
3.终点限位装置
4.电控箱
5.吊挂组
件 6.行走机构7.电动葫芦
电动单轨吊在掘进面安装长度根据无轨道段的长度确定，起始端与轨道末端处的料场相重合，通过电动葫芦在此处起吊辅助运输材料，起吊的高度保证辅助运输材料下段距巷道底板的距离不小于300mm ；电动葫芦下面为起重钩，起吊辅助运输材料时很难保证起吊部位与物体材料的中心保持一致，且巷道的坡度变化较大，行走过程中造成物体材料上下左右来回摆动，带来安全隐患，为此加工制作吊篮，在行走部后面增加1台手拉葫芦，使吊篮与单轨吊有两个部位连接，保证物体起吊和运行的平稳性，电动单轨吊的另一端可以根据巷道的延伸增加轨道的长度来延伸。
为了保证电动单轨吊运输安全，在电动葫芦处安有声光报警装置，警示人员不要靠近起吊运行的物体材料，在两端轨道终点安有电气限位架和警示牌，起吊电机和行走电机均采用隔爆型盘式制动电机，该电机具有断电制动功能，防止在有坡度段停电时滑动。
超化矿13052掘进面使用电动单轨吊的型号为DDD8J ，整机最大牵引力8kN ，吊放最大重量3t ，行走最大运行速度20m/min ，吊放最大运行速度0.8m/min ，适应坡度≤18°，最小转弯半径水平3m 、
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垂直5.5m ，最大遥控距离≤15m 。
通过2个多月的现场使用及改进，电动单轨吊完全能满足掘进面辅助运输的需要，能把工人从繁重的辅助运输中解放出来，实现最大限度减轻职工劳动强度的目的。目前集团公司有3个矿井已安装
使用9部电动单轨吊。
参考文献：［1］姜汉军.矿井辅助运输设备［M ］.徐州：中国矿业大学出版社，2008.［2］中国煤炭建设协会：GB50533－2009.煤矿井下辅助运输设计规范
［S ］//.北京：中国计划出版社，2009.
作者简介：孙朝宾（1973-），河南禹州人，工程师，主要从事机电运输工作，电子信箱：139********@https://www.doczj.com/doc/846956059.html,.
责任编辑：郑万才收稿日期：2014－03－24
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前言
国内外对于工作面超前走向方面压力分布的研究非常多，但沿工作面倾斜方向的压力分布的相关研究很少。李志闯通过ANSYS 数值计算方法，分析了工作面倾斜方向的矿压分布规律，结果表明：工作面两端头压力均呈现出一种降低的趋势，同时工作面中部压力有明显的增大趋势。主要的原因是现在支架选型都是偏保守，大工作阻力的液压支架很受欢迎，研究工作面倾斜方向的压力分布没有什么实用价值，因为大工作阻力支架能够满足生产的要求。这样的根本原因是存在一种定势思维———工作面的液压支架型号应该是一样的。实际上，这种想法的合理性是值得商榷的，本文通过分析利用工作面倾斜方向压力的分布规律，对某矿1301工作面提出了一种具有良好经济效益的支架选型方案。
1工作面压力分布特点
支架的工作阻力是顶板作用在支架上的力
P=P 0+K ΔS
（1）
式中
P 0———
初撑力；K ———
支架的刚度；ΔS ———
支架的下缩量。顶板一般被分为垮落带、裂隙带和弯曲下沉带。工作面的顶板因为支架的支撑而没有垮落，但支架实际是在承受上覆顶板的下沉量ΔS ，因此可以
基本认为上覆岩层沿工作面的下沉规律就是工作面倾斜方向的顶板压力分布规律。
工作面垮落带与裂隙带的分布规律如图1（a ）所示，下沉量由工作面中部向两巷方向减少，大致呈正态分布。
需要说明的是，它与常见的马鞍形的分布规律（如图1（b ））有所区别，主要是因为图1（b ）是采空区测得的，它实际上是已经被上方应力作用的最终
结果，二者并不矛盾。工作面顶板压力分布与液压支架工作阻力匹配探究
陈登红1，华心祝
1，2
，杨朋1，钱彪
1
（1.安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南232001；2.煤矿安全高效开采省部共建国家重点实验室，安徽淮南232001）
摘要：液压支架的选型直接影响着工作面的生产，而按照传统的支架选型理念，工作面支架的型号是相同的，这样肯定是能够满足安全生产。但是工作面的顶板压力分布不是在每个位置都是一样的，这样实际是造成了一种浪费，大工作阻力的支架没有完全发挥作用，希望通过分析某煤矿1031工作面支架压力规律，提出支架选型的另一种猜想，以求达到最大的经济效益。
关键词：液压支架；压力分布；经济效益
中图分类号：TD32；TD355文献标志码：A
文章编号：1008－8725（2014）06－0186－03Roof Pressure Distribution and Hydraulic Support Working Resistance
Matching Inquiry
CHEN Deng-hong 1，HUA Xin-zhu 1，2，YANG Peng 1，QIAN Biao 1
(1.School of Energy and Safety ，Anhui University of Science and Technology,Huainan 232001,China;2.Key Laboratory of Mine Safety and High Efficient Mining Cosponsored by Anhui Province and Ministry of Education,Huainan 232001,
China)
Abstract:The selection of hydraulic support directly affects the production,but according to the traditional concept of hydraulic support selection,the kind of the support is the same in one working face,of course,it is able to make the production in safe.But the pressure distribution of the working face is not exactly the same along the face,so actual lead to a waste,the working resistance of support did not fully play its role,the author hopes that through the analysis of a coal mine,the support pressure of 1031working face,propose another conjecture support selection,in order to achieve the maximum economic benefits.
Key words:hydraulic support;pressure distribution;economic benefits doi:10.13301/https://www.doczj.com/doc/846956059.html,ki.ct.2014.06.073
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