矿井辅助运输系统的研究与分析

高文龙

摘要：随着我国矿井向着高产高效、安全可靠的现代化方向不断发展，矿井辅助运输系统的技术水平已经成为衡量煤矿现代化程度的重要标准，虽然国内不少煤矿企业都对矿井辅助运输系统进行了升级改造，但总体效果仍然不理想，诸如辅助运输系统效率低下、生产技术规范滞后、缺乏规范性的设计方法等问题比比皆是，为此本文将就此课题展开探讨。

关键词：矿井；辅助运输系统；无轨胶轮车；

1.前言

矿井辅助运输是指除煤炭外的各种运输之和，其具有设备种类繁多和影响因素复杂、运输线路随工作面的推进而持续变动、运输物品种类繁多且形态各异、运输线路巷道间水平和倾斜相互交错连接、井下巷道内因空间限制而可能发生煤尘爆炸等事故、工作面地点分散且运输环节较多等特点，为此选择适宜的矿井辅助运输系统不仅关系着煤矿的生产效率，还直接影响着煤矿的安全生产，是现代煤炭企业必须重点研究的问题。

2.我国矿井辅助运输系统的概述

2.1我国矿井辅助运输系统的现状

目前我国不少煤矿（尤其是小型煤矿）仍然采用传统辅助运输方式，即使用电动机车在主要运输巷道运输一段距离后在采区使用绞车，此种方式不仅需要消耗大量的人力和较长的时间，并且给矿井安全生产埋下较大隐患[1]。为了提高矿井辅助运输的效率及安全性，近年来不少大中型煤矿开始采用新型辅助运输系统，但总体而言仍然以分段运输为主，由于运输过程中需要完成不间断的多次转载而降低了运输效率，并且需要管理人员分配大量设备和人工来执行这些操作。

2.2矿井辅助运输设备的类型及发展趋势

（1）矿井辅助运输设备的类型

除电机车、调度绞车等传统辅助运输设备外，近年来国内煤矿采用了多种先进高效的辅助运输设备，如无轨运输车、齿轮车、猴车等[2]，每种辅助运输设备都有其独特之处。

（2）矿井下辅助运输设备的类型

1、猴车工作原理：将钢丝绳安装于驱动轮、托绳轮、压绳轮、迂回轮上并拉紧后，由驱动装置带动驱动轮和钢丝绳运行而实现矿工的运输；特点：安全保护、运输能力大、可持续工作、成本较低且节能运行

2、单轨吊运输系统工作原理：将材料、设备等通过承载车或起吊梁吊在巷道顶部的单轨吊上，由单轨吊车的牵引机构牵引进行运输；特点：对巷道条件要求低、设备简单、可远距离连续运输、轨道可回收重复使用、适应坡度大

3、无极绳连续牵引车工作原理：由电动机驱动，通过滚筒旋转，借助钢丝绳与滚筒之的摩擦力来进行运输；特点：操作简单、可靠性高、维修方便、直接利用现有井下轨道系统

4、齿轨车工作原理：在两根普通钢轨加装一根平行的齿条作为齿轨，而在机车上除了车轮作粘着传动牵引外，另增加1～2套驱动齿轮及制动装置，驱动齿轮与齿轨啮合；特点：可直接进入上、下山斜巷和起伏不平的工作面运输巷和回风巷

3.矿井辅助运输系统的优化设计

3.1煤层赋存条件

煤层赋存条件是确定矿井辅助运输方式的客观因素，具体说来：开采近水平煤层或缓斜煤层的矿井，宜选用新型辅助运输设备；开采倾斜煤层及急斜煤层矿井，宜选用传统辅助运输设备或者在局部适宜地点选用新型辅助运输设备；中厚及厚煤层矿井，宜选用新型辅助运输设备；薄煤层矿井，一般不宜选用新型辅助运输设备；断层及溶岩陷落柱发育的矿井，若联络斜巷多、斜巷倾角大且岩巷工程量大，一般不宜采用新型辅助运输设备。

3.2巷道坡度与转弯半径

不同类型的辅助运输设备所适应的巷道参数如表1所示，选取巷道坡度时，小功率设备取下限，较大功率的设备取上限。

3.3无轨胶轮车的使用条件

（1）无轨胶轮车特别适用于煤层赋存浅，采用小倾角斜井开拓或平硐开拓的近水平煤层矿井，设备、材料可从地面不装载连续运抵井下各地点，对于井工开采的矿井需要在井底车场设置集中换装站。

（2）适应综合机械化采煤、搬家频繁、工作量大的矿井。

（3）巷道倾角为8°时，连续纵坡长度一般应不大于500m；巷道倾角为6.5°时，连续纵坡长度一般应不大于1200m；巷道倾角小于5.5°时，一般无特殊要求。超过上述值时应设缓坡段，缓坡段坡度一般应小于4°。

（4）巷道横向坡度与行车速度、转弯半径、路面状况等因素有关，一般可适应坡度4°以内。

表1不同类型的辅助运输

4.矿井辅助运输系统的应用案例

4.1井下大巷运输方式：无轨胶轮车运输

使用无轨胶轮车的优缺点：

①无轨胶轮车采用铰接车身，前部为牵引车，后部为承重车，转弯半径小，激动灵活、机身较低，故障率小，维修方便，并配置有可靠的湿式制动系统。

②无轨胶轮车运行距离长、速度快、爬坡能力强，外形尺寸相对较小，缺点是有废弃污染、散热量大、噪声高，对巷道路面要求较高。

③车辆的工作机构可以快速更换，可在1—2min内，由铲斗更换成铲板、集装箱、散装卸料斗、侧卸料斗或起底带齿铲斗，还可以改为人车、修理车、牵引起吊车。

（2）工作面安装、回撤

WC50Y和WC25E型支架搬运车和铲板式搬运车由山西煤科院生产。支架车可搬运50T以下重型液压支架等大型设备，柴油机功率240kw。主要用于井下长壁式综采工作面或综放工作面的液压支架、采煤机、胶带机等设备安装和回撤，也可搬运其它大型设备和部件。铲板车自带牵引力为21T的液压绞车，铲板可以上下调整高度。旧工作面拆除时，不仅能够将设备拖拽移位，而且能实现自行铲装和运输；新工作面安装时，可将运来的设备自卸并调整就位，大大减少了转载环节，减轻了工人的劳动强度，做到一车多用，是煤矿井下辅助运输的理想设备。

5.结论

综上所述，适宜的矿井辅助运输系统在确保煤矿生产安全方面具有十分重要的现实意义，由于传统矿井辅助运输方式存在效率低、安全性差等缺陷，因此近年来不少煤矿纷纷进行了矿井辅助运输系统的改造和优化，为我国煤矿辅助运输建设争创世界先进水平奠定了坚实的技术基础。

参考文献：

[1]卢如意，郭帅．矿井辅助运输系统现代化改造[J]．煤矿机械，2013（10）．

[2]吴家安．煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的应用[J]．煤矿机电，2014（1）．