气动单轨吊辅助运输在掘进工作面的应用

杨伟峰 陈利德

山西福山资源集团有限公司 山西省 033300

概述：

山西柳林金家庄金家庄有限公司为 2009 年兼并重组单独保留矿井，2006 年煤炭资源整合矿井，由原金家庄煤业有限公司、贺家社煤矿、南沟煤矿及部分新增区资源整合而成，批准矿区面积为 6.0843km2，核定生产能力为 175 万吨/年，开采3～10 煤层，开采方式为地下开采，开采标高为 880-510m。该煤矿目前开采区域地质较复杂，矿井地压较大，开采区域存在有陷落柱。之前采用的辅助运输系统轨道运输，运输系统复杂，环节较多，给开采效率及作业安全性带来极为不利的影响，尤其是掘进工作面迎头物料无法实现机械运送，加大了工人劳动强度，且给生产带来很大安全隐患，原轨道运输无法满足实际作业要求。

二、单轨吊的优势：

单轨吊可以完成材料、矸石、设备以及人员的运送，能够对掘进机进行整体运输，有效解决了卡轨车、齿轨车运输运送能力不足的问题，可以应用在井下弯道较多以及存在较大起伏的巷道，适用于巷道底板结构地质环境相对差的环境中。单轨吊辅运设备可以有效提升井下辅运系统的运输效率和安全性，对于煤矿企业实现高产高效目标来说意义重大。

通过调查发现气动单轨吊装置效率高、日常维护工作简单，运行过程中不会形成废气，能够在更加狭窄的空间和通风情况相对不优良的巷道内应用，减少在迎头位置处人工运输物料以及设备的作业强度，提升辅运系统的运输效率。因此利用柴油机单轨吊和气动单轨吊共同应用的方式。

根据采掘设计及2020年资本性开支计划，为解决掘进工作面最后300米设备材料运输安全。同时推广新技术、新工艺设备使用、提高掘进工作面辅助材料运输效率特设计在掘进工作面安装气动单轨吊机车。解决掘进工作面迎头300米设备材料运输及安全，并且可以实现辅助运输远程自动化控制，减人提效。

气动单轨吊利用现有成熟技术，不断创新和发展。统运行稳定可靠，避免了一些安全隐患，对员工的人生安全起到了重要保障的作用，自动化的作业也有利于井下环境的改善。从而促进公司技术水平以及生产工艺的进一步发展，以达到推动公司核心技术发展的最终目的。

三、气动单轨吊的选用

（一）气动单轨吊的主要部件

气动单轨吊由吊装附件、道轨、吊装部、驱动部、制动部、斜拉附件、集装箱组成。系统简单、安全方便、安全高效、解决掘进工作面最后300米辅助运输安全，气动单轨吊安装在巷道顶板，利用井下压缩空气作为动源驱动气动单轨吊工作。DQD20气动单轨吊主要用于掘进工作面巷道超前支护的物料、材料及相应设备的运输，也适用于井下其他需要短距离运输的地点。机车减速机采用活塞式气动马达内部技术，主控阀采用高铁道岔专用换向阀，摩擦轮采用进口Vulkollan材质浇注，气管接头均为进口SMC产品，主进气管路采用3层过滤，控制系统4处过滤，确保气源的清洁度。以井下气源为动力源无污染，自动化程度高且操作简单，可大大降低职工的劳动强度，提高工作效率。活塞式气动马达效率高，动力大，使用寿命长，断气自锁，下坡限速的功能。

（二）气动单轨吊关键技术

研究了掘进工作面气动单轨吊辅助运输车减速机采用活塞式气动马达内部技术，主控阀采用高铁道岔专用换向阀，摩擦轮采用进口Vulkollan材质浇注，主进气管路采用3层过滤，控制系统4处过滤，具有断气自锁，下坡限速。

（三）主要技术指标或经济指标

1．技术指标

（1）工作压力：0.4-0.65Mpa

（2）耗气量：18.3m3/min

（3）最大牵引力（0.4Mpa）：20KN

（4）最大牵引力 (0.5Mpa）：30KN

（5）运行速度：0.25-0.5m/s

2．经济指标

该项目投入后，解决掘进工作面300米辅助运输安全，降低工人劳动强度，年创造经济效益500余万元。

五、实际应用情况：

山西柳林金家庄煤业有限公司，于2001-05-10在山西省注册成立，属于采矿业，主营行业为煤炭开采和洗选业，服务领域为原煤开，精煤洗选、煤化及深加工。机电、机械设备修理与材料、配件加工经营业务，注册资本37400万人民币。山西柳林金家庄煤业有限公司办公地址为柳林县庄上镇梨树凹村。

公司配备日本、德国等国际先进的仪器设备，主要装备分为：采矿、掘进、主运输、通风、瓦斯抽放和安全，主要设备有：MG-300-730-WD型采煤机、MG-500-1140GWD型采煤机、ZZ6000/21/44、ZZ9000/26/55大采高液压支架、EBZ-160型掘进机、EBZ-230型掘进机、全机械化胶带运输机、2BE3-720-2BY4水环式真空泵、SA220A型螺杆空气压缩机、DTL120/38/2*560强力皮带机、并设有KJ95X型煤矿安全监控系统、KJ602型人员定位系统、KJ528型产量监控系统、KTK113数字广播系统、KJ162无线通信系统、SOC8000调度系统集成等安全设施，机械化开采均达到100%，各系统技术装备均达到或高于国内平均先进水平，确保了公司高效安全生产。

金家庄煤矿原辅助运输系统全部为轨道运输，不但运输效率低，工人劳动强度高，而且很不安全，通过综合研究与分析在新掘9202辅助运输巷开始试验使用气动单轨吊，能实现点对点运输，运输效率提高了40%；工人强度降低了80%，同时安全效益明显提升，得到了使用单位的一致认可，目前井下所有掘进轨道运输系统全部安装了气动单轨吊运输。