煤矿井下运输方式设计及设备选型研究

李明亮

平凉新安煤业公司  甘肃省平凉市  744201

摘要：在我国煤矿开采机械化程度不断提高的今天，大多数矿井都在使用综合机械化采煤技术。其中，煤炭输送方式的选择是决定煤炭机械化水平的一个标志性问题，也是影响煤炭经济高效运行的一个重要因素。原煤在工作面开采后，有关部门需要选择合适的输送设备，输送到地面煤仓，如果设备输送能力不足，将会影响到煤炭的正常生产。因此，有关部门应该正确地选择井下运输设备，这对于煤矿的安全、高效运行具有重要意义。基于此，本文着重探讨了煤矿井下运输方式设计以及相关设备选型，以供有关人士交流参考。

关键词：煤矿；井下运输设计；设备选型

引言：

矿井下的运输主要是指运输矿井下的煤炭，其他副产还包括物料、人员、矸石的输送。煤矿井下运输是煤矿生产的一个关键环节，运输设备的选用，一定程度上影响着煤矿的经济效益以及安全生产运行。

一、煤矿井下运输方式设计

（一）煤矿井下用电机车

用电机车是煤矿井下生产中的主要运输工具，其运行的安全性与稳定性直接关系到矿井的整体效益，因而对用电机车的性能要求非常严格。《煤矿安全规程》规定，用电机车在运送煤炭等物料时，不得有大于40米的制动刹车距离，而在人员运送过程中，其制动刹车距离不能大于20米。但是，在煤矿生产中，大多数用电机车都有刹车超限的情况。一般来说，用电机车的空气动力控制可以分成制动系统反应、制动闸作用、持续制动和停止制动四个阶段。用电机车的制动距离是解决电力机车制动距离超限的关键。在用电机车辆制动时，刹车的制动力是由前、后刹车杆与刹车盘之间的摩擦作用所提供，而刹车时这种摩擦力的大小将直接影响到刹车时的制动能力。提高刹车系统的制动力，可以缩短刹车时间。因此，通过改进用电机车制动器结构，可以提高制动器连杆机构的传力比，从而达到优化用电机车制动器的目的。有关部门可以利用ADAMS软件对用电机车的电机制动器进行最优设计，分析其影响制动器性能参数的灵敏因素，然后将灵敏因素的分析结果与其相关的主要参数进行针对性的科学优化。具体的优化过程是根据杆件实际尺寸、杆件材料和车辆布置等因素来确定各变量的变化幅度，然后根据这些参数的取值，对每个参数的取值进行科学调整，直到得到最大的接触力[1]。

（二）斜巷运输

煤矿斜巷是矿井煤炭、岩石、物料的主要运输巷道，其关系到矿井的整体效益。综观以往在矿井斜巷吊装作业中发生的事故，其中包括超速运输、绞车事故和其他事故的发生，这些都对提升绞车、人员的生命安全产生不良影响，严重时甚至发生瓦斯爆炸，对社会造成极大的危害。因此，有关部门应从巷道事故成因入手，制定有针对性的防范对策，避免造成重大的经济损失。其具体内容包含以下方面：第一，有关部门要确保斜巷水平及上下口车场为重点安全生产区域，无关人员不得入内，并确保持证上岗，严禁私自离开或睡觉。第二，斜井巷道的设计和巷道的两端的敷设，必须严格按照《煤矿安全规程》的规定，在主绞线上不允许有行人通过。第三，在职员工应遵守有关管理规定的内容和安全生产责任制，并遵守所有的安全生产要求和条件。绞车运输工人在正式上岗前必须接受系统的训练。第四，在全斜井巷吊装作业实施中，主管人员要事先制定岗位职责，对钢丝绳、绞车、矿车等工具进行性能调整，使其工作状态保持在最佳状态，并提高其运行的可靠性。在主升降机的主升降机上，使每个升降机的托绳轮间距为25米左右，同时在升降点设置斜轮架，以确保升降机的灵活性，防止钢丝绳的磨损。

二、煤矿井下运输设备选型

（一）发展无轨辅助

无轨胶轮车在保证矿井安全运输方面有着广阔的应用前景，它具备如下技术特征：第一，其车身安装了一套安全防护装置，可实时监测柴油机水温、转速、表面温度、尾气排放温度、补水箱水位、机油压力、巷道内气体浓度等操作参数，并可设定正常工作状态下的各项指标。在使用过程中，如果有一个以上的操作参数超过标准，该系统就会立刻进行声光报警。该声光报警器可保证40米范围内的音量级别不低于70dB。另外，本系统还具备记录行车时间、行车里程等功能。其系统的设计、生产、安装都达到了《矿用防爆柴油机通用技术条件》、《矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件》的技术要求。第二，无轨胶轮车车体具有安全、可靠的湿式多盘轮缘工作制动装置，可以确保在最大载荷和最大斜率的情况下安全、平稳地停下来。第三，无轨胶轮车的空气进气口系统配有滤芯，其灭火设备配有手提式灭火器等，可以大大保证煤炭生产运输的安全性。同时，无轨胶轮车电气的保护级别不能低于IP54；当声源噪声水平超过90分贝时，司机应佩戴防噪装置；同时，所有的标志必须简单易懂，清晰，防腐蚀，并且应该在无轨道的胶轮车上设置，并且要有中文的标志。目前，无轨履带车的主要用途体现在矿井巡视指挥、运输物料作业以及相关采矿设备等方面，具有极其广泛的应用场景 [2]。

（二）改进辅助运输设备

煤矿井下的辅助运输技术的发展离不开运输设备的支持。就我国目前矿井辅助运输的技术水平而言，其运输装备的技术进步还很大，矿井的辅助运输环境仍任比较恶劣，极大的影响了煤炭运输的正常进行，因此，辅助运输设备必须具备优良的操作能力，才能确保运输过程的稳定和流畅，更好地满足不同的运输要求。同时，在矿井辅助运输过程中，由于运输条件的限制，必然会遇到一定的障碍。有关部门要综合分析障碍的种类和成因，根据运输需要，选择不同的设备，从根本上解决运输问题。

（三）安装纳米吸能安全防护装置

由于矿井地质条件复杂，故障原因多种多样，为保护矿井的辅助设备和降低事故的发生，有关部门应在斜巷的两侧壁设置纳米吸能安全防护装置。在目前的矿井中，大部分矿井都用橡胶轮胎吊挂在井壁，这种方法的吸能效率很低，而且容易产生变形和回弹。纳米吸能安全防护设备作为特殊的运输安全设备，主要用于隧道、弯道、悬崖、长大下坡等危险地带。为适应煤矿井巷生产运输的需要，有关部门应结合矿山技术规范，大力开发适合于巷道的纳米吸能式安全护栏，使其在矿井运输装置失速撞击过程中，引导车辆动能传输，降低车辆运行速度，进而使车辆停止[3]。

三、结束语

煤炭是国家重要的能源资源，煤炭产业的持续健康发展对国民经济的发展起着举足轻重的作用。目前我国的煤炭企业井下任务复杂，煤矿的运输是煤矿开采过程中又是不可缺少的环节，运输距离、运输载量以及运输次数都会影响到井下煤炭的运输效益。因此，有关部门应对煤矿井下运输方式进行科学合理的优化，对相关运输设备进行有效的选型研究。只有这样，才能有效改善矿井的作业效率，为矿井的安全生产运行提供可靠保障，进而推动煤矿产业科学稳定发展。

参考文献;

[1]王连柱,张燕滨.煤矿井下无轨辅助运输巷道设计研究[J].煤炭科学技术,2020,48(8):6.

[2]杜强国.煤矿井下运输方式设计及设备选型研究[J].机械管理开发,2021,36(5):3.

[3]王连柱.煤矿井下无轨辅助运输相关硐室设计研究[J].矿山工程,2020,8(2):11.