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收稿日期２０１９ １１ １３ 作者简介付 鹏１９８６ － ꎬ男ꎬ山西屯留人ꎬ工程师ꎬ从事生产技术工作ꎮ ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００５ －２７９８. ２０２０. ０８. ０１２ Ｎ１３０３ 综采工作面电气列车转弯方案设计 付 鹏 潞安集团 古城煤矿ꎬ山西 长治 ０４６１００ 摘 要古城煤矿 Ｎ１３０３ 综采工作面即将回采至停采线ꎬ现有巷道已无电气设备列车储存空间ꎬ为不影响 回采进度及设备运输安全ꎬ对电气设备列车移动方案进行了探讨ꎬ并最终确定了电气列车转弯方案设计ꎮ 关键词电气设备列车ꎻ转弯ꎻ方案设计 中图分类号ＴＤ８２２ 文献标识码Ｂ 文章编号１００５ ２７９８２０２００８ ００３５ ０２ 潞安集团古城煤矿采用斜立混合开拓方式ꎬ主 副井工业场地分开布置ꎬ矿井先期开采对象为 ３ 号 煤层ꎮ 井田地质构造复杂程度为简单类型ꎬ水文地 质类型为中等ꎬ煤层有煤尘爆炸危险性ꎬ为不易自燃 煤层ꎬ矿井瓦斯等级为高瓦斯ꎮ １ Ｎ１３０３ 工作面概况 Ｎ１３０３ 工作面可采长度 ２ １５０ ｍꎬ切眼长度 ３０２ ｍꎬ煤层平均厚度 ６. ０５ ｍꎬ采用综采放顶煤开采 方法ꎬ采高３. ８ ０. １ｍꎬ煤体容重 １. ４ ｔ/ ｍ３ꎬ循环 进度 ０. ８ ｍꎬ回采率 ９３. １％ꎮ 工作面采用“三进一 回”全风压通风方式Ｎ１３０２ 回风巷、Ｎ１３０３ 胶带巷、 Ｎ１３０３ 回风巷进风和 Ｎ１３０５ 回风巷回风ꎮ Ｎ１３０３ 工 作面距停采线现剩余约 ４００ ｍꎬＮ１３０３ 胶带巷目前 已无电气列车储存空间ꎬ急需确定电气设备列车移 动方案ꎬ否则会影响回采进度或者停产ꎮ ２ Ｎ１３０３ 工作面设备及电气列车 Ｎ１３０３ 综采工作面设备布置如下前后部刮板 输送机采用 ＳＧＺ１０００/２ １０００ 型ꎬ 采煤机使用 ＭＧ４００/９３０ － ＷＤ 型ꎬ中间液压支架为 ＺＦ８５００/２２/ ４２ 型ꎬ过渡支架为 ＺＦＧ１２０００/２５/４２ 型ꎬ端头支架为 ＺＴＦ２５０００/２５/５５ 型ꎮ Ｎ１３０３ 工作面电气设备列车的移动采用单轨液 压移动装置简称电气列车ꎬ列车总长度为 ３３５ ｍꎬ 其中设备部分 １７５ ｍꎬ电缆自移装置长 １６０ ｍꎬ列车 总重 ４１. ８ ｔꎬ列车宽 １. ４ ｍꎬ最大可载重 １７６ ｔꎬ额定 移动速度 ５０ ｍ/ ｈꎬ最大爬坡能力 １６ꎮ 电气设备列车排布顺序如表 １ꎮ 表 １ Ｎ１３０３ 工作面电气列车排布顺序从工作面方向开始 序号所需吊挂设备吊挂方式及说明 １移动泵站３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ２配件车３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ３喷雾泵站３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ４喷雾泵站３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ５水箱３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ６高压过滤站３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ７乳化液泵站３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ８乳化液泵站３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ９乳化液泵站３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 １０乳化液箱３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 １１低压开关车３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 １２低压开关车３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 １３低压开关车３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 １４低压开关车３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 １５组合开关３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 １６移动变电站１４ ｔ 负荷中心悬挂装置 １７负荷中心自重 ２２ ｔ２２ ｔ 负荷中心悬挂装置 １８电缆车４ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 １９组合变频器３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ２０移动变电站２２ ｔ 负荷中心悬挂装置 ２１电缆车４ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ２２组合变频器３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ２３移动变电站２２ ｔ 负荷中心悬挂装置 ３２电缆车４ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ３３电缆车３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ３４电缆车３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ３５电缆车３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 ３６电缆车３ ２００ ｍｍ １ ３００ ｍｍ 车盘 设备部分有 ４ 组加强型的行进装置共 ４ 个行 走油缸ꎬ架体内侧有两组制动车ꎬ架体外侧有两组 制动车ꎮ 列车行进油缸移动最大步距 ０. ７ ｍꎬ移动 ５０ ｍ 时间为 ６０ ｍｉｎꎮ 设备列车液压系统工作压力 １２ １６ ＭＰａꎬ由自备泵站提供动力ꎬ电缆自移装置 液压系统工作压力 １２ １６ ＭＰａꎬ由乳化液泵站提供 动力ꎬ轨道全长 ４３０ ｍꎮ ５３ 实实用用技技术术 总第 ２５２ 期 制动车布置示意如图 １ 所示ꎮ 图 １ 制动车布置示意 ３ 电气列车轨道布置及悬挂方式 Ｎ１３０３ 工作面电气列车设备布置如图 ２ 所示ꎬ 巷道宽５ ｍꎬ高３. ６ ｍꎬ轨道距左侧帮１. １ ｍ 布置轨 道中线距巷道中心线 １. ４ ｍꎮ 图 ２ 列车设备布置ｍｍ 列车行走轨道固定在巷道顶板上ꎬ轨道采用标 准直轨ꎬ每节 ２. ２５ ｍꎬ宽 ６８ ｍｍꎬ高 １５５ ｍｍꎬ中板厚 ７ ｍｍꎮ 单根轨道允许垂直夹角 ３. ５ꎬ水平夹角 １ꎮ 轨道的悬挂附件适用于矿上的锚杆Ｄ２２ ｍｍ 和锚索ꎬ悬挂附件与锚杆或锚索固接后与链条销 接ꎬ链条通过 Ｕ 型环与轨道吊耳销接ꎬ 挂接方式如 图 ３ 所示ꎮ 图 ３ 轨道悬挂方式ｍｍ ４ Ｎ１３０３ 工作面电气列车行走方案 因为古城矿使用的是整体移动式设备自移列 车ꎬ设计之初原则上不允许转弯行走ꎮ 若停产进行 列车和设备拆除ꎬ工作量较大ꎬ拆除、搬运和安装至 少需要一个月来完成ꎬ这样会严重影响到矿井正常 生产ꎮ 因此ꎬ在不影响现有生产状况和避免设备大幅 度改动的前提下ꎬ考虑采取电气列车转弯的方式进 行行走ꎮ 综合考虑ꎬ提出如下两种方案ꎮ 方案一列车整体不拆除进行转弯ꎮ 通过在软 件上进行模拟转弯ꎬ如图 ４ 所示ꎮ 图 ４ 电气列车转弯模拟示意 由图 ４ 可以看出ꎬ当理论转弯半径达到 １８. ５ ｍ 时ꎬ框架内的制动车不会与框架干涉最大框架尺 寸 ４. ２ ｍ １. ３ ｍꎮ 但目前矿矿巷道现场实际的转 弯半径远不能满足此种转弯方式巷道宽为 ５ ｍꎬ 因此ꎬ该方案不予考虑ꎮ 方案二拆除行进架体转弯ꎮ 该方案的前提是 转弯处为平巷道或者极小坡度ꎬ因为设备列车行走 时需要一到两组行进装置被甩掉ꎬ此时制动车不起 作用ꎬ不能为列车提供前进动力和制动力ꎮ 经过校 核ꎬ此时设备列车行走所需的动力和制动力都不大 于剩余两组行进装置提供的动力ꎮ 当第一组行进装置到达转弯处时ꎬ拆除行进框 架和行进油缸ꎮ 用拉杆将拆除的框架内的两组制动 装置与前后的设备连接起来ꎬ并拆除此四个制动车 的一个拉板销轴ꎬ使制动车处于无制动状态ꎬ依靠后 面三组行进装置的动力推动前面设备行走注意 列车最前部加阻车器ꎬ防止意外溜车ꎮ 当第二组行进装置到达转弯处时ꎬ同第一组同 样操作ꎬ依靠后面两组行进装置的动力推动前面设 备行走ꎮ 当第三组行进装置到达转弯处时ꎬ先将前 面两组行进装置恢复并安装好制动车拉板销轴ꎬ再 将后面的两组行进装置的行进框架和行进油缸拆 除ꎮ 用拉杆将拆除的框架内的制动装置与前后的设 备连接起来ꎬ并拆除此制动车的一个拉板销轴ꎬ使制 动车处于无制动状态ꎬ依靠前面两组行进装置的动 力拉动后面设备行走ꎬ直至设备完全转弯后再将后 面的两组行进装置恢复注意列车最后部加阻车 器ꎬ防止意外溜车ꎮ 用该方案转弯时ꎬ只需考虑设备列车最大件的 通过性即２２ ｔ 负荷中心的通过性ꎬ示意如图５ 所示ꎮ 从图 ５ 可以看出ꎬ２２ ｔ 负荷中心可以通过按最 大宽度１ ４４０ ｍｍ 模拟ꎬ如果设备宽度大于１ ４４０ ｍｍ 需在转角处刷帮ꎮ 但是出于安全和保证下转第 ４９ 页 ６３ ２０２０ 年 ８ 月 付 鹏Ｎ１３０３ 综采工作面电气列车转弯方案设计 第 ２９ 卷第 ８ 期 系统研制与应用[Ｊ]. 煤矿开采ꎬ２０１４ꎬ１９６４１ －４３. [２] 贾云胜. 矿用无轨胶轮车防跑车系统设计[Ｊ]. 山东煤 炭科技ꎬ２０１７１１１２９ －１３１. [３] 廖敏辉. 液压柔性车辆阻拦系统方案设计[Ｄ]. 西安 西安科技大学ꎬ２０１４. [４] 赵美荣ꎬ王治伟ꎬ任肖利. 矿用无轨胶轮车速度失控保 护装置[Ｊ]. 煤矿安全ꎬ２０１７ꎬ４８１１１１９ －１２１. [５] 孙占成ꎬ顾根龙. 矿用无轨胶轮车失速保护系统的应 用研究[Ｊ]. 同煤科技ꎬ２０１７３２８ －３０. [６] 郝亚星. 一种无轨胶轮车速度失控保护系统[Ｊ]. 煤矿 机电ꎬ２０１８２１４ －１５. [７] 张文轩ꎬ柴 敬. 煤矿无轨胶轮车防跑车技术研究 [Ｊ]. 煤矿机械ꎬ２０１４ꎬ３５１０７０ －７３. [８] 李红军. 无轨胶轮车辅助运输系统在缓倾斜煤层中的 应用[Ｊ]. 煤炭科技ꎬ２０１２２５５ －５６. [９] 罗文冲ꎬ曹新海ꎬ刘培正ꎬ等. 某地下矿山主斜坡道避 险车道设置的研究[Ｊ]. 现代矿业ꎬ２０１４１０１２１ － １２２. [１０] 王利欣ꎬ陈 云ꎬ贾彦楠. 无轨胶轮车巷道避险车道 设置方法研究[Ｊ]. 煤炭工程ꎬ２０１６ꎬ４８８１５ －１７. [１１] 张忠文. 缓坡副斜井避险硐室设置研究[Ｊ]. 煤炭工 程ꎬ２０１７ꎬ４９１４ －６. [１２] 侯贻栋. 京化高速公路避险车道设置应用研究[Ｊ]. 公路交通科技应用技术版ꎬ２０１２６３９０ －３９２. [责任编辑路 方] 上接第 ３６ 页设备顺利通过ꎬ建议按图 ６ 悬挂轨道 并进行刷帮ꎮ 图 ５ 设备列车转弯示意ｍｍ 图 ６ 刷帮后的设备列车转弯示意ｍｍ 经过综合考虑ꎬ方案 ２ 适合该矿现行生产条件ꎬ 仅需要在检修时间内就可以将列车转弯到预定地 点ꎮ 遂安排综采一队对 １ 号联巷拐角处进行刷帮ꎬ 同时按照图 ７ 进行轨道制作和改造ꎮ 图 ７ 弯轨轨道示意ｍｍ 因此该矿按照方案 ２ 的要求对部分原有的轨道 进行改造ꎬ按上述转弯方案准备了如下材料６ 根弯 轨、２ 根过渡轨ꎬ附属配件若干ꎮ 经过改造后的轨道 入井安装后ꎬ电气列车完成了安全顺利的行走ꎮ 目 前ꎬＮ１３０３ 综采工作面已经回采至停采线ꎬ即将进入 设备回撤阶段ꎮ ５ 结 语 通过前期的现场调研和方案设计论证ꎬ对列车 行走的两种方案进行优化设计ꎬ最终确定通过对列 车轨道进行适当改造ꎬ对列车行进过程中有可能遇 到干涉的巷道拐角进行刷帮ꎬ从而在理论上保证了 列车顺利行走的可能性ꎮ 通过对列车行进过程的现场跟班ꎬ电气设备列 车顺利完成行走ꎬ列车上的所有设备均储存在了 １ 号贯ꎬ历时 ４ 个小时ꎬ仅占用了检修时间ꎬ未影响 到正常的生产进度ꎮ 由此ꎬ联想到综采工作面今后 的设计和设备配套之初ꎬ应该首先考虑到在即将回 采至停采线时ꎬ是否需要将电气设备列车提前撤出 巷道保证回采进度ꎮ [责任编辑路 方] ９４ ２０２０ 年 ８ 月 牛宝玉无轨胶轮车失速保护安全设施的研究现状与设置 第 ２９ 卷第 ８ 期
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