刘大鹏

（潞安化工集团余吾煤业公司，山西 长治 046100）

目前，对于矿井下综采工作面的运输来说，采用的都是小绞车和无极绳绞车。但在采用小绞车进行运输时，运行的距离较短，需要用到的绞车也很多，同时还需要大量的操作人员，在运输过程中也会产生很多不明因素。而无极绳绞车就可以很好地实现连续运输，但运输能力也存在局限性，这也降低了煤矿运输的工作效率。在无极绳绞车的运行过程中，无极绳绞车钢丝绳张紧力较大时，特别是在地质条件变化较大时，车辆容易掉道，对巷道坡度要求较平缓；当轨道坡度变化较大时，钢丝绳容易弹出压绳轮，引发安全事故；无极绳绞车牵引力相对较小，一次性运输物料少。因此，煤矿行业的开采深度越深，采掘机械化程度也会越来越高，但在实际运输过程中，矿井生产条件很差，操作人员严重缺乏安全意识，煤炭企业还需要不断加强操作人员的技能培训，并引进一些安全性能较好的运输设备，从而有效促进运输效率。

1 单轨吊辅助运输系统概况

单轨吊机车是由吊梁、牵引设备以及安全保障机车三部分组成。其中，发动机设备是整个单柜机吊车的中心主体部分，可以为机车的发展提供源源不断的能量，起到一定的驱动作用。对于这三部分组成来说，都安装在机车的承载装置中，但是需要油箱和冷却体系来进行工作，这样才可以保障机车的正常运输。在机车运输过程中，还需要对吊装机车进行选择，并且操作人员还需要对轨道的上坡条件进行计算，最终选取合适的吊车型号，有效提高运输效率。比如DZ18003+3型单轨吊车，它就很符合荷载在Q=31 000 kg中，并且功率也可以维持在80 kW中。除此之外，还需要对吊车运输支架的起吊梁进行选择，并且这种起吊梁也符合运输设备的操作标准。吊梁参数具体规格如表1。

表1 吊梁参数具体规格表

对于单轨吊机车中的安全保障机动车来说，它可以有效降低运输安全事故的发展，并且这种装置都会安装在操作人员的下方，当发生一定的安全事故时，便于操作人员及时进行处理，并保持机车的正常运输。但在实际运输过程中，安全保障机动车会随着物料的变化而变化。具体操作如图1所示：

图1 安全保障制动车

2 我国煤矿辅助运输现状

目前，煤矿辅助运输主要指综采设备、工作人员和材料的运输。我国主要的物料运输方式有无轨和有轨两种。我国相比于一些发达国家而言，在煤矿运输行业中发展是比较落后的，而且在用小绞车和小蓄电池机车运输中，也需要浪费大量的人力资源，很多中小煤矿企业中都存在这些问题。在煤矿辅助运输过程中，事故发生的概率占整个运输的三分之一，这也是煤矿行业中第二大重型事故，同时也给煤矿生产效率带来了很大影响。近几年，在我国社会经济发展迅速的情况下，煤矿行业也得到很大发展，并且还引进了现代化技术，很多煤矿企业也都引进了机械化运输设备，这与年原煤生产量比，数据上升了很多，综采综掘和主煤流皮带运输自动化也在随着大功率设备不断进行发展，但在采掘运输过程中也存在很多问题，所以采用与煤炭高效生产相匹配的辅助运输系统，是促进我国煤炭行业发展的必要手段，也是有效解决问题的关键，从而推动煤炭行业的发展。

3 煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统特性

当下，随着社会经济的迅速发展，单轨吊机车辅助运输系统也在煤矿行业得到广泛应用，并且在地质条件较差的巷道中也应用效果良好。在单轨吊运输系统中，煤矿行业大多采用的都是柴油机，并且选择的都是过液压传动装置。在实际运输过程中，大多都是在工字形钢轨上进行工作，并且在工作过程中用的都是锚杆和锚索。所以，这就说明单轨吊机车辅助运输系统在作业时，受巷道地质条件的影响较小，并且还可以在坡度较大的巷道中取得良好的应用效果。从目前单轨吊机车运输系统的整体情况看，坡度最大可达30°。与此同时，单轨吊机车辅助运输系统多数使用的都是独立驱动轮，避免在作业时发生打滑等问题，就可以有效解决这种问题，从而有效提高运行效率。当机车进行紧急制动时，对于主动紧急制动，是针对机车发生紧急情况时，有效保障机车的正常工作。单轨吊机车辅助运输系统在使用时，可以实现多个方向上的运输工作，同时还可以对换装环节进行有效压缩，从而有效提高机车运输效率。在对工作面进行转换时，整体的工作效果也有所提升，并且还可以压缩工作转换时间，相比传统运输方式，在时间上节约了50%。

4 单轨吊机车辅助运输网络系统

对于综采区大轨道来说，它是煤炭开采系统内部轨道网络体系的中心，其内部结构还有单轨吊道岔和很多综采综掘区等，该网络系统中的机车，都可以实现自由性，并且在实际运输过程中，只要不超过规定范围，都可以自由对角度和轨道进行转换。但对于轨道内部的吊挂设备来说，主要由锚杆和多种螺栓等构件组成，其中还有具体规格的圆环链对其产生作用。在使用单轨吊锚杆过程中，相关的固力必须保持在规定范围内，这样才可以有效确保机车的正常运行。

5 煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统组成及应用要点

5.1 机车部分应用要点

机车在实际运输中主要采用的是柴油发动机，但目前很多煤矿行业采用的都是利波海尔四缸四冲程直喷式发动机，这种类型的发动机结构非常牢固，并且耗能也很低，操作起来也比较方便。所以，在机车辅助运输过程中，就可以有效提高辅助运输系统运行效率。机车液压系统还包含传统和启动两大系统：第一，启动系统，它的主要动力源泉是来自蓄能器，从而有效实现机车的运输，该系统还可以通过液压表，有效控制机车的蓄能压力，并同时显示屏中的数据，通过气动阀门对机车进行控制；第二，在使用传统系统中，主要采用的是变量轴转动装置，并且是通过电磁比例阀门进行控制，这样就可以有效实现机车正常运行，并对系统中的油量进行实时监控，从而完成辅助运输。对于机车电控系统而言，它不仅内部结构简单，在使用中系统内部的参数也会直接呈现出来，这样一来操作人员就可以对数据中存在的故障进行维修，从而提高工作效率。在此，液压启动系统还有双蓄能器和启动马达等，对于机车内的蓄能器来说，它是通过液压表来对压力进行控制；机车内部的控制是通过启动控制阀门来完成的，同时也可以通过显示屏把数据呈现出来；启动马达的作用是对柴油机飞轮进行驱动。在此基础上，机车电控系统还有发电机和电磁阀等。而发电机的主要作用是为机车提供电源，控制箱是对运输系统进行合理控制。液压系统则是通过电磁阀门对机车进行控制，便于后期工作的维修和检查。在煤矿开采过程中，还需要把瓦斯探测器安装在机车内部，当瓦斯浓度过高时，机车就会自动启动紧急装置，当瓦斯浓度逐渐达标后，机车才会自动开始正常运行，并且在机车制动过程中，机车驱动器也会被安装上制动装置，并且内部也会安装制动闸以及弹簧等。在运输过程中，机车会受到弹簧的作用力，液压油就会直接进入到油缸中，这时制动闸就会自动开启。所以，在机车实际运行中，不仅可以前后控制机车，还可以在机车内的液压油发生泄漏时，自动复原弹簧弹力，实现机车制动效果。通常情况下，机车内部都有两个驾驶室，安装在辅助运输系统两端，并且每个驾驶室内都有照明系统，这样操作人员在驾驶室中就可以有效控制机车前进或者后退，从而保障机车一直处在正常运行中。

5.2 提升梁部分应用要点

提升梁的主要作用是对煤矿井下的情况进行合理控制。提升梁主要有两种：重型梁和轻型梁。在辅助运输系统作业时，主要是通过机车系统对液压动力进行控制。而提升梁是由梁体、提升链条等部件组成。在对阀门进行控制时，机车内的齿轮箱就会进行双向转动，而提升链条就可以对物料进行运输。当运输的物料重量过大时，就需要选择重型梁来进行运输，这时的重量大多都超过20 t，当运输的物料重量在8 t内，就需要选择轻型梁来进行运输。在机车使用过程中，无论选择的是轻型梁还是重型梁来进行物料运输，都可以为操作人员带来方便，并且运行速度也非常快。

5.3 轨道部分应用要点

在煤矿运输中，车辆轨道主要分为两种：重型轨道、轻型轨道。在轻型轨道运输中，主要运输的是普通物料，而重型轨道运输的是大型物料。而在实际煤矿运输中，不仅要考虑运输物料的重量，还需要考虑运输的周边环境好坏，这样才可以有效确保物料运输的安全性。在运输过程中，当巷道顶板是岩石结构，就需要用锚杆悬吊法来进行悬吊，当巷道顶板的地质很差，并且煤层松软，这时就需要选择锚索进行悬吊。对于轻型梁来说，在运输过程中采用的都是单链，而重型梁采用的是双链。在连接过程中，还分为塔扣式和法兰式连接，直轨道采用的是塔扣式连接，而一些弯轨道选择的就是法兰式连接方式。对于岔道的控制，可以分为机械道岔或者气动道岔两种。煤矿轨道运输中的道岔口还分为：右摆道岔和左摆道岔两种，而这两种道岔主要分布在井下运输车场、岔路等位置。在控制启动道岔时，不仅要使用到气缸的推动作用，还需要借助轨道和道岔啮合的方式对机车进行控制。但在实际运输过程中，机械道岔还需要借助人工作业的方法来实现制动效果。在操作方法的实际选择时，需要根据煤矿井下实际情况开展工作，有效保证使用效果和运输安全。见图2。

图2 轨道悬挂方式示意图

6 单轨吊安装措施

第一，人字梯是吊轨安装中主要的装置设备，在安装的过程中，还需要技术人员有过硬的技能；第二，保险带也是高空安装作业中必不可少的一部分；第三，多人配合抬运单轨吊跑道时，需要操作人员多注意抬举的动作，避免因操作不当而引起不必要的损害；第四，安装单轨吊梁时，还需要严格按照要求进行安装，同时还需要对两头分开进行安装；第五，在安装作业时，现场的监督人员还需要把监督工作落实到位，特别是设备的下方避免出现一些人员，从而造成一些不可挽回的事故；第六，还需要对现场施工管理工作进行检查，一定要及时排除一些可能存在的安全隐患，从而有效确保安装进度。

7 结语

总的来说，在这个发展迅速的新时代下，煤炭行业也不断得到发展，而在运输过程中应用最多的就是单轨吊辅助运输系统，它具有较强的自由性特征，并且在运输过程中还可以有效提高运输效率。目前，单轨吊辅助运输体系中还存在很多问题尚未解决，要想有效提高运输效率，还需要管理人员从多个方面把工作落实到位，同时还需要不断提升自身的管理水平，并不断加强运输周围环境的检查，避免因煤炭开采等问题，给操作人员带来伤害。