極軟巖礦井簡易無極繩運料梭車裝置研制與應用

◎張永生 郭洪峰 王寶權 吳妍宇

一、研制背景

鐵煤集團小康煤礦為高應力、強膨脹的極軟巖礦井，屬國內外罕見。煤層節理、層理發育，煤巖體易風化離層，膨脹破碎，呈片狀粉碎崩解。S2S1 工作面回順受采動壓和掘進期間冒頂衍射區影響，巷道斷面收斂速度極快，底鼓迅猛，棚子變形嚴重?；夭赡┢?，回順局部地段人員通行困難，現有的斷面已經滿足不了正常運輸進料的要求。此時再安排翻修已經不及時，而且會嚴重影響工作面回撤工作，后續工作面防滅火壓力非常大。工作面初期劈幫時，因為受回順斷面的限制，所用的物料都靠人工往里拖拽，工人體力消耗大，無法滿足劈幫大量用料的需求，限制的劈幫工作的速度，也無法保證安全快速回撤。

為改變這一被動生產局面，根據井下現場實際條件，利用我礦現地面現有的機電設備和材料，研制并應用將五噸電葫蘆做為驅動裝置，制造了簡易無極繩運料梭車裝置，同時用角鐵焊制成可以快速接設的0.6m 的簡易軌道，制作體積輕便、高度較低的運料小車，焊制了尾輪組合裝置，最終實現了極軟巖礦井狹小巷道條件下運料工作的機械化，減少了現場作業人數，降低了工人體力消耗，加快了劈幫進度。

二、簡易無極繩梭車裝置組成結構及特點

該簡易無極繩運料梭車裝置由驅動裝置、運行梭車、簡易角鐵焊制的0.6m 軌道、牽引鋼絲繩和固定導向尾輪組合而成。首先用五噸電葫蘆做為驅動裝置，將φ15.5mm的牽引鋼絲繩在驅動滾筒上纏繞三圈，一端利用標準貓爪螺絲與運行梭車連接，另外一端穿過已經固定好的尾輪再與運行梭車連接，使用起重機拉緊牽引鋼絲繩，給牽引鋼絲繩一定張力，滿足驅動滾筒所需的摩擦力，確保滾筒運轉時，鋼絲繩不至于出現打滑現象。梭車在用角鐵焊制成的0.6m 的簡易軌道上運行，該軌道可以快速接設，中間焊有托繩輪支架，可有效杜絕牽引鋼絲繩磨刮底板現象，而且該軌道還可以滿足一定坡度巷道的使用，運行的梭車體積輕便，高度較低，寬度較窄，現有的巷道斷面能有滿足了梭車順利運行。

附圖一：簡易無極繩運料梭車裝置示意圖。

三、簡易無極繩梭車裝置安裝使用方法

首先確定好機頭和機尾的位置，確保裝卸物料作業空間足夠，最大限度減少人工運料距離，本次安設長度為180m。其次將機頭驅動裝置和機尾調向裝置用錨桿固定在底板上，并且打好四根單體支柱，做好戧、壓二次保護，確保機頭機尾固定安全有效。然后在機頭機尾之間鋪設可以快速插接的簡易軌道，把體積輕便的運行梭車放置在簡易角鐵焊制的軌道上，使用φ15.5mm 的鋼絲繩纏繞機頭驅動滾筒三圈后通過機尾尾輪與運行梭車連接起來，用起重機將鋼絲繩拉緊，達到一定預緊力，并用三道貓爪螺絲將鋼絲繩鎖緊，閉環梭車牽引運行系統。使用時，作業人員將劈幫所用的物料裝到運行梭車上，啟動驅動絞車，將運料梭車拉倒機尾指定地點，作業人員將梭車內的物料卸下后，再將梭車拉回到機頭裝料位置，如此反復，即可實現劈幫用料的機械化運輸工作，可以極大減輕作業人員勞動強度，而且保證了運料工作的安全。

四、簡易無極繩梭車裝置應用效果

該簡易無極繩梭車裝置被應用在極軟巖小康煤礦S2S1 工作面回順當中。當時工作面尾采和劈幫時，回順斷面嚴重不足，巷道通風、行人極度不暢，正常礦車已經因為到處刮卡無法運輸。劈幫前期的運料工作只能通過人員往里拖運，不僅效率低，而且作業人員體力消耗大，需要較多作業人員，致使劈幫進度較慢。針對井下工作現場實際情況，將現有的五噸電葫蘆研制、改造成簡易無極繩運料梭車裝置，并且成功應用后，實現了極軟巖礦井狹小巷道內運料工作的機械化，減少了現場作業人員，降低了工人體力消耗，也加快劈幫進度，縮短六天的劈幫工期，而且確保了工作面能夠按期回撤。

五、經濟效益

綜上所述，通過研制、應用簡易無極繩梭車裝置，實現了極軟巖礦井狹窄巷道條件下的運料工作的機械化，減少了現場作業人數，降低了工人體力消耗，也加快劈幫進度，縮短六天的劈幫工期，實現科技創新。

1.直接效益：該工作面劈幫工作由四家單位共同負責，每個小班都得最少出勤70 人以上，以縮短了六天工期來計算，按每工人均工資262 元計算，則直接減少人工費為：70*3*6*262=33.01 萬元。

2.安全效益：通過研制應用簡易無極繩梭車裝置，實現了極軟巖礦井狹窄巷道條件下的運料工作的機械化，加快了劈幫作業，為工作面安全快速回撤奠下了堅實的基礎，減少了相關各類作業人員的人工運料的隱患，提高了安全工作系數，為同樣是極軟巖礦井狹小巷道機械化運輸工作提供了可借鑒的數據和經驗，這諸多方面所帶來社會效益和好處是難以估量的！

圖一 簡易無極繩運料梭車裝置示意圖