矿山机械设备

无轨辅助运输技术在我国煤矿的应用及发展趋


北京雀斑医院哪些好 https://m-mip.39.net/baidianfeng/mipso_8714638.html

导读

对煤矿无轨辅助运输和有轨辅助运输两种运输方案进行了比较分析,介绍了无轨辅助运输的特点及发展历程,结合它们在煤矿的实际应用,论述了我国煤矿无轨辅助运输技术的发展趋势。

煤矿运输根据运输任务可分为主运输和辅助运输两大部分。辅助运输是指除运输煤炭以外的所有运输,主要包括综采工作面设备的搬家倒面,小型机电设备、矸石等各种耗材及井下人员的运输,是煤矿生产中除煤炭这一主运输之外的所有其他运输环节的统称,是井下运输系统的重要组成部分。

1煤矿辅助运输技术方案比较

辅助运输系统的构成和设备的选用,依据地质条件、开采方式和采掘机械化程度的不同,分为轨道运输和无轨运输两大类型。轨道运输受巷道坡度、运输设备等多方面的限制,很难实现直达运输,一般从地面或井底车场至采区工作面端头需经过一次或多次转载换轨,存在运输环节繁杂、日常维护量大、配件价格昂贵、占用人员多及生产效率低等弊端。

随着煤炭开采技术的不断发展,煤矿的轨道辅助运输已不能完全适应高产高效煤矿的要求。目前,我国大部分煤矿仍然采用多段分散的轨道辅助运输方式,主要运输设备是无极绳小绞车和蓄电池机车等,只有极少部分大型现代化矿井开始引入成套无轨辅助运输系统这一新型运输方式。有关数据显示,我国煤矿从事辅助运输的工作人员超过井下职工总数的1/3以上,有些煤矿甚至达到一半以上,这一数据充分显示出我国与国外先进产煤国家的巨大差距。我国综采矿井辅助运输用工与采煤吨位之间的关系高达~人班/Mt,是先进国家的7~10倍;工伤事故方面,与矿井辅助运输相关的事故已经占到了井下工伤事故总和的1/3,成为制约我国煤炭生产发展的薄弱环节。

而无轨辅助运输设备的研制、生产和使用,大大改善了制约发展安全、高效、快捷现代化矿井的瓶颈问题,为煤矿井下辅助运输开辟了一条新路。由于无轨辅助运输主要用于煤矿井下运送人员和设备等,以及巷道工程和采煤工作面的搬家等运输作业,依托其灵活、机动、快速、安全和高效的优势,可以解决目前普遍存在的辅助运输能力对煤矿大幅度增产的制约问题,实现减人增效,彻底改变了传统矿井形象。同时,无轨辅助运输在价格方面也具有明显的优势,其使用维护费用低,与其他运输方式相比,在吨煤成本中所占的比例是其他辅助运输方式的1/5。无轨辅助运输与轨道辅助运输技术方案比较如表1所列。

因此,根据煤矿的实际生产条件和辅助运输技术的性能特点,配套适合的辅助运输设备,合理应用无轨辅助运输系统已经成为提高煤矿生产效率的重要手段,直接关系到煤矿的高产高效及安全生产,是煤矿辅助运输的发展方向。无轨辅助运输设备的发展不仅具有深远的历史意义,同时也具有不可或缺的现实价值和广阔的市场发展前景。

2国内外煤矿无轨辅助运输的发展历程

20世纪50年代初,北美的金矿开始使用无轨胶轮车,世界上一些主要采煤国家,如美国、澳大利亚、南非、英国和德国等,开始着手解决煤矿井下辅助运输机械化问题。到20世纪70—80年代,各国相继建立了具有自己特色的煤矿辅助运输系统及装备,开始向产品系列化迈进,并能够全范围解决煤矿辅助运输应用问题,由此,采掘机械化——辅助运输及工作面搬家掀开了新的一页。目前,世界上许多先进采煤国家都大量生产和使用无轨胶轮车,并获得了极佳的经济效益。

就国内来说,煤矿辅助运输技术的研究起步较晚,20世纪70年代后期开始轨道系统的研制工作。年我国开始从国外引进无轨辅助运输设备,年开始无轨运输技术的研究。随着我国各个大型现代化矿区的机械化进程的推进,煤矿井下新型无轨辅助运输技术开始成为我国的一项新兴技术,并走上了产业化之路,已成为当前煤矿井下辅助运输中最先进的运输方式之一。

近几年来,神华集团、宁煤集团、同煤集团、中煤平朔集团、霍州煤电集团、阳煤集团、晋煤集团等矿井都采用无轨辅助运输装备。同时,许多传统煤矿也在积极探索无轨胶轮车在井下的使用。据不完全统计,使用无轨辅助运输的矿井占全国矿井总数的比例不到1%,其产量超过全国总产量的25%,无轨辅助运输对高产高效现代化矿井的生产和建设的重要性越来越显现出来。根据多年来的实际生产数据总结,无轨辅助运输设备在我国矿井的使用情况如表2所列。

表1无轨辅助运输与轨道辅助运输的比较

表2无轨辅助运输设备在我国矿井的使用情况

3无轨辅助运输技术在煤矿的典型应用

济三煤矿是兖州煤业股份有限公司所属的特大型现代化矿井,位于山东省济宁市境内,是目前全国立井开拓生产能力最大、装备最先进的矿井,也是我国第一家立井开拓采用无轨胶轮车作为辅助运输方式的矿井,年生产能力万t。该矿井下大巷贯穿整个井田,坡度0°~10°,沿煤层倾斜方向布置。大巷沿南北两侧直接布置条带式回采工作面。设计时,除井底车场以及个别运输巷道的部分路段保留轨道运输(轨距为mm)外,其他运输巷道全部实行无轨化。无轨运输大巷坡度≤7°,主巷道全部采用C30水泥硬化处理,铺底厚度~mm,无轨辅助运输配置方案如表3所列。

济三煤矿辅助运输的主要特点有:

(1)以无轨为主,有轨和无轨相结合;

(2)优化设计矿井辅助运输系统,升级巷道布置,为适应无轨辅助运输车辆的运行创造条件;

(3)首创我国立井条件下由地面到井下工作地点的直达运输,小于3t物料可直达运输,载重3t以下车辆可直接进出罐笼;

表3济三煤矿无轨辅助运输配置方案

(4)实现了大型综采设备从井底车场到工作面的直达运输,完成了大型物料设备换装技术的研究。

0年,济三煤矿在10d时间内将北二采区工作面的全部设备(包括采煤机、前后刮板机、液压支架、转载机、破碎机、移动变电站及泵站等),通过副井经井底车场换装,由无轨胶轮车运到单程约2km的工作面并安装好,创造了我国竖井综采设备安装最快记录。

4无轨辅助运输技术的发展趋势

(1)全盘规划,实现辅助运输形式多样化矿井条件各异,导致辅助运输形式多样化,简单的一种或几种无轨辅助运输设备的叠加无法满足煤矿运输系统的要求,必须通盘考虑,全面规划,分步骤、有计划地实施。但应当注意,重点工作是实现采区辅助运输设备的配套性以及专业性,充分发挥不同设备的特长。完整的辅助运输系统既有综采综掘设备的运输服务,又有日常人员、耗材的运送(如材料、混凝土和矸石),同时还有工作面车辆搬家,以适应不同矿井的不同要求。

(2)积极推广安全、节能和环保的产品设计理念随着我国工业化进程的加快,对能源、资源的需求更加迫切,走一条又好又快的可持续发展道路,安全、绿色与节能是无轨辅助运输技术重要的发展趋势。在产品设计规划阶段,就必须强调从我国的国情出发,把握整体规划、合理布局的原则,实现整机和谐,使无轨辅助运输设备在全寿命周期内最大限度地节约资源,以最低的污染实现价值最大化,从而为煤矿提供健康、适用和高效的无轨辅助运输设备,实现设备与矿井以及自然环境的良好循环,达到经济、环境和社会效益的和谐统一。

(3)与时俱进,紧跟国际发展趋势,努力提高无轨辅助运输自动化、智能化、信息化和集成化水平由于防爆胶轮车长期运行在煤矿井下,工作环境恶劣,道路场地、照明受限,并带有瓦斯和煤尘,路面质量和空气质量较差,维修条件不利,巷道断面受约束,弯道和坡道较多,无轨胶轮车必须具有更高的机动灵活性。从元部件的选型开始,贯彻科学选型、合理匹配的技术理念,充分保证技术先进性和安全可靠性,让国内外先进的设计理念和技术为我所用。

(4)把握核心技术,加大力度推进防爆新技术的研究防爆新技术既包括作为辅助运输设备心脏的防爆柴油机技术,还包括电气防爆技术和自动监控技术。推进防爆新技术的研究,不仅体现了我国煤矿辅助运输技术的发展趋势,同时也需紧跟国外防爆先进技术的发展步伐,着力加强对以下技术的研究力度:①开发30~kW全系列矿用防爆柴油机,以适应各种设备的不同需求;②加大防爆柴油机基础技术研究,积极把涡轮增压技术引入矿用柴油机,提高防爆柴油机功率,降低尾气排放指标;③在防爆柴油机中引入电控技术,充分发挥电控技术可使柴油机燃油充分燃烧这一优势,提升整机动力性能,扩大使用范围;④推进电气防爆技术和自动监控技术的研究,使其精准、响应快、集成程度高的优点为无轨辅助运输事业所服务。

(5)提高核心竞争力,重视基础性技术的研究无轨辅助运输技术性能的提高是建立在基础技术不断创新的基础之上的,加强基础性技术研究是提高无轨辅助运输技术水平的必经之路。加强包括动力装置匹配技术、高可靠性制动技术、安全监控和远程故障诊断技术等关键技术的研究力度,为无轨辅助运输技术的进一步推广使用奠定坚实的基础。

(6)无轨辅助运输呈现产品多样性、市场多元化的特点煤矿的地质条件复杂多变,开采类型和开拓方式各异,致使出现各种类型防爆车辆并存的局面。一方面无轨辅助运输技术向重量级、大吨位方向迈进;另一方面,随着薄煤层煤矿运输技术的发展,低矮型薄煤层运输车辆也应势而生;同时为满足立井煤矿引入无轨辅助运输设备的需求,开发外型尺寸小、结构紧凑、能够直接进出罐笼的防爆车辆也是形势所需。

(7)大力发展清洁车辆,研发以防爆蓄电池为动力的新型电动胶轮车以蓄电池为动力的新型电动胶轮车,代表了无轨辅助运输安全、健康发展的需求和方向,其与现在车辆最大的不同是,取消了柴油发动机系统,车辆结构由复杂趋于简单,设备复杂程度的降低随之带来故障率的降低。除此之外,相对内燃发动机,蓄电池车辆在安全性、降低污染方面也具有明显优势。

(8)基于人机工程学的设计理念,重视实现操作与控制系统的人性化设计无轨辅助运输车辆在设计与开发的过程中,应注重以人为本的设计理念。相比以满足功能为主的传统设计方法,采用人机工程学原理和技术进行设计,改善煤矿机械的外观形象,重视人性化操作设计,积极为司乘人员创造安全舒适的工作环境。

5结语

无轨辅助运输技术代表了我国煤矿高产高效矿井辅助运输技术的发展方向,这一新型辅助运输方式的使用已经显示出其运输快捷、灵活、安全和高效的特点。在发展趋势上,无轨辅助运输技术一方面需要利用科技创新巩固现有产品,完善无轨辅助运输体系建设;另一方面,需紧跟国际先进采掘技术的步伐,朝着多机型、多功能和低污染方向健康发展。

引文格式:

[1]梁玉芳,赵海兴.无轨辅助运输技术在我国煤矿的应用及发展趋势分析.[J].矿山机械,,41(1):8-11.

精彩内容,欢迎点击

重磅,页机械传动知识培训PPT,绝对干货!各种泵的工作原理动图,拿走不谢!钢的基本计算公式(超全)煤矿井下轨道铺设标准1个视频手把手教你安装球磨机!直观、明了!预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇


转载请注明:http://www.kuangshanjixiea.com/sbfz/16515.html


当前时间: