矿用无极绳绞车安装新工艺的探索与实践

时间：2024-05-17

王怀敏

摘要：矿用无极绳绞车（下称：无极绳绞车）以其运输效率高、安全可靠的优点在煤矿得到广泛应用。因无极绳绞车主机部分轮廓尺寸较大及与运输轨道的相对位置，传统工艺须施工安装硐室。另外，基于运输空间及布绳需要，要采用导向轮组、分绳轮组、两侧尾轮配合以实现轨道内布绳。施工安装硐室、辅助部件投入量增加，均造成施工工程量增加、安全系数降低。该文以钱家营矿某安装工作面为例，从可利用巷道现状、安装运输成本构成及运输效率提升等多方面探讨，综合确定针对性的施工工艺，提高了安全生产可控度，对未来行业内无极绳绞车安装、运输有较强的指导意义。

关键词：无极绳绞车;安装硐室;可利用巷道;轨下布绳;安全可控度

中图分类号： TD52 文献标志码：A

0 引言

开滦钱家营矿业分公司是国家“七五”重点建设项目，我国自行设计建设的一座特大型现代化矿井，自1988年12月建成投产，年设计生产能力400万t，2015年核定生产能力570万t。

随着科技的进步，为了满足现代化开采的需要，施工各阶段运输量显著增多，无极绳绞车的投入使运输压力得到较大缓解。无极绳绞车因主机部分轮廓尺寸较大，传统工艺施工需要在顺槽一侧施工安装硐室，施工安装硐室增加了辅助工程量、增大了巷道控顶面积。由于安装硐室与轨道相对位置及布绳的需要，须采用导向轮组、分绳轮组及两侧尾轮配合，开挖其基础坑、浇筑基础。增加了安装工程量，部件的增多、结构的繁复给可靠性造成了隐患，又因导向轮组、分绳轮组安装位置、检修维护的不便等因素，造成资金及人力投入加大，安全生产可控度降低。

生产中发现，与边眼与顺槽相对应侧在设计工作面时大多设计有联络川或遗留的联络川，这些联络川基本作为外围运输或通风使用。安装无极绳绞车如充分利用这些联络川作为主机部分安装硐室，不但可以减少施工硐室工程量，也可减少使用较多辅助部件、因结构繁复带来的不可靠性及其基础工程量，因联络川是完整巷道，在顶板安全可控度也得到较大提升，利用联络川作为主机部分安装硐室，在减少资金及人力的投入、安全生产可控度提升方面有较大的促进作用。

1 对象工作面概况

工作面位于井田东翼三采区5煤层，同煤层倾斜上方、倾斜下方西翼工作面已采毕。下伏7煤层西翼工作面已回采完毕。下伏9煤层某西工作面已回采完毕。下伏12-煤层某西工作面已回采完毕，除此之外，暂无其他工程，如图1所示。

2 施工工艺优选

2.1 传统工艺

传统的施工工艺，为保证运输较大轮廓尺寸物料，轨道布置在巷中，在顺槽与边眼交点位置布置转车平台。安装无极绳绞车时，选取顺槽外部条件较好的位置作为安装硐室位置，因无极绳绞车主机部分轮廓尺寸较大且与运输轨道处于平行状态，为满足安装、运输空间需要、故须将选取位置进行扩帮、扩顶，形成无极绳绞车主机部分安装硐室，然后在硐室内开挖基础坑、浇筑混凝土基础。布绳时，因无极绳绞车主机部分与运输轨道处于平行状态，为实现轨道内布绳，则须增加导向轮组、分绳轮组与之配合，主机部分、导向轮组、分绳轮组等采用在基础上打地锚的锚固方式进行安装，如图2所示。

2.2 新工艺

新施工工艺，为保证运输较大轮廓尺寸物料，轨道布置在巷中，因此转车平台无法实现无极绳绞车布绳，因此工作面掘进期间，将顺槽与边眼交点位置做出抹角，该处布置道岔，由于道岔实现轨上布绳较为困难，因此处采用轨下布绳方式。安装无极绳绞车采用顺槽对侧的联络川作为安装硐室，施工时，先将地面清理、使地面标高低于顺槽地面并满足安装高度空间要求，清理深度以主机部分出绳高度低于边眼轨道下边为准（绳不摩擦轨道），开挖主机部分基础坑并浇筑水泥基础，布绳时，主机部分出绳由边眼及少部分顺槽轨下穿过、由顺槽轨间穿出，采用托辊配合实现轨内布绳，主机部分采用在基础上打地锚的锚固方式进行安装，托辊采用普通中间托辊、卡固在轨道上[1]，如图3所示。

2.3 对比分析

2.3.1 工作量分析

传统工艺安装需施工安装硐室，开挖主机部分、导向轮组、分绳轮组、两侧尾轮基础坑及浇筑水泥基础，均增加了安装施工工程量。施工安装硐室，既破坏了原巷道支护的整体性又增大了控顶面积，给顶板支护带来一定困难。导向轮组、分绳轮组、两侧尾轮等辅助部件的增多，造成结构繁复，给可靠性造成了隐患，又因导向轮组、分绳轮组需靠近底板安装且须上覆防护盖板，出现检修维护不便的现象，造成资金及人力投入加大，安全生产可控度降低。

新工艺采用顺槽相对应侧联络川作为安装硐室，既减少了硐室施工工程量又避免了破坏原巷道整体性的现象，给顶板支护带来一定优势。由于安装硐室与顺槽处于直线状态，则可省略掉导向轮组、分绳轮组及外侧尾轮等辅助部件的投入，减少了开挖部分基础坑及浇筑水泥基础的工程量，对结构繁复出现的不可靠性有较大的提升、避免了检修维护不便的因素，减少了资金及人力的投入、提升了施工效率、安全生产可控度有较大的提升[2]。

2.3.2 效益分析

传统工艺施工安装硐室、开挖基础坑及浇筑水泥基础的辅助工程，顶板支护量增多、结构繁复带来的不可靠性、检修维护不便等，须投入的资金、人力等将大幅度提升，造成安全隐患增加。

新工藝省去了施工安装硐室及开挖部分基础坑及浇筑水泥基础的工程量、减少了顶板支护量、简化了结构、避免了检修维护不便的因素，人力投入大幅度减少，节约大量资金，安全生产更容易掌控。

3 新工艺技术实践路线

3.1 优化设计

在设计回采工作面时，要充分考虑后期施工需求，对各个环节进行优化取舍，有效利用原有联络川或调整新掘联络川与顺槽的位置、使其处于直线状态。

3.2 工作面掘进质量控制

在工作面掘进期间，要充分利用其运煤设备，将边眼与顺槽交点抹角施工到位、满足道岔安装要求，联络川煤矸清理、使底板标高低于边眼轨道、基本达到无极绳绞车安装需要。

4 结语

采用新工艺施工，减少了施工安装硐室及开挖部分基础坑及浇筑水泥基础的工程量，工时投入得到较大节省。

采用新工艺施工，保护了原有顶板的整体性，减少了顶板支护、维护量，降低了顶板隐患风险，简化了无极绳绞车结构、避免了检修维护不便的因素，进一步提升了安全生产可控度。

科学组织人员配置及规范人员操作是确保安全高效生产的关键，也是提升安全生产可控度的关键前提。必须加强施工人员安全技术措施交底工作管理。