掘进工作面单轨吊运输系统的改进与应用
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[摘 要] 某矿原采用的单轨吊设备在延伸时需人工将后边的轨道梁拆除，人工抬至前端延伸地点后再重新对接安装，没有彻底把人力省下来，针对这一问题，根据现场情况及单轨吊本身结构对其进行改进，将原单轨吊横梁加高，将原单轨吊的单一矩形单排滑轮改进成梯形双排滑轮通过单轨吊电机自身提供动力，促使轨道梁自身向前移动。经过在12208工作面下巷掘进过程的使用效果可知：使用自移式单轨吊运输材料，可以大大降低工人的劳动强度，提高了职工工作的安全系数，值得在其他矿井进行推广应用。
[关键词]单轨吊；自移式；输送；掘进
中图分类号：TH211+.5 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）33-0338-01
1 概述
某矿年设计生产能力300万吨，主采二1煤层，煤层厚度为3～18m。由于所采的二1煤层偏软，且赋存条件较差，受其影响，如果采用锚杆支护，由于锚固剂与锚杆孔壁的粘结力较低，巷道支护变形快，支护效果不理想。所以，该矿井下煤层巷道一直采取架36U型钢可缩性支架支护，支架棚距为800mm。但由于在煤巷掘进过程中，36U型钢每米重35.87公斤，且U型钢支架及材料需从后边料场运至迎头，人工运送的劳动强度大且存在安全隐患（在巷道起伏段尤为明显），效率较低，所以，为提高煤巷掘进时，运送支架及其他材料效率，提高掘进速度，在井下煤巷掘进面引进DDD8J型单轨吊设备解决物料运送困难的问题。
2 原单轨吊使用的优缺点分析
DDD8J型单轨吊采用遥控的控制方式，最大行走速度为20m/min，最大起吊的重量为5吨，爬坡能力为18°，其结构比较紧凑，故障率较低，且操控系统简单，使用单轨吊后，在提高运输量的同时，很好的解决了以往采用人力抬运或小车拉运设备的运送时劳动强度大问题。且由于该设备采用无轨的运输方式，不需要铺设轨道，完全避免运输过程中翻车及掉道的事故的发生，为运输作业提供了安全保证。
虽然，该设备提高了人力运输支护材料的效率，但由于单轨吊设备在延伸时需人工将后边的轨道梁一节一节地拆除，人工抬至前端延伸地点后再重新对接安装，没有彻底把人力省下来。根据这一问题，经过对现场情况调查及对单轨吊设备进行改进，在原设备技术上研制出自移式单轨吊，彻底解决人工掐、接前移轨道梁的难题。
3 自移式单轨吊的改进的关键技术分析
自移式单轨吊将原单轨吊横梁加高，将原单轨吊的单一矩形单排滑轮改进成梯形双排滑轮。利用相对运动原理，通过单轨吊电机自身提供动力，促使轨道梁自身向前移动，完成了单轨吊的延伸工作。
自移式单轨吊结构简单，容易操作，主要配件为梯形双排滑轮，由液轮、液轮架、组装件、螺杆、开口销等组成（如图1所示）。液轮架采用厚20mm的钢板焊接，高200mm，宽148mm，下边双排4个液轮，轴距200mm，上边双排8个液轮，轴距58mm，液轮里边均为带密封圈深沟球轴承。现场使用过程中，通过固定在U型钢支架联锁梁上的梯形双排滑轮承重，前移时仅需摘挂滑轮即可，大大节省了劳动力，提高了运料效率。
当准备延伸单轨吊时，首先检查作业环境是否安全及单轨吊各部件是否完好，检查完毕，将主机固定后，方可由2人配合将前端头闭锁销摘掉，防止轨道梁滑脱。将所需的梯形滑轮挂好，滑轮间距为1.5m左右，然后将单轨吊电机固定，操作遥控器启动电机，利用自身动力将轨道梁延伸致所需位置，再插上闭锁销，即可正常使用。
4 应用分析
12208工作面位于11采区西翼，北侧为12210工作面，南侧为12206工作面，其中12208工作下巷通过回风联络巷与11采区回风上山联通，通过工作面下车场与11采区轨道上山联通，通过溜煤眼与11采区皮带上山联通。12208工作面下巷设计长度为1645m，净断面为16m2，在工作面掘进过程中，采用自移式单轨吊运输36U型钢及其他设备后，与使用改进前的单轨吊对比可知：由于原单轨吊横梁太重，延伸单轨吊时，必须6-7个人才能来回将轨道梁拆掉后抬运至延伸地点，再人工抬至巷顶安装上去，3个小时延伸10m。使用自移式单轨吊后完成这道工序只需要3个人，1小时可延伸30m，工作效率提高约18倍，每天节省约6个劳动力，每个工人每月按5000元计算，这样一年就可以节省36万元。
5 结论
（1）原来作业人员必须来回高空拆梁、装梁作业，存在安全隐患。使用自移式单轨吊后人员只需摘掉滑轮即可，大大消除了安全隐患，提高了职工的安全系数。
（2）原来老式单轨吊全靠人工来回高空作业，再人工抬运至延伸地点。使用自移式单轨吊后，只需3人操作短时间内即可完成，并且不用人工来回抬运轨道梁，降低了工人的劳动强度，省时省力。
（3）自移式单轨吊能够利用自身动力移动，适用范围广，结构简单、容易操作，便于安装，具有很高的推广价值。
作者简介
许长海（1966-），河南淅川人，采煤工程师、国家注册安全工程师，2010年毕业于新疆工业高等专科学校采矿工程专业，现任新疆阜康市晋泰实业有限公司总工程师。