煤炭是我國的主要能源,在能源結(jié)構(gòu)中約占70%的比重。運(yùn)輸是煤炭生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),分為主運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸兩部分。主運(yùn)輸指煤炭運(yùn)輸。輔助運(yùn)輸泛指煤礦生產(chǎn)中除煤炭運(yùn)輸之外的各種運(yùn)輸之總和,是整個(gè)煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。
經(jīng)過多年的努力,目前我國煤礦的開采技術(shù)有了長足的進(jìn)步,采掘機(jī)械化程度有了很大的提高,無論在礦井總產(chǎn)量和工作面單產(chǎn)方面,都已接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平。我國的許多煤礦企業(yè)回采效率與英國、德國高產(chǎn)綜采工作面基本相當(dāng),但如果加上從事輔助運(yùn)輸?shù)娜藛T,就看出差距了。我國掘進(jìn)隊(duì)中一般有30%~50%的人員從事輔助運(yùn)輸,比國外高出1~2倍,而且仍然不能保證正常工作。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國煤礦輔助運(yùn)輸人員約占井下職工總數(shù)的1/3以上,有些礦甚至達(dá)到50%,與國外先進(jìn)采煤國家相比差距很大。綜采工作面搬家,國外一般僅需1~2周即可完成,用工200~500個(gè),而我國煤礦傳統(tǒng)方式需要25~45天,用工5000個(gè)以上。綜采礦井每采百萬噸煤輔助運(yùn)輸用工為800~1200人班,是先進(jìn)國家的7~10倍。近年來,我國除了少數(shù)幾個(gè)煤礦采用了一些新型高效的輔助運(yùn)輸設(shè)備以外,大多數(shù)煤礦的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)仍然是小絞車、小蓄電池機(jī)車等多段分散落后的傳統(tǒng)方式,嚴(yán)重影響了礦井全員效率的提高和煤礦的安全生產(chǎn)。
各國實(shí)現(xiàn)煤礦輔助運(yùn)輸機(jī)械化的道路不盡相同,甚至在同一個(gè)國家的不同礦區(qū),差別也很大。德國魯爾礦區(qū)以單軌吊為主,占95%,卡軌車僅占5%;薩爾區(qū)則相反,卡軌車占95%,單軌吊占5%;捷克則全部采用單軌吊。我國幅員遼闊,煤礦很多,煤層地質(zhì)條件不一,井型各異,機(jī)械化程度也不盡相同。因此,輔助運(yùn)輸形式不能單一,要多樣化。我們要根據(jù)我國的具體國情,研制和采用最適合的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)和設(shè)備。
現(xiàn)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合我國煤礦實(shí)際情況,對(duì)目前國內(nèi)外常用的幾種主要輔助運(yùn)輸設(shè)備分析如下:
單軌吊車按牽引動(dòng)力分有柴油機(jī)、蓄電池和繩牽引單軌吊車。使用最多的是柴油機(jī)單軌吊車,其特點(diǎn)是:體積小,機(jī)動(dòng)靈活,通過巷道斷面小,轉(zhuǎn)彎半徑小。一臺(tái)機(jī)車可以在多個(gè)工作面進(jìn)行作業(yè),其懸吊軌道延伸比較容易,可在多岔道長距離范圍內(nèi)運(yùn)輸,可實(shí)現(xiàn)從井底車場甚至從地面(平峒或斜井開拓時(shí))至采區(qū)工作面的不經(jīng)轉(zhuǎn)載的直達(dá)運(yùn)輸。由于是吊掛式運(yùn)輸,與巷道底板狀況無關(guān),巷道空間可以得到充分利用,除日常的運(yùn)人、運(yùn)料和運(yùn)設(shè)備以外,還可批完成液壓支架的運(yùn)輸。
卡軌車卡軌車包括繩牽引、柴油機(jī)和蓄電池卡軌車,其特點(diǎn)是整機(jī)重量落在巷道底板的雙軌上,與巷道支護(hù)條件無關(guān)。由于它具有防掉道的卡軌輪和可靠的制動(dòng)系統(tǒng),所以能以較高的速度安全地在軌道上運(yùn)行,但對(duì)巷道底板有一定要求,底鼓明顯、積水較多的巷道不宜使用。
齒軌車、膠套輪機(jī)車和蓄電池機(jī)車電機(jī)車是煤礦井下運(yùn)輸廣泛使用的一種機(jī)車,它靠鋼輪與軌道的黏著力驅(qū)動(dòng)。由于受軌道狀況和制動(dòng)的限制,一般只能在坡度3‰~5‰的平巷中運(yùn)行,最大不超過30‰(1.7°),基本上沒有爬坡能力,不能進(jìn)入采區(qū)。近年來,為了提高電機(jī)車的爬坡能力,在英國研制了兩種新型機(jī)車系統(tǒng)——齒軌機(jī)車和膠套輪機(jī)車。
無軌膠輪車這是一種用于井下的在巷道底板上運(yùn)行的膠輪運(yùn)輸車,由牽引車和承載車組成,前部為牽引車,后部為承載車,前后車鉸接,主要以柴油機(jī)或蓄電池為動(dòng)力,也有少數(shù)拖電纜的膠輪車(梭車)。按其用途可分運(yùn)輸類車輛與鏟運(yùn)類車輛。運(yùn)輸類車輛包括運(yùn)人車、運(yùn)貨車和客貨兩用車,主要用于長距離的人員、材料和中小型設(shè)備的運(yùn)輸。
無極繩連續(xù)牽引車這是我國科技工作者首創(chuàng)的一種新型高效的煤礦輔助運(yùn)輸設(shè)備。它吸取了繩牽引卡軌車和無極繩絞車的優(yōu)點(diǎn),特別適合我國煤礦的生產(chǎn)特點(diǎn)。它主要由無極繩絞車、張緊裝置、梭車、尾輪、壓繩輪、托繩輪和人車等組成,可直接利用井下現(xiàn)有的軌道系統(tǒng),不需對(duì)軌道及巷道進(jìn)行改造。
復(fù)式能源電機(jī)車這是一種架線、蓄電池兩用機(jī)車,這種機(jī)車在有架空線巷道運(yùn)行區(qū)段,將集電弓升起,從架線獲取電能,同時(shí)向車載蓄電池充電以備用。當(dāng)機(jī)車在無架空線區(qū)段運(yùn)行時(shí),將集電弓降下,自動(dòng)轉(zhuǎn)換成由蓄電池供電,免除了到井下充電峒室充電的環(huán)節(jié),因而節(jié)省了充電設(shè)備和充電時(shí)間,也省去了更換蓄電池電源箱的繁重體力勞動(dòng)。
總之,簡化優(yōu)化井下輔助運(yùn)輸系統(tǒng),可節(jié)省大量的輔助運(yùn)輸人員,對(duì)提高煤礦的全員效率,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高安全生產(chǎn)程度等具有重要作用。