矿井轨道+无轨双运输系统设计

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摘要：对矿井设计工程中轨道+无轨双运输系统设计实例进行归纳总结，着重研究了双运输系统中的副立井提升系统设计，提炼了主要的设计要点和注意事项，为其他矿井类似的辅助运输系统设计提供了思路，具有较高的参考价值。

关键词：轨道运输；无轨运输；双运输系统；副立井；设计要点

0前言

矿井辅助运输系统的主要功能是承担矿井的人员、材料、设备、矸石等的运输任务。目前国内大中型矿井的辅助运输系统主要有2种运输方式：①轨道运输系统在各运输巷内铺设轨道，采用矿车和轨道机车完成辅助运输任务，该方式优点是运输大型设备下井方便，运输量大，缺点是运输路径受轨道限制，部分运输需要转载才能到达目的地，不够灵活；②无轨运输系统采用无轨胶轮车来完成辅助运输任务，该方式的优点是可以连续运输，机动灵活，可以将运输物品直达目的地，缺点是运输量不够大。在实际运用中，需根据各矿井实际情况进行研究论证。本文以王峰矿井辅助运输系统设计为例，并侧重于副立井提升系统设计，结合现场实际，探讨了轨道+无轨双运输系统设计的要点和注意事项。

1王峰矿井辅助运输概况

王峰矿井煤层赋存平缓，坡度一般4°～5°，煤层埋深大，采用主斜井+副立井开拓。矿井为煤与瓦斯突出矿井，井下岩巷工程量较大，回采工作面采用大功率采煤机回采，巷道为综掘机掘进，机械化程度高，工作面掘进速度快，用人、用料数量较少。根据上述特点，需要方便、灵活、快捷的辅助运输方式与之配套，以实现井下连续运输。由于矿井主要大巷均布置在岩石中，掘进矸石量大，轨道运输较合适。而矿井煤层赋存平缓，采用轨道运输进入盘区后运输较困难，环节多，用人多，效率低。因此，矿井辅助运输系统设计采用轨道+无轨运输方式，即在井底车场及大巷布置轨道，于井底车场中设置换装硐室，大件设备采用轨道平板车运到井下，经换装由无轨胶轮车运送到各使用点，大巷掘进矸石运输主要由轨道运输解决，人员、小型设备及材料则通过无轨胶轮车直接运输。王峰矿井辅助运输系统采用轨道+无轨方式，充分体现了2种运输的特点：集中及灵活。采用轨道运输大型设备下井方便，还适合掘进矸石的大运量运输，主要适用于车场及大巷；而无轨胶轮车运输特点为连续、小运量、分散、灵活，主要是为盘区服务，解决其环节多、用人多、效率低等问题。轨道+无轨双运输系统在设计时需充分考虑它们之间的衔接、任务划分及相互影响情况，采取有效的技术及运行管理措施，保证系统的顺畅、高效运行，而双系统运行的主要设计关键点就在副立井提升系统设计环节。

2双运输系统设计要点

轨道+无轨双运输系统设计时需要考虑的问题很多，尤其是副立井提升系统更需严加注意，综合考虑2个系统的特点，把握关键环节，防止出现2个系统相互干涉影响运行效果的现象。通过王峰矿井辅助运输系统的设计，尤其是副立井提升系统的设计，本文总结出如下几个轨道+无轨双运输系统的设计要点。

（1）轨道系统的轨道需采用下卧式道床设计

由于在井下主要巷道中会出现矿车和无轨胶轮车交叉运行的现象，同用一条巷道，矿车运行需要轨道的存在，而无轨胶轮车运行需要地面平整，故在设计时轨道应采用下卧式道床设计，使轨道上端面与地坪平面保持在同一个水平，这样就能同时保证矿车和无轨胶轮车的运行顺畅。下卧式道床具体布置示意图如图1所示。

（2）合理设计罐笼进、出车方向

矿车和无轨胶轮车均需要通过安装于副立井井筒内的罐笼提升来上、下井，从而完成矿井所需的辅助运输任务。矿车进、出罐笼主要通过安装于井底及井口进车侧的操车系统来实现；无轨胶轮车进、出罐笼一般是通过司机驾驶车辆行驶来实现。由于操车系统设置有销齿推车机和阻车器，根据设备工艺要求，设备安装完成后将会有一部分部件凸出于地面之上，该处将对无轨胶轮车的行驶造成障碍，在设计时需充分考虑车辆的进、出车方向，避免行车干涉事件的发生。王峰矿井副立井设计时，在矿车的进车侧方向设置操车系统，矿车的出车侧在进车侧对侧，设置溜车坡度方便矿车出车，矿车的出车侧也同时作为无轨胶轮车的进、出车侧，避免了双运输系统的行车干涉。双运输系统中副立井罐笼的进、出车方式具体布置示意图如图2所示。

（3）罐笼进、出车侧地面坡度应根据矿车需要设置

双运输系统设计时因为矿车进、出罐笼主要通过操车系统来实现，无轨胶轮车进、出罐笼一般是通过司机驾驶车辆行驶来实现，根据工艺要求，矿车进、出车需要轨道有一定的坡度，而为了系统运行的顺畅，需要罐笼进、出车侧的地坪随着轨道坡度的变化而变化，否则将在地面上形成沟、坎等障碍，不利于工人的通行及无轨胶轮车的运行。王峰矿井副立井设计时，罐笼进、出车侧的地面坡度与轨道坡度完全一致，能保证整个系统的顺畅运行。双运输系统中的王峰矿井副立井罐笼进、出车侧地面坡度具体布置数据如表1所示。

（4）罐笼内阻车器需兼顾2种车型的阻车要求

罐笼内阻车器设计时因为矿车及无轨胶轮车轮距不同而需综合考虑，需兼顾2种车型的罐内阻车要求，不得相互干涉。王峰矿井罐笼内阻车器在设计时矿车采用传统的滑块阻车器，无轨胶轮车采用智能挡车装置。智能挡车装置在非工作状态下需在罐笼内留出足够宽度及空间方便矿车进出罐笼；每组智能挡车装置设有滑轨，轮挡可实现滑移行走，在无轨胶轮车轮距、轴距不同、停靠位置不同的情况下均能实现定位阻车功能；罐笼底部配备无线信号收发器，无轨胶轮车定位只需按下手中遥控器按钮，就可以自动开闭智能挡车装置。

3双运输系统中的副立井设计注意事项

轨道+无轨双运输系统工艺较复杂，各种环节较多，在设计时设备及工艺的选择固然很重要，但控制方案和控制工艺的选择以及后期系统运行过程中的管理同样不可忽视。在控制系统设计时应加强冗余系统设计，在保证系统远程控制精度的同时，还应保证就地控制的快捷准确；做到无轨和有轨的准确切换，加强闭锁控制，严禁出现双系统同时运行的情况，保障辅助运输系统的安全可靠运行。在后期辅助运输系统运行过程中需加强监控，推进矿井智慧化；加大对运行维护人员的培训，做到专人专岗；加强管理制度建设，力保所有人员照章办事，所有设备有序运行。

4结语

本文结合矿井辅助运输系统设计工程实例，着重矿井副立井提升系统设计，总结了矿井轨道+无轨双运输系统设计的要点和注意事项，为其他矿井相似系统的设计提供了思路，具有较强的参考性。

作者：陈华颖 赵小江 单位：中煤科工集团北京华宇工程有限公司