矿山斜井有限空间三股道双码提升的改造应用

　　摘要：随着长沟峪煤矿生产水平的不断延伸、生产规模的不断扩大，矿井的生产工作面逐渐增加，给运输提升系统提出很大的挑战。为了保障矿山的安全生产正常有序进行，将主坡的单码提升改成双码提升，大大缓解了矿井的提矸、运料压力，使得矿上的安全生产得以正常有序进行，并为不断增长的煤炭生产量打下了良好的基础。 医学论文

　　关键词：矿山斜井；有限空间；三股道；双码提升；煤矿生产；煤炭开采 

　　1 概述 

　　长沟峪煤矿所产煤炭为低灰、低磷、低氮、低灰分、高发热量（27.60兆焦/千克）、高稳定性的洁净环保优质无烟煤。长沟峪煤矿的煤炭质量在京煤集团京西几大煤矿是最好的，京煤集团京西几大矿的煤炭主要用于钢铁冶炼、制碱、建材等工业，并出口日本、韩国、巴西等国家。由于长沟峪矿的煤质较好，所以长沟峪煤矿的产量将影响整个京煤集团出口煤质量的优质程度，所以保障并不断提高矿井的产量是长沟峪煤矿很重要的一项任务。随着长沟峪煤矿矿生产水平的不断延伸，生产规模的不断扩大，使矿井的生产工作面增加，给运输提升系统维护提出很大的挑战。由于生产水平增多、工作面增多，所产生的矸石和所需要运送的物料不断增加，而至今大主坡只有是两股道，单码提升，为保障斜坡运输能满足运输要求，大主坡的绞车每班都有检修人员盯岗、维护，上下把勾人员都打起百分之二百的精神，不能出现任何纰漏，如果绞车或者把勾出现任何问题，导致停止运矸、运料，对于现在的矿上都是大事故，那将影响整个生产环节的开展，不能排矸就不能进尺，不能进尺工作面等就接替不上，将直接影响矿的生产安排，并且采煤段队及设备检修的物料也不能运送，造成停产等影响。 

　　此外，经常出现井辅单位运料下井进行检修安装而物料不能及时下运的情况。由于一线生产段队的物料需求和提矸用车的需求特别紧张，为保障生产任务，进尺任务的完成，必须保障一线物料和矿车的使用，使得机电设备安装维护所用设备及材料不能及时运下，影响机运部门的工作，为下运设备的问题，机运部门管理人员经常和调度人员发生争执。经常出现为了保障一线段队提运矸石、物料，二线运送设备人员只能在把勾处等候，一旦稍有间歇，立马请示安排运送，否则不知什么时候才有机会将设备材料运到指定的位置。 

　　在运输提升过程中，绞车司机和把勾工作人员几乎没有休息时间，精神高度紧张，容易产生疲劳，造成人身及设备安全事故，长此以往，绞车等设备连续运转，没有检修维护保养时间，很容易造成设备的损害，最终导致更大的事故。 

　　基于这种情况，为了保障矿山的安全生产正常有序进行，决定将主坡的单码提升改成双码提升，如果改造成功，将大大缓解生产系统排矸、运料的压力，使整个生产系统能够正常合理进行，于是我们根据矿现场条件状况，进行了设计测算，发现现有巷道宽度不能满足敷设四股道的要求，于是我们经过研究测算，想用敷设三股道双码提升，满足矿上生产要求。 

　　2 矿井斜坡双码提升铺设轨道的设计计算 

　　2.1 根据巷道宽度测算轨道敷设的股数。 

　　主坡从+141M水平到-140M水平全长665m、宽3m，斜坡倾角为25°，斜坡右侧筑有700mm的水泥墩，作为水管的管子道。 

　　主坡可以利用的斜坡巷道宽度： 

　　L1=3m-0.7m=2.3m 

　　敷设四股道所需要的斜坡宽度： 

　　L2=2a+b+2c 

　　=2*880+200+2*300 

　　=2560mm 

　　=2.56m 

　　因为L2>L1，现有巷道宽度不够，所以不能敷设四股道。 

　　式中：a为矿车的宽度（长沟峪煤矿采用的矿车为MGC1.1-6型矿车，车宽为880mm）；b为两矿车的间距（采用双钩提升的井筒，两相对运行的提升运输设备最突出部分的距离，不得小于0.2m，根据《煤矿斜井井筒及硐室设计规范》）；c为矿车离巷道帮的距离（采用串车提升运输的井筒，井筒周边与提升运输设备最突出部分的距离，非行人侧的宽度不应小于0.3m，根据《煤矿斜井井筒及硐室设计规范》）。 

　　如果用四股道双码提升，我们将付出大量的人力、财力、物力和时间，巷道不够宽，需要岩石段对巷道进行涮帮，并调整管子道的位置，把管路平移，在进行这些工作时也要影响大量的主坡运输，将给矿的生产造成极大的影响，甚至有些段队将会停产。 

　　由于矿山斜井绞车的提升的双码提升的两勾车是一勾车处于上升状态而另一勾车处于下放状态的，于是我想用三股道提升双码，只要在两勾车错车的地方改成四股道，这样就大大降低了岩石涮帮的量、重新修筑水泥墩的量和平移改管子的量，也把对矿生产的影响降低到最低，并能够达到四股道提升双码的效果。 

　　于是我们测算敷设三股道所需要的巷道宽度： 

　　L3=2*600+[（880-600）/2+300]*2=2080mm=2.08m<2.3m 

　　因为L3　　笔者计划用三股道提升双码，三股道提升双码最重要的部分是两勾车交汇时四股道的设计。 

　　2.2 确定斜坡上两勾车交汇时四股道的长度 

　　根据设计要求，主坡提升时每勾车提升四个矿车，长沟峪煤矿采用的矿车为MGC1.1-6型矿车，每辆矿车长2.02m，再加上链接器的长度，每辆矿车2.2m，则每勾矿车的长度为3*2.2+2=8.6m，再考虑到绞车司机对绳出现的偏差，确保两勾车汇车时顺利通过，取交汇处轨道长为30m。这样找出+141M水平到-140M水平的斜坡中点，分别沿斜坡向上，向下15m作为铺设道岔的起点。 

　　另外，由于上下把勾运行长度有限，为了便于上下把勾人员操作，所以在上下把勾快到变坡点的时候将三股道变成四股道，为了降低涮帮和重铸水泥堵数工作量，减少平移管路的长度，选择离上下把勾变坡点10m处开始铺设道岔变成四股道。 

　　2.3 设计两勾车交汇处三股道变四股道的道岔 

　　三股道变成四股道，使上行和下行的两勾车在此汇车，道岔设计得好，两勾车方可顺利通过，如果在此处发生落道，就可能发生对码，造成事故，经过对轨道的变化分析后，三股道中，中间一股道分成两股，关键是掌握好分股后两股道的夹角，当然夹角是越小越好，车辆通过时通过的侧向力越小，车辆通过越平稳。长沟峪煤矿斜坡使用1吨矿车，主坡绞车提升的最大速度为3.5m/s，根据《煤矿窄轨铁路轨道工》中道岔选择表，取两股道夹角为18°。根据所选定的夹角，进行道岔的制作，首先用锯条将24kg/m的钢轨锯断，因为用气割割断的钢轨发生硬化，给加工造成困难。 

　　需刨切的长度： 

　　L=[（1/2）*B]/[tan（α/2）] 

　　=[（1/2）*92]/[tan（18°/2）] 

　　=290.6mm 

　　B为24kg/m的轨道轨底的宽度，刨切完后，用手工焊焊接，要求焊透，焊缝无夹渣、无裂纹等缺陷。 

　　因为主坡绞车提升的最大速度为3.5m/s，矿车轴距为550mm，按照《矿井窄轨轨道工》井下及地面工业广场条件困难时，轨道曲率半径不得小于下列规定，运行速度为1.5～3.5m/s时，不得小于通过车辆最大轴距的10倍，并根据《煤矿窄轨铁路轨道工》中道岔选择表中的数据，所以选择三股道变四股道处的曲率半径为9m。 

　　由于主坡巷道的倾角为25°，为防止轨道爬行，采用卧轨法，根据轨枕位置开凿出轨道槽，轨枕槽的深度为轨枕厚度的2/3，另加50mm铺砟厚度。 

　　为防止钢丝绳磨枕木在主坡巷道要设托绳轮间距为20m一个。巷道变坡时托绳轮安设在变坡点上并在两侧适当加密。托绳轮不得高于轨面35mm以免车辆运行时刮撞托绳轮，托绳轮应保持转动灵活。 

　　上下把勾的相应改动及斜坡铺道材料用量，根据计算及《煤矿窄轨铁路轨道工》中附录二每公里铺轨材料消耗量。 

　　2.3.1 钢轨及道岔的用量： 

　　第一，斜坡上按加一根24kg/m轨道计算，另外加上四股道的部分： 

　　W1=（665+30+10+10）*24=17160kg=17.16吨 

　　第二，上下把勾变四股道的部分： 

　　W2=（30+50）*2*24=3840kg=3.84吨 

　　第三，单开道岔DK624-4-12两组。 

　　第四，渡线道岔DX624-4-1213两组。 

　　第五，斜坡上一股变二股的道岔四组，自己焊接。 

　　2.3.2 轨枕的用量： 

　　第一，木制轨枕规格为长*宽*高=1800*180*150的量。 

　　斜坡上三股道长665-30-10-10=615m，由于轨枕间距为0.7m，则斜坡上三股道处需轨枕880根。 

　　第二，斜坡上四股道处需道木规格长*宽*高=1200*160*150的量。 

　　由于道木间距为0.7m，则需道木根数=145根。 

　　道岔用道木长*宽*高=2400*180*150，根数12根。 

　　第三，上下把勾铺设80m，需1.2m水泥轨枕115根。 

　　2.3.3 其他材料：道夹板190块，螺栓380套，垫圈10kg，道钉800kg，道砟230m3（其中木枕的200m3，水泥枕的30m3），粒度为10～40mm，且不含碎末，不易风化。 

　　经过各方面的努力，主坡改造工程保质、保量按期完成并且一次试车成功，这样下水平的提运矸石、物料以及往下水平运送的物料，都能够得以正常有序的进行，解决了矿上排矸、运料紧张的问题，没有物料下运的时候，可以再提矸过程中下放排矸后的空车，保证了生产段队用车的问题，为完成矿井任务的完成提供了保证，也使得井辅二线人员运送设备材料顺利进行，再也没有设备到把勾而迟迟不能下运的现象，使得矿上的设备更新、维修改造都能顺利进行，保障了矿生产安全、稳定、有序进行。 

　　实践证明，三股道提升双码跟四股道提升双码相比起到了相同的效果，主坡的两股道单码提升改成三股道双码提升的改造是成功的。 论文网站

　　3 结语 

　　总之，主坡的两股道的单码提升改造成三股道双码提升，使长沟峪煤矿大主坡的提矸、运料的紧张、不能满足生产要求的现状得以解决，并有利地保障了今后矿山产量增长的需求。解决了矿山职工及设备由于长期运转而带来的安全隐患，节省了大量人力、物力、财力的投入，也使我们的维修管理更加从容，为矿山的安全、高效、稳定生产运行提供了保障，为今后矿上生产规模的进一步扩大奠定了良好的基础。 

　　参考文献 

　　[1] 王明新.矿井窄轨轨道工[M].北京：煤炭工业出版社，2006. 

　　[2] 煤炭工业部生产司.煤矿窄轨铁路轨道工（抚顺市文内部发行刊物023号）[S].