国内矿井无轨辅助运输工艺应用分析

　　无轨胶轮车可将物料、人员以及设备等由地面直接运输至井下作业点，期间物料不需要转运、等待，可大幅提升矿井辅助运输效率并减少辅助人员数量。如山西大同云岗矿通过引进采用柴油防爆无轨胶轮车，实现了采面重型液压支架快速搬家，无轨辅助运输设备在现场应用过程中表现出显著的安全与效率优势。现阶段，国内煤矿井下使用的各类无轨胶轮车数量已超过4万台。为此，推广应用以电能、空气动力等为核心的无轨胶轮车，并实现无轨胶轮车精准化调度，对提高无轨胶辅助运输工作效率具有重要意义。

　　国内厂商不断推出矿井无轨辅助运输设备，并在安全防护、使用工艺以及节能减排等方面进行改进。矿井无轨辅助运输设备，包括有多功能车、材料车、罐笼人车等。矿井（包括斜井、立井）无轨运输系统模型图如图1所示。

　　国内井下作业人员数量相对较多，一般情况下一个综采作业班组人员数量可达到20人，同时需大量的辅助人员。采用无轨运输系统时，上下班需要采用20座甚至30座人车，并配备有专业的人车驾驶员。现阶段矿井使用的人车类型主要有20座人车以及5～9座指挥车两种类型，30座人车和2座巡检车应用较少。矿井无轨辅助运输系统人员运输流程如图2所示。

　　国内煤矿井下生产环节较多，包括有巷道底板硬化（底板铺设混凝土）、顶板以及巷帮围岩支护（锚网索支护）、避难硐室施工及维护、井下降尘等，生产环节需要的材料类型以及数量等均较多，对材料运输系统有更高的要求。采用无轨运输系统时，不仅需要运输常规的管线、网片、锚杆索以及相关配件等，同时还需大量运输砂、石、混凝土等。井下运输使用的材料数量大、类型多，因而对无轨运输系统运输车辆要求较高。现代化矿井无轨运输系统材料运输流程如图3所示。

　　随着矿井生产能力以及采掘设备功率的不断提升，综采设备的吨位、体积也不断增加，对开采设备井下运输、安装以及回撤等提出了更高要求。针对矿井井下设备运输需求，相继研发有25～100t设备运输车辆。通过采用无轨运输设备运输系统后，采煤工作面设备安装、回撤等工作耗时可控制在2周以内，工作效率大幅提升，并降低了作业人员的工作强度。现阶段采煤工作面设备常用的运输车辆包括有防爆蓄电池铲板车、多功能铲运车和防爆支架搬运车等。现阶段矿井采煤工作面煤炭开采设备双向回撤运输工艺流程如图4所示。

　　为了更好地改善井下空气环境质量，部分矿井在使用大运量防爆铅酸电池铲板车的同时，开始推广应用防爆锂电池铲板车，并在山东、陕西、新疆以及内蒙古等煤炭主产区矿井使用。采用防爆电池后，电池质量大幅增加，从而导致整车质量过大、运输里程较短，一般情况下防爆锂电池电车、防爆铅酸电池电车行驶里程分别在100km、30km左右，行驶里程明显低于防爆柴油车，加之电池充电时间较长，因此在防爆蓄电池车使用时，协调好充电、作业时间成为关键。一般情况下铅酸电池充电时间在6～8h，因此防爆铅酸电池车使用时一般配备3块电池，一块充电、一块使用、一块充电后冷却，通过采用换电池方式，可提高车辆使用效率。