摘要：论文对我国煤矿井下传统辅助运输方式存在的问题进行了分析阐述，对单轨吊车运输方向的分类、特点和使用条件进行了总结，结合矿井的辅助运输系统改造前后对比实例，分析研究了单轨吊车做为井下辅助运输的先进之处。论文可以对井下单轨吊车的使用和设计提供参考。
关键词：单轨吊 煤矿井下；辅助运输；高效
目前，我国煤矿井下辅助运输方式还没有固定的模式，传统的以绞车为主的辅助运输方式存在着很多的问题，运输过程中效率不高，存在着很多的安全隐患，影响了井下生产的安全。本论文主要是对新型的单轨吊车辅助运输方式进行分析和探讨，希望能对井下辅助运输方式的的使用和设计提供参考。
1传统辅助运输方式存在的问题
长期以来，我国煤矿井下的辅助运输方式主要是架线电机车和绞车，多年的实践应用效果表明，这两种辅助运输方式效率不高，并且存在着相当的安全隐患。
1.1架线电机车运输存在的问题
（1）架线电机车工作时，容易因摩擦产生电火花，不能进入到煤与瓦斯突出的矿井和区域，限制了其使用范围，同时架线电机车工作时的运行坡度必须小于5%，应用的范围比较窄。（2）电机车架线高度受掘进巷道的影响，工作人员进出时容易与架线发生接触，从而引发安全事故。（3）架线电机车产生的杂散电流会成为安全爆炸事故的引火点。
1.2绞车运输存在的问题
（1）绞车在提升中容易发生断绳跑车事故，操作人员在摘挂钩和倒换滑头作业时，容易发生安全事故。（2）复杂巷道的运输过程中，绞车数量较多，从而导致运输效率低下。（3）绞车提升需要执行封闭管理制度，运输效率低下。（4）提升酮室及配套设备的建设，耽搁了大量的生产时间。
2单轨吊车运输的分类和使用特点
最近几年当时，我国煤矿井下逐渐采用单轨吊车做为辅助运输方式，因其离好的工作性能及较好的工作效率，得到了很多煤矿的青睐，从而得到了大面积的推广和应用。单轨吊车是由钢丝绳或机车牵引，沿固定巷道顶板的轨道运行，轨道吊挂在U型钢棚或巷道顶板的锚杆上。单轨吊车按照动力可分为绳牵引单轨吊车、防爆蓄电池机车单轨吊车和防爆柴油机车单轨吊车三大类。下面就这三大类单轨吊车进行详细的阐述。
2.1绳牵引单轨吊车
绳牵引单轨吊车主要是以绞车为动力牵引单轨吊车装置，具体的示意图见图1所示。单轨通过圆环链悬吊在巷道顶部。吊挂在单轨上的承载吊车5用来吊挂集装箱或物料。承载吊车之间用连杆连接。由牵引吊车4、承载吊车及货载5、制动吊车7、回绳站9、张紧装置2、绞车1等组成一个完整的钢丝绳牵引单轨吊车系统。牵引车通过牵引臂上的锁紧装置与牵引钢丝绳连接，开动牵引绞车，靠无极绳摩擦传动或绞车牵引钢丝绳，实现钢丝绳牵引单轨吊车运输。在发生紧急情况或断绳跑车事故时，通过制动吊车进行抱轨制动保护。牵引钢丝绳由多组压绳轮、限绳轮严格控制在单轨两侧，不能随意摆动。在牵引吊车上，还装有限速制动器和讯号装置，以备在断绳等事故发生时实现自动停车。
图1：钢丝绳牵引单轨吊车示意图
2.2防爆蓄电池机车单轨吊车
防爆蓄电池机车单轨吊车是以蓄电池装置为动力的单轨吊车，它行驶于悬吊在巷道顶部轨道。直流电源通过逆变器将直流电逆变为三相交流电提供给行走电机和液压站电机。该型号单轨吊车优点为：没有尾气排放，节能环保；该类吊车体积和自重较小，运行方式非常灵活。缺点为：蓄电池所占质量比较大，整体续航能力不佳，运行坡度受到相应的限制。
2.3防爆柴油机车单轨吊车
防爆柴油机车单轨吊车是以柴油发动机为动力的单轨吊车。该型号吊车应采用柴油发动机为动力，因此它的牵引能力较强，爬坡能力大，运行距离远，具有很好的性能。缺点在于采购价格高，作业时的尾气排放会造成环境污染。
3单轨吊车的使用条件和要求
3.1单轨吊车的运行速度
在煤矿井下的实践应用当中，单轨吊车重载运行速度一般在1.3-1.8 m/s，最大运行速度可过2.4m/s。重载爬坡能力小于等于15°，对轨道上增加齿轨可增加相应的爬坡能力到30°。
3.2单轨吊车的巷道运行条件
采用单轨吊车辅助运输方式时，巷道断面必须满足相应条件，主要包括：（1）吊运物件的躯体必须合适，最突出部位距巷帮的间隙必须大于0.8 m，另一侧间隙大于0.3 m。（2）吊运物件的躯体的高度上需要满足物件距离底板间隙大于0.2 m。（3）驱动轮距巷道突出部分距离大于0.1 m。单轨吊车在井下的布置情况如图1所示。
图2：机轨合一巷道布置示意图
3.3单轨吊车的轨道要求
（1）单轨吊车轨道安装一般是采用锚杆和锚索吊挂方式进行，锚固力、吊挂链以及连接件的破断力必须大于吊挂点允许承载力的3倍以上，另外对于吊挂在棚梁上时必须有相应的防倒棚措施。（2）应根据起吊重物的最大载荷选择起吊梁结构型式、轨道每节长度、轨道轨型和轨道的吊挂方式。（3）悬挂单轨吊车吊梁的锚杆应锚固在岩性较好的顶板上。（4）机车牵引单轨吊车轨道线路的竖曲率半径应不小于10 m，水平曲率半径应不小于4 m。
4单轨吊车的实践应用案例分析
针对山西晋煤集团正兴煤矿有限公司井下使用防爆蓄电池单轨吊车的实践应用情况进行分析。正兴煤矿7321材料巷采用了DX80型防爆蓄电池单轨吊车，该款单轨吊车牵引力为80KN，额定车速为1.6 m/s，额定载重量达16 t，额定爬坡能力为12°，总重8.3 t。该工作面材料巷采用防爆蓄电池单轨吊车进行辅助动输，实践应用过程中效果较好。7321工作面安装所需要的液压支架、刮板机等大型机电设备都可以通过该单轨吊车进行运输，过程安全可靠，顺利及时的完成了相应的运输任务。
同时该款吊车的设计不仅仅可以运输相应的设备，还可以对工作人员进行运输，解决了小巷运输人员的问题。通过在单轨吊车上挂载有人车就能解决工人上下班长距离步行的问题。7321材料巷DX80型防爆蓄电池单轨吊车的应用，消灭了以往绞车运输过程中断绳、车辆掉道、摘挂钩等不安全隐患，大大改善了辅助运输方式的安全问题。为保障井下高产高效安全开采起到了积极的作用。
5结语
单轨吊车最先主要是应用于德国和波兰等欧美产煤国，做为新型辅助运输设备具有相当多的优点，慢慢的被国内煤矿引进并应用。当前单轨吊车技术因安全、连续和高效的优势，在很多煤矿已取代小绞车。实践过程中单轨吊车的运输和食用也存在着一些问题，并对环境也造成了相应的污染，这都需要在以后的工作中加以改进。
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论文作者:李鹏程
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/12
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