浅谈关于煤矿在用设备列车自移装置

摘 要：众所周知，井下综采工作存在着很大的安全隐患，严重威胁着井下工作人员的生命安全，井下地势复杂，情况多变，大大增加了开采工作的困难程度和井下工作人员的工作强度，煤矿在用设备列车自移装置的产生，有效提高了井下综采工作的安全系数，提高了井下工作人员的工作效率，减少了井下开采事故的发生频率。该文详细介绍了煤矿在用设备列车自移装置的设计理念及工作原理，全面展示了煤矿在用设备列车自移装置在井下综采工作中的重要作用。

关键词：自移装置 设备列车 液压系统

中图分类号：TD672 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0091-02

随着现代工业水平的飞速发展，煤矿企业进入了全新的机械化时代，采煤工艺也随着机电设备的不断改良大幅提高。在新疆地区，由于受到地质条件的限制，煤矿结构相当复杂，大多数煤层倾斜角度较大，现有的设备列车受到井下工作环境的制约，移动速度慢，工作效率低，安全隐患大，这一科学难题成为国际煤炭开采事业前进的绊脚石。部分的煤炭生产国家曾尝试着改进设备列车的组成结构，提高设备列车的安全系数和工作效率，但始终没有提出合理的解决方案和设计方法。设备列车主要由采煤机、刮板机电源、移动变电站重量、乳化液泵站、转载机、破碎机电源等部分组成。随着现代煤矿开采企业的发展，井下综采技术不断提高，已全面实现机械化开采。但当前设备列车的开采技术并不十分先进，对井下地理环境要求较高，不能适应不同地质煤炭的开采，相对于坡度较大、倾斜度较高的开采层面，当前设备列车行动迟缓，举步维艰，造成井下综采工作人员的工作效率低、危险系数大的工作特点，因此，煤矿在用设备列车自移装置的研究和开发被提上日程，成为煤炭生产事业的主要研究课题。

随着现在科学技术水平的飞速发展，机械化的生产水平日益成熟，煤矿开采行业对设备列车的要求也不断提高，原有的设备列车无法满足特殊条件下的煤炭开采，因此，移动设备列车的组成结构需要不断改良，从而达到现代煤矿企业的机械化要求，在设备列车的最初研发阶段，将原来的回柱绞车牵引或下放装置，更换为液压卡规装置，在一定程度上提高了井下综采工作的工作效率和安全系数，但并没有解决倾斜度较高的煤层开采问题，由此可见，移动设备列车的设计方案需要进一步完善。

移动设备列车由最初的人工搬运，发展到回柱绞车牵引或下放，再到后来发展到液压卡规装置的使用，不断改良和完善，有效的解决了井下综采工作中遇到的一些问题和困难，但并没有从实质上解决井下工作人员工作效率低、工作环境恶劣、人身安全得不到保障等问题，因此，设备列车的研究有待进一步跟进。

为了提高国家乃至国际煤矿企业的生产效率和经济效益，改善井下工作人员的作业条件，降低井下综采工作的事故发生率，移动设备列车的研究和改良势在必行。我们应该针对在特殊条件下所遇到的移动设备列车技术问题进行系统的研究，从而实现不同矿井环境下的煤炭开采工作，这是推进社会进步、稳定社会发展的先决条件。移动设备列车的研究不仅能有效推动我国煤矿企业的发展，对世界煤炭开采事业也有着十分重要的意义。移动设备列车技术的更新换代，对我国乃至世界的机械化采煤工业领域的拓展与开发具有重要的理论价值。

1 方案的提议

最初井下综采工作中使用的设备列车体积庞大，操作困难，采用回柱绞车牵引或下放，大大增加了井下工作人员的工作强度，降低了煤矿企业的工作效率，提高了井下综采工作的安全隐患，下面逐一列举一下它在操作中的主要弊端。

绞车重量大，不利于安装，设备列车移动的同时，带动着绞车共同前进，由于绞车重量过大，产生的惯性也很大，这就给设备列车的固定增加了极大的困难，使其在操作过程中容易产生跑车现象，严重威胁着井下综采工作人员的生命安全，增加了煤炭开采工作难度。

井下地质条件复杂，遇到坡度较大的煤层时，无论是牵引绞车上坡还是下放绞车下坡时，单体柱所承受的负荷较大，无法自如控制设备列车的行进，给井下工作人员造成了很大的安全隐患。这是移动设备列车进行改良的关键所在，也是煤矿企业的一项重要研究课题。

使用回柱绞车牵引或移动的设备列车时，每一次采面移动设备列车后，绞车也要跟着被移动，笨重的绞车移动使井下工作人员的劳动强度增大，工作效率降低，危险系数增加，工作时限延长。会大大降低煤炭的开采数量，更大限度的降低了井下综采工作的生产效率，严重影响了煤矿企业的经济效益。

具体到煤矿企业的经济效益，粗略的计算了一下，采用回柱绞车牵引或移动的设备列车，大致会造成140多万元的经济损失，数目相当可观。想要避免这些经济损失的产生，必须要有新的移动设备列车装置来取代回柱绞车牵引或移动装置，从而提高煤矿企业的工作效率，增加煤矿企业的经济效益。因此，移动设备列车的研究和改良方案被提上日程。

2 井下综采工作的流程和配置

2.1 一八一八煤矿综采工作的流程

2.2 支撑煤矿在用设备列车自移装置的选材

煤矿在用设备列车自移装置的选材是严格根据井下煤层的分布情况和矿区材料的配备条件所选择的，从平板车的数量及规格，到液压缸的缸径、缸长和行程，都是经过精密的计算所得出的，为了保证煤矿在用设备列车自移装置设计的精准度，无论是弹簧和钢的型号及数量，还是钢板的厚度和高压胶管的数量，都是经过反复实践得来的。具体部件规格详见表1。

2.3 井下综采区域的分布情况

受到井下综采区域的地势影响，煤层分布褶曲，倾斜角度较大，走势陡峭，加强顶板管理是回采顺利进行的先决条件。工作面运输和回风均采用梯形断面、错网支护的模式，下帮净高分别为2.7 m和2.8 m，净宽分别为4.4 m和3.5 m，净断面分别为12.4 m2和11，6 m2。采煤面切眼采用矩形断面、错网错索联合支护的模式，净高和净宽分别为3 m和8 m，净断面为24 m2。

3 煤矿在用设备列车自移装置的设计原理和架构分析

3.1 设计原理

将液压缸安装在移车装置所连接的两辆设备列车之间，卸载下第一辆设备列车上的四颗单体柱，通过控制片阀迫使液压缸向前移动，接下来将液体注入到第一辆设备列车上的四颗单体柱之中，然后再卸载下第二辆设备列车上的四颗单体柱，通过控制片阀推动移车装置后所有设备向前移动，继续将液体注入到第二辆设备列车上的四颗单体柱之中，卸载下第一辆设备列车上的四颗单体柱，如此往复循环，实现设备列车向前行进。

3.2 架构分析

移动设备列车在井下主要受到三方面的力的作用，即重力、移动设备列车与轨道之间的摩擦力和液压体柱与煤层之间的摩擦力。想要控制设备列车静止不动，按照设备列车的轨道为横坐标进行计算，煤层与液压体柱之间的摩擦力加上设备列车与轨道之间的摩擦力大于重力在水平方向上的分力。

移车设备的牵引力和工作阻力是根据三角形法则计算得出的。通过上述分析及精确的公式计算得出，设备列车水平方向的分力是移车装置承载力的四分之一，完全可以达到移动设备列车的目标。

3.3 实验验证

通过对井下煤矿设备的布置和构成的研究以及对煤矿在用设备列车自移装置的工作原理和受力分析的探索，为移动设备列车的改良奠定了坚实的理论基础，对原有的设备列车井下综采作业中遇到的困难给予了合理的解决方案。这一做法有效的提高了井下综采工作的工作效率，降低了煤矿企业的劳动成本，使井下综采工作人员的生命安全得到了起码的保证。

了解煤矿在用设备列车自移装置的组成结构和工作原理，计算出了每辆设备列车所受到的工作阻力与设备列车牵引力之间的关系，通过这些有力的数据支持将移动设备列车进行了合理的改良和设计，为国家煤矿企业的井下综采工作提供了高端的技术支持，大大降低了工作人员的劳动强度，提升了工作人员的工作效率，大量减少了煤矿开采过程中的安全事故，使国家乃至世界的煤炭生产技术发生了翻天覆地的变化，实现了机电设备的大型化、连续化、自动化和高速化。

4 结语

煤矿在用设备列车自移装置经过试验验证后，被应用到实际的井下综采作业之中，成功的克服了原来的移动设备列车工作效率低、安全隐患大、作业条件恶劣等世界煤矿企业公认的难点，有效的降低了井下综采工作人员的劳动强度，获得了国内外煤矿企业的一致认可和好评，下面通过以下几点进行总结。

煤矿在用设备列车自移装置是攫取单位生产中被淘汰下来的材料，进行加工利用，通过理论分析和反复计算后制作而成，通过模型验证后投入到实际生产中使用，并取得傲人成绩。煤矿在用设备列车自移装置的整个设计和制造过程，非但没有造成国家人力、物力和财力的大量浪费，反而为国家煤矿企业节省了开支，提高了煤炭开采的工作效率。

经过反复的实验和分析，有了强大的理论基础做后援，移动设备列车的改良工作被提上日程，煤矿在用设备列车自移装置的诞生，有效的克服了煤矿企业实际生产中所遇到的跑车和移车的困难，使移动设备列车的运行得以有效控制。从而大大减少了井下综采工作中的安全事故，使井下工作人员的生命安全得到了有效的保证。

在井下综采的实际工作中，煤矿在用设备列车自移装置的成功研发，促进了国内外煤矿企业的飞速发展，加快了世界煤炭的开采效率，引领国际煤矿企业迈上了一个新的台阶，标志着移动设备列车的研究跨上了一个全新的领域。

煤矿在用设备列车自移装置的运用大大提高了井下综采工作的安全系数，优化了井下工作人员的工作环境，加快了工作效率，降低了工作强度，成功地克服了国内外煤矿企业公认的难题，促进了煤炭开采事业的蓬勃发展，为煤矿企业开拓了一条安全高效的生产线。煤矿在用设备列车自移装置的诞生，促进了社会经济的可持续发展，维护了社会稳定，拓展了我国乃至世界移动设备列车的研究领域，提高了在特殊条件下移动设备列车的煤炭开采技术，使国内外煤矿企业迈上了新的台阶。

参考文献

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“感谢石宁教授提供的数据、资料与指导。”