2024年6月14日发(作者：弥巧蕊)
2019年第12期
科学管理
煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的应用研究
范海云
汾西矿业集团曙光煤矿 山西 孝义 032300
摘要：目前，国内煤矿采掘基本实现了机械化，但各地矿区应用小绞车地轨运输的情况仍旧屡见不鲜，小绞车地轨运
输环节多、劳动强度大、安全隐患大、运输效率低下、可靠性差，针对这一问题，为给煤矿生产工作者提供参考借鉴，本
文着重介绍煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的应用，较之于传统小绞车地轨运输，单轨吊机车辅助运输系统的应用可显
著提高运输效率，保障运输可靠性、安全性。
关键词：综采工作面 综掘工作面 辅助运输系统
煤矿采掘机械化是我国煤矿现代化发展主要趋
势，采掘设备目前普遍向超重化、大型化的方向发
展。目前，综采面、综掘面的一线生产设备机械化水
准较高，但是煤矿辅助运输系统发展却普遍滞后。纵
观我国各大矿区，仍旧有相当一部分煤矿使用卡轨
车、小绞车等传统的辅助运输系统，这些辅助运输设
备操作复杂、运输效率低，且在使用中还可能出现跑
车、短绳等多个方面的安全隐患，难以适应煤矿生
产现代化发展。我国煤矿产业目前处于“下行”发展
状态，因此亟需对煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统
的应用进行系统梳理，以为行业发展提供可靠理论参
考。
1 煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统概况
煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统可大致分为吊
机设备、吊车设备、网络系统三个部分，轨道运输系
统中涵盖弯轨、直轨、道岔等部分。目前，国内综采
面应用的煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统。单轨
吊机车以防爆柴油单轨机车、防爆蓄电池牵引机车另
两个类型为主，防爆柴油单轨机车多见六驱结构，
型号多为DZ1800 3+3、防爆蓄电池牵引机车可分为两
驱、三驱、四驱、五驱，型号可分为DX40、DX60、
DX80、DX100。
防爆柴油单轨机车动力源为柴油机，动力利用三
联泵转化液压油，最终以高压驱动马达运作。防爆柴
油单轨机车的驱动指令从驾驶室发出，相对来说，防
爆柴油单轨机车的自重更小，目前各矿区使用的六驱
防爆柴油单轨机车自重仅为8.7t，且防爆柴油单轨机车
的牵引力较大，多数设备的牵引力为120kN，在复杂
的井下环境仍旧体现出较为良好的负载能力、爬坡能
力。既往实践证明，六驱防爆柴油单轨机车能够在坡
度为24°的斜巷中携带18t综采支架运作
[1]
。虽然六驱
防爆柴油单轨机车性能良好、可靠性高，但是防爆柴
油单轨机车的前期购置成本高昂，后期维护成本也较
高，设备运作产生的柴油燃烧尾气，对井下空气质量
影响较大，我国防爆柴油单轨机车的生产技术尚未完
全成熟，多数配件需要国外引进。
防爆蓄电池牵引机车动力源为蓄电池，直流电通
过逆变器转化为三相交流电，在变频机的转化驱动下
运作。防爆蓄电池牵引机车的控制指令从司机室发
出，指令为开车、停车、加速、减速等，相较于防爆
柴油单轨机车，防爆蓄电池牵引机车的维护费用低、
前期投资低（经过测算，前期购置费用不到防爆柴油
单轨机车的50%），且防爆蓄电池牵引机车的配件生
产技术目前已经发展成熟，配件采购价格较低，后期
维护成本较低
[2-3]
。但是，防爆蓄电池牵引机车的蓄电
池重量大，机车的扭矩、负载能力有限，五驱机车的
最大牵引力仅为100kN，防爆蓄电池牵引机车自重达
15t，在角度为15°的斜巷中，仅能够携带15t货物。
2 单轨吊机车辅助运输网络系统
轨道网络系统以综采区大轨道为主干联络巷，通
过单轨吊道岔，和各个综掘区、综采区形成轨道网
络，单轨吊机车在轨道网络中可自由运作，在道岔、
弯轨、直轨协调下能够到达轨道网络范围内任意一
点；轨道的吊挂通过锚杆固定实现，目前各矿区单轨
吊轨道倒挂多选用M20×2000mm锚杆、18×64圆环
链，利用垫板、高强度螺栓、工字钢等构成吊挂构
件，通常来说，单轨吊锚杆的单根锚固力必须大于
75kN才能够满足运输需求。
3 煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的应用
3.1 煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统在综掘
工作面的应用
煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统由轨道、6t起
吊部、司机室、驱动部、动力部、控制部、驱动部构
成。单轨吊轨道、单轨吊机车需要在综掘面掘进到一
定长度后开始安装应用，一般情况下，单轨吊轨道的
布置需要参考巷道壁、胶带传输机的具体位置综合确
定，在综掘工作面掘进的过程中，多采用三驱、两驱
的单轨吊机车，根据实际情况选配起吊梁，然后逐步
运送用于综掘生产的皮带、支护材料、掘进机械零部
件等，同时也能够实际情况运输人员，直至综掘工作
面生产结束。
3.2 煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统在综采
工作面安装过程中的应用
综采工作面在正常掘进完毕之后，可根据载荷需
求，综合选用两驱、三驱、四驱、五驱防爆蓄电池牵引
机车或者防爆柴油单轨机车，逐步撤出综掘设备、综掘
零部件等。在综掘设备、综掘零部件撤出完毕后，利用
单轨吊可运送综采设备、刮板运输机、支架、煤机等
进入工作面安装。一般情况下，综采工作面所使用的
支架，其自重不超过15t、巷道坡度不超过15°的情况
下，就可直接应用电牵引单轨机车进行安装，若是支架
的自重超过15t，巷道的坡度在15°综上考虑，就需要
考虑采用六驱防爆柴油单轨机。综采工作面投入正常生
产后，煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统能够根据生产
311
科学管理
需求运输零部件、工作人员、物料等。
煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统用于综采工作
面、综掘工作面，可直接消除小绞车运输方式带来的
掉道、跑车、短绳等安全隐患，且煤矿井下单轨吊机
车辅助运输系统运作全程有司机进行指令控制，运输
全过程均可根据实际情况进行调整；煤矿井下单轨吊
机车辅助运输系统可解决小绞车运输过程复杂、劳动
强度大、占用设备多、运输效率低等等问题，且在大
重量、高坡度的运输要求下，设备即便是在1m宽的
巷道中也可运行，而传统的小绞车、无轨道脚轮车只
能够在坡度不大于12°的巷道中运行，且煤矿井下单
轨吊机车辅助运输系统应用无需硬化巷道底板、拓展
巷道宽度。另外，煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统
的应用能够大幅度提高综采工作面各种设备的安装速
度，在使用地轨运输的过程中，综掘工作面掘进完成
后，需要大量时间完善辅助设施，而综掘工作面开始
工作就可安装单轨吊，在掘进完毕后单轨吊系统已经
安装完善，可直接满足综采工作面的设备运输需求，
2019年第12期
根据我国各个矿区实际生产效率计算，一个长度为
150m的工作面，综采工作面设备的安装时间可体现30d
左右。
4 结束语
综上所述，我国煤矿生产目前正朝着大、深、难
的方向不断发展，亟需通过提高机械化水准，来保证
煤矿生产可靠性、安全性。传统的小绞车辅助运输系
统在安全性、可靠性、运输效率等方面存在诸多问
题，其性能已经不能满足各矿区的生产需求，而煤矿
井下单轨吊机车辅助运输系统在实践中体现出运输效
率高、负载高、安全性高、爬坡能力强等优势，适用
于我国多数煤矿生产需求，应用前景广阔，望广大从
业者对此有足够的认识。
参考文献
[1]李慧，宋志安，侯良超.矿用单轨吊机车制动液压系
统仿真研究[J].机床与液压，2019，47（7）：155-159.
[2]李永军.煤矿井下单轨吊机车选型计算[J].山东煤
炭科技，2019（2）：130-131+134.
[3]王华伟.单轨吊机车防落道装备设计及轨道挂接方
式优化[J].机械管理开发，2019，34（6）：12-13+16.
（上接第307页）
20和油管本体1对接，用卡箍锁紧插销21锁紧固定，快
速扶起该装置，插入活动插销16，调节水平定位扳手
19，使该装置旋塞阀6大体对正油管本体1中心位置后
旋紧，调节高度调节旋钮14，使该装置旋塞阀6扣型部
分基本进入油管本体1上的接箍内，通过转动手柄12再
调整水平调节短节9，继续调整好对正旋塞阀6和油管
接箍的位置，然后，一边压缩竖直伸缩支架13，一边
用双向棘轮扳手3上紧旋塞阀6；完成抢装旋塞阀6的过
程，然后关闭旋塞阀6，完成油管内腔的防喷。
利用旋塞阀上的双向棘轮扳手迅速上紧，关闭旋塞阀
开关即可完成抢喷工作。
该装置自研究成功后，在中石化西南某页岩气施
工工区，备用应急施工80多口气井，效果良好，取得
了良好安全预防效果。成功预防2口井的抢喷预防，取
得很好的社会效果。受到甲方的高度赞扬。
5 结束语
本实用新型公开的独立式带压作业旋塞抢喷装置，
用于石油工业油气井的带压作业施工中，可预防井内油
气喷涌，实现了应急安全施工，显著提高了施工效率，
降低了安全施工成本，具有显著的经济和社会效益。
4 独立式带压作业旋塞抢喷装置的应用
研制的独立式带压作业旋塞应急抢装装置，当油
井发生井喷时，立即停止起下作业，关闭井口多道封
井设备，夹紧井口油管，迅速将抢喷装置下端的活动
卡箍与井口油管本体对正固定，卡箍锁紧插销，通过
抢装装置的旋转机构、水平调节机构将旋塞阀对正油
管接箍，调整高度调节旋钮使旋塞阀进入油管接箍，
参考文献
[1]曹学军，周赟，等.连续油管带压作业技术在特
殊复杂井况中的应用[J].天然气勘探与开发,2012(2).50-
52+56+89.
[2]张旭.不压井带压作业现状与发展浅析[J].科学技
术创新，2017，(3).5-6.
（上接第304页）
对于水平页岩气井的打捞施工，需要注意一下问
题：水平井施工作业风险和施工难度高于普通井作业，
所以施工必须精心组织，严格按操作规程施工；在设计
编写和审核过程中，必须针对不同井身结构，认真查阅
井眼轨迹数据，针对不同管柱、不同井段起下速度提出
具体要求；管柱丈量计算准确，施工管柱入井前认真检
查；水平井页岩气井压井时要精确计算压井液密度，保
证不喷不漏；施工中平稳操作，严格按设计要求提示井
段控制起下速度，严禁顿钻、溜钻事故发生。
作业设备和连续油管设备的优缺点，并进行有机组
合，达到最快速、最优质完成打捞任务的目的。在打
捞工具方面，要有多种方案可选择，已确定最优管柱
组合，技术人员应对磨阻分析、钻柱力学分析等有一
定的水平，在现场施工中多进行观察总结，优化施工
方案、落实风险措施、不断提升技术水平，水平页岩
气井打捞难题也将迎刃而解。
参考文献
[1]吴月先.水平井在油气田勘探开发中的技术优势及
青海油气田推广应用对策[J].青海石油，2007.25（3）65-74.
[2]王玲玲，姜增所，等.水平井解卡打捞工艺技术研究
[J].石油矿场机械，2012.41（9）64-68.
[3]刘星，刘宏涛，等.斜井水平井管柱打捞作业探讨 [J].
石油矿场机械，2009.38（9）91-94.
4 结论与建议
随着水平页岩气井的迅速发展，井下作业也将面
临着更多更复杂的工序。考虑到水平井的井深结构特
性和落鱼情况，要灵活选用设备组合，充分考虑带压
312
2024年6月14日发(作者：弥巧蕊)
2019年第12期
科学管理
煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的应用研究
范海云
汾西矿业集团曙光煤矿 山西 孝义 032300
摘要：目前，国内煤矿采掘基本实现了机械化，但各地矿区应用小绞车地轨运输的情况仍旧屡见不鲜，小绞车地轨运
输环节多、劳动强度大、安全隐患大、运输效率低下、可靠性差，针对这一问题，为给煤矿生产工作者提供参考借鉴，本
文着重介绍煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的应用，较之于传统小绞车地轨运输，单轨吊机车辅助运输系统的应用可显
著提高运输效率，保障运输可靠性、安全性。
关键词：综采工作面 综掘工作面 辅助运输系统
煤矿采掘机械化是我国煤矿现代化发展主要趋
势，采掘设备目前普遍向超重化、大型化的方向发
展。目前，综采面、综掘面的一线生产设备机械化水
准较高，但是煤矿辅助运输系统发展却普遍滞后。纵
观我国各大矿区，仍旧有相当一部分煤矿使用卡轨
车、小绞车等传统的辅助运输系统，这些辅助运输设
备操作复杂、运输效率低，且在使用中还可能出现跑
车、短绳等多个方面的安全隐患，难以适应煤矿生
产现代化发展。我国煤矿产业目前处于“下行”发展
状态，因此亟需对煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统
的应用进行系统梳理，以为行业发展提供可靠理论参
考。
1 煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统概况
煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统可大致分为吊
机设备、吊车设备、网络系统三个部分，轨道运输系
统中涵盖弯轨、直轨、道岔等部分。目前，国内综采
面应用的煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统。单轨
吊机车以防爆柴油单轨机车、防爆蓄电池牵引机车另
两个类型为主，防爆柴油单轨机车多见六驱结构，
型号多为DZ1800 3+3、防爆蓄电池牵引机车可分为两
驱、三驱、四驱、五驱，型号可分为DX40、DX60、
DX80、DX100。
防爆柴油单轨机车动力源为柴油机，动力利用三
联泵转化液压油，最终以高压驱动马达运作。防爆柴
油单轨机车的驱动指令从驾驶室发出，相对来说，防
爆柴油单轨机车的自重更小，目前各矿区使用的六驱
防爆柴油单轨机车自重仅为8.7t，且防爆柴油单轨机车
的牵引力较大，多数设备的牵引力为120kN，在复杂
的井下环境仍旧体现出较为良好的负载能力、爬坡能
力。既往实践证明，六驱防爆柴油单轨机车能够在坡
度为24°的斜巷中携带18t综采支架运作
[1]
。虽然六驱
防爆柴油单轨机车性能良好、可靠性高，但是防爆柴
油单轨机车的前期购置成本高昂，后期维护成本也较
高，设备运作产生的柴油燃烧尾气，对井下空气质量
影响较大，我国防爆柴油单轨机车的生产技术尚未完
全成熟，多数配件需要国外引进。
防爆蓄电池牵引机车动力源为蓄电池，直流电通
过逆变器转化为三相交流电，在变频机的转化驱动下
运作。防爆蓄电池牵引机车的控制指令从司机室发
出，指令为开车、停车、加速、减速等，相较于防爆
柴油单轨机车，防爆蓄电池牵引机车的维护费用低、
前期投资低（经过测算，前期购置费用不到防爆柴油
单轨机车的50%），且防爆蓄电池牵引机车的配件生
产技术目前已经发展成熟，配件采购价格较低，后期
维护成本较低
[2-3]
。但是，防爆蓄电池牵引机车的蓄电
池重量大，机车的扭矩、负载能力有限，五驱机车的
最大牵引力仅为100kN，防爆蓄电池牵引机车自重达
15t，在角度为15°的斜巷中，仅能够携带15t货物。
2 单轨吊机车辅助运输网络系统
轨道网络系统以综采区大轨道为主干联络巷，通
过单轨吊道岔，和各个综掘区、综采区形成轨道网
络，单轨吊机车在轨道网络中可自由运作，在道岔、
弯轨、直轨协调下能够到达轨道网络范围内任意一
点；轨道的吊挂通过锚杆固定实现，目前各矿区单轨
吊轨道倒挂多选用M20×2000mm锚杆、18×64圆环
链，利用垫板、高强度螺栓、工字钢等构成吊挂构
件，通常来说，单轨吊锚杆的单根锚固力必须大于
75kN才能够满足运输需求。
3 煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的应用
3.1 煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统在综掘
工作面的应用
煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统由轨道、6t起
吊部、司机室、驱动部、动力部、控制部、驱动部构
成。单轨吊轨道、单轨吊机车需要在综掘面掘进到一
定长度后开始安装应用，一般情况下，单轨吊轨道的
布置需要参考巷道壁、胶带传输机的具体位置综合确
定，在综掘工作面掘进的过程中，多采用三驱、两驱
的单轨吊机车，根据实际情况选配起吊梁，然后逐步
运送用于综掘生产的皮带、支护材料、掘进机械零部
件等，同时也能够实际情况运输人员，直至综掘工作
面生产结束。
3.2 煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统在综采
工作面安装过程中的应用
综采工作面在正常掘进完毕之后，可根据载荷需
求，综合选用两驱、三驱、四驱、五驱防爆蓄电池牵引
机车或者防爆柴油单轨机车，逐步撤出综掘设备、综掘
零部件等。在综掘设备、综掘零部件撤出完毕后，利用
单轨吊可运送综采设备、刮板运输机、支架、煤机等
进入工作面安装。一般情况下，综采工作面所使用的
支架，其自重不超过15t、巷道坡度不超过15°的情况
下，就可直接应用电牵引单轨机车进行安装，若是支架
的自重超过15t，巷道的坡度在15°综上考虑，就需要
考虑采用六驱防爆柴油单轨机。综采工作面投入正常生
产后，煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统能够根据生产
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科学管理
需求运输零部件、工作人员、物料等。
煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统用于综采工作
面、综掘工作面，可直接消除小绞车运输方式带来的
掉道、跑车、短绳等安全隐患，且煤矿井下单轨吊机
车辅助运输系统运作全程有司机进行指令控制，运输
全过程均可根据实际情况进行调整；煤矿井下单轨吊
机车辅助运输系统可解决小绞车运输过程复杂、劳动
强度大、占用设备多、运输效率低等等问题，且在大
重量、高坡度的运输要求下，设备即便是在1m宽的
巷道中也可运行，而传统的小绞车、无轨道脚轮车只
能够在坡度不大于12°的巷道中运行，且煤矿井下单
轨吊机车辅助运输系统应用无需硬化巷道底板、拓展
巷道宽度。另外，煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统
的应用能够大幅度提高综采工作面各种设备的安装速
度，在使用地轨运输的过程中，综掘工作面掘进完成
后，需要大量时间完善辅助设施，而综掘工作面开始
工作就可安装单轨吊，在掘进完毕后单轨吊系统已经
安装完善，可直接满足综采工作面的设备运输需求，
2019年第12期
根据我国各个矿区实际生产效率计算，一个长度为
150m的工作面，综采工作面设备的安装时间可体现30d
左右。
4 结束语
综上所述，我国煤矿生产目前正朝着大、深、难
的方向不断发展，亟需通过提高机械化水准，来保证
煤矿生产可靠性、安全性。传统的小绞车辅助运输系
统在安全性、可靠性、运输效率等方面存在诸多问
题，其性能已经不能满足各矿区的生产需求，而煤矿
井下单轨吊机车辅助运输系统在实践中体现出运输效
率高、负载高、安全性高、爬坡能力强等优势，适用
于我国多数煤矿生产需求，应用前景广阔，望广大从
业者对此有足够的认识。
参考文献
[1]李慧，宋志安，侯良超.矿用单轨吊机车制动液压系
统仿真研究[J].机床与液压，2019，47（7）：155-159.
[2]李永军.煤矿井下单轨吊机车选型计算[J].山东煤
炭科技，2019（2）：130-131+134.
[3]王华伟.单轨吊机车防落道装备设计及轨道挂接方
式优化[J].机械管理开发，2019，34（6）：12-13+16.
（上接第307页）
20和油管本体1对接，用卡箍锁紧插销21锁紧固定，快
速扶起该装置，插入活动插销16，调节水平定位扳手
19，使该装置旋塞阀6大体对正油管本体1中心位置后
旋紧，调节高度调节旋钮14，使该装置旋塞阀6扣型部
分基本进入油管本体1上的接箍内，通过转动手柄12再
调整水平调节短节9，继续调整好对正旋塞阀6和油管
接箍的位置，然后，一边压缩竖直伸缩支架13，一边
用双向棘轮扳手3上紧旋塞阀6；完成抢装旋塞阀6的过
程，然后关闭旋塞阀6，完成油管内腔的防喷。
利用旋塞阀上的双向棘轮扳手迅速上紧，关闭旋塞阀
开关即可完成抢喷工作。
该装置自研究成功后，在中石化西南某页岩气施
工工区，备用应急施工80多口气井，效果良好，取得
了良好安全预防效果。成功预防2口井的抢喷预防，取
得很好的社会效果。受到甲方的高度赞扬。
5 结束语
本实用新型公开的独立式带压作业旋塞抢喷装置，
用于石油工业油气井的带压作业施工中，可预防井内油
气喷涌，实现了应急安全施工，显著提高了施工效率，
降低了安全施工成本，具有显著的经济和社会效益。
4 独立式带压作业旋塞抢喷装置的应用
研制的独立式带压作业旋塞应急抢装装置，当油
井发生井喷时，立即停止起下作业，关闭井口多道封
井设备，夹紧井口油管，迅速将抢喷装置下端的活动
卡箍与井口油管本体对正固定，卡箍锁紧插销，通过
抢装装置的旋转机构、水平调节机构将旋塞阀对正油
管接箍，调整高度调节旋钮使旋塞阀进入油管接箍，
参考文献
[1]曹学军，周赟，等.连续油管带压作业技术在特
殊复杂井况中的应用[J].天然气勘探与开发,2012(2).50-
52+56+89.
[2]张旭.不压井带压作业现状与发展浅析[J].科学技
术创新，2017，(3).5-6.
（上接第304页）
对于水平页岩气井的打捞施工，需要注意一下问
题：水平井施工作业风险和施工难度高于普通井作业，
所以施工必须精心组织，严格按操作规程施工；在设计
编写和审核过程中，必须针对不同井身结构，认真查阅
井眼轨迹数据，针对不同管柱、不同井段起下速度提出
具体要求；管柱丈量计算准确，施工管柱入井前认真检
查；水平井页岩气井压井时要精确计算压井液密度，保
证不喷不漏；施工中平稳操作，严格按设计要求提示井
段控制起下速度，严禁顿钻、溜钻事故发生。
作业设备和连续油管设备的优缺点，并进行有机组
合，达到最快速、最优质完成打捞任务的目的。在打
捞工具方面，要有多种方案可选择，已确定最优管柱
组合，技术人员应对磨阻分析、钻柱力学分析等有一
定的水平，在现场施工中多进行观察总结，优化施工
方案、落实风险措施、不断提升技术水平，水平页岩
气井打捞难题也将迎刃而解。
参考文献
[1]吴月先.水平井在油气田勘探开发中的技术优势及
青海油气田推广应用对策[J].青海石油，2007.25（3）65-74.
[2]王玲玲，姜增所，等.水平井解卡打捞工艺技术研究
[J].石油矿场机械，2012.41（9）64-68.
[3]刘星，刘宏涛，等.斜井水平井管柱打捞作业探讨 [J].
石油矿场机械，2009.38（9）91-94.
4 结论与建议
随着水平页岩气井的迅速发展，井下作业也将面
临着更多更复杂的工序。考虑到水平井的井深结构特
性和落鱼情况，要灵活选用设备组合，充分考虑带压
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