永勝煤礦井下長運距巷道無接力直達運輸方案選型

張曉光

摘 要：本文對山西省朔州市平魯區蘭花永勝煤業有限公司礦井井下運輸設備進行了選型計算，并且介紹了異形卡軌車的特點及結構組成。

關鍵詞：永勝煤礦；無接力直達運輸；方案選型

中圖分類號：TB21 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）15-0162-02

2014年年底山西省朔州市平魯區蘭花永勝煤業有限公司礦井井下施工過程中發現地質情況與礦井地質報告所探測內容發生偏差，礦井井下開拓需要進行較大調整。調整后井下軌道暗斜巷就需要承擔相應運輸職責，對于人員以及各類材料的運輸都需要引起高度重視，促使其能夠表現出較為理想的實用性承載效果。從采區軌道巷方面進行分析，其表現為矩形斷面，寬度為4.0m，凈高為3.2m，凈斷面積為12.8m2，在施工處理過程中采用了錨網噴支護手段。對于軌道暗斜巷的處理而言，其主要表現為半圓拱形斷面，凈寬微3.8m，凈高為3.50m，凈斷面積11.71m2，同樣也采用錨網噴支護進行操作。巷道條件簡化為：0°平段長50m；18°坡長150m；0°平段長210m；110°水平拐彎，18°坡長80m；8°坡長340m。該項目主要采用KSY140/280P型鋼絲繩牽引異形卡軌車進行處理，其能夠較好實現對于相關運輸工作的完成，運行效果較為理想。其參數為：牽引力為140kN，速度為0.7/1.3m/s，驅動滾筒直徑為1900mm，電動機功率為280kW。

1 選型計算

1.1 選型依據

最大件（液壓支架）：總重20t；最大班下井人數：68人。軌道巷卡軌車需滿足整體運輸≤20t，載重車一輛（自重2t），牽引儲繩車一輛（自重3.8t）。運輸人員時使用RKQ15-6/6全路況卡軌人車2輛，每輛人車自重2500kg，列車滿載運輸30人，每人按80kg計算，載重2400kg。因此，該列車編組總噸位最大時為26t。巷道最大傾角18°，中間有110°水平拐彎，運輸距離830m。

1.2 選型計算

鋼絲繩選用28-ZAB6×19S+NF 1770 ZS（整根 重要用途 預張拉）。列車編組在18°坡道上山運行時系統運行阻力最大，此時列車編組下滑力F1、列車運行摩擦阻力F2、鋼絲繩運行阻力f、卡軌車牽引力F經計算都能夠滿足于相關需求。

1.3 鋼絲繩伸長量

車輛編組在18°坡上時鋼絲繩伸長量最大，此時鋼絲繩彈性延伸為l：

l=FL/（EA）=97.55×1660÷85÷314=6.08m

其中：E為鋼絲繩的彈性模量，E=85GPa，A為鋼絲繩的截面積，按圓形計算，A=314mm2，十輪緊繩器緊繩量為單邊緊繩8m，滿足需要。

1.4 鋼絲繩安全系數

進繩側為最大受力點設為：Fa；出繩側受力設為Fb；μ取0.2。

由歐拉公式和絞車結構可知：

F牽=Fb×eμ4π

Fa=F牽+ Fb

則：Fb=F牽÷（eμ4π-1）= F牽÷12.33=7.91kN

運輸物料：Fa=97.55+7.91=105.46kN；運輸人員：Fa=36.02+7.91=43.93kN；φ28鋼絲繩（1770）最小破斷力總和為556kN；鋼絲繩安全系數為：

運輸物料時556÷105.46=5.27>4.17（5-0.001×830）

運輸人員時556÷43.93=12.66>6

滿足煤礦安全規程的要求。

2 異形軌卡軌車系統組成

2.1 動力站

（1）牽引絞車。牽引絞車對于整個動力站的運行而言具備著較強的積極作用，相應牽引絞車的運行需要對于相關組成部件進行嚴格把關，促使其能夠在相應運行過程中表現出較強的協調性，并且對于各個繩輪結構也能夠促使其具備較高強度和穩定性，避免在運行過程中可能出現的各類問題和故障。（2）緊繩器。在動力站的運行中，相應緊繩器的作用不容忽視，其需要圍繞著相關緊繩器結構進行重點把關，促使緊繩器能夠在實際應用過程中結合其基本運行需求進行設置，如此也就能夠保障動力站正常運行。

2.2 車輛簡介

（1）牽引制動儲繩車：其作用較為突出，主要有以下幾點：a）可以通過連桿帶動其他相關車輛的有效運轉，進而滿足于相關生產需求；b）對于車輛運行的安全性進行控制，避免其出現脫軌現象；c）安全制動作用，實現停車方面的控制；d）可將運輸系統多余的鋼絲繩貯存在該車輛上，帶有一個司機室，可乘坐兩人，儲繩桶可儲存100m鋼絲繩。（2）安全制動車：主要由車體、輪系、制動油缸、離心釋放器、手壓泵、制動塊、釋放閥、邏輯閥、液壓油路等部件組成。其具體運行過程中各個結構相互協調運行，最終促使相關系統結構能夠發揮出最終有序運行以及安全制動的目的，其整體運行中上述各個組成部分缺一不可。（3）全路況人車：人車主要由車架、車棚、卡軌輪組、行走輪組組成，寬度1200mm、高度1700mm，該車具有全程卡軌功能，能夠實現全程卡軌，不掉到，不翻車功能，安全系數更高。（4）載重車：載重30噸，4160mm×1500mm×401mm。該車主要有以下特點：車輛在K160異形軌道系統運行時，確保不會掉道、翻車。

2.3 異形軌軌道系統

（1）異形軌軌道系統組成。該系統的組成相對而言較長，達到了830米。結合這一系統結構的相關布置來看，其主要涉及到了開始軌、凸軌、凹軌、阻車器、左（右）開道岔、道岔引軌，及若干托、各種直軌、壓繩輪等輪系、回繩站等結構。（2）托、壓繩輪的布置。在相應異形軌軌道系統的正常運行過程中，具體托、壓繩輪的有效布置可以說是比較重要的一個環節，其對于最終整個系統的運行流暢性能夠發揮出較強的積極作用價值，需要其重點圍繞著相關標準需求以及自身運行的特點進行設置，不僅僅要促使其能夠運行安全流暢，還需要盡可能降低磨損問題的出現，提升其使用壽命。（3）道岔。根據井下實際運輸情況，需要設置車場，以便于列車編組及人車的存放，因而必須配備左（右）開道岔。道岔采用氣動控制換向，每組道岔長約8m，可從中間分開解體運輸。專用車輛及煤礦現有車輛均可通過該道岔。

2.4 回繩站

回繩站在整個系統運行中的作用就是進行運輸系統的返回操縱，促使其能夠具備較為理想的循環運送效果。

2.5 電控系統

包括操作臺、變頻調速柜、跟車司機遙控信號發射機、檢測裝置等。（1）操作臺可以較為詳細模擬分析相應卡軌車的運行實際狀況，隨著相應科學技術的不斷成熟，其誤差也得到了較好控制，可以達到1米以下，并且在具體運輸載荷方面也能夠實現較為理想的分層次處理。（2）變頻器的運用同樣也能夠有效提升其整體運行效果，在該系統結構中，采用隔爆兼本安四象限變頻器，該變頻器能夠有效運用自動換向技術進行處理，如此也就能夠保障相應系統的運行控制精度更為理想，并且實現自動化的操作，降低了可能出現的各類問題和故障缺陷，在實際操作落實過程中，其往往還需要加強對于相關控制芯片的重點布置，促使其變頻芯片的運用能夠較為合理，對于制動等方面能夠發揮出理想效能；其具體的控制可以實現無速度傳感器矢量控制，如此也就能夠在實際運行過程中發揮出更為理想的作用效能。（3）相關顯示裝置的設置也是比較重要的一個方面，其主要就是為了促使相應顯示裝置能夠便于被監管人員查驗，進而也就能夠根據顯示出來的電壓、速度以及里程等基本參數進行調節，促使其控制工作的落實更為合理。（4）電控系統的運用不僅僅要促使其能夠在相關結構中發揮理想作用，還需要促使其自身具備理想的穩定運行效果，對于可能出現的超速以及欠速等問題形成有效控制規避。（5）越位保護裝置主要在系統運行中發揮避免運行車輛出軌的作用。（6）在系統運行中的一些關鍵節點進行限速控制也是比較重要的一個方面，其主要就是針對進出各轉載點和特殊區段進行設置。（7）通信裝置的有效配置同樣也是保障整個系統能夠發揮出理想作用效能的重要條件，避免相互之間沖突矛盾的產生。

3 結語

蘭花永勝煤礦井下運輸設備采用KSY140/280P型卡軌車不但實現了長運距巷道無接力直達運輸，而且在自動化方面也進行了一定的探索，操作的便捷性較為突出。endprint