龍鑫煤礦改擴(kuò)建后礦井輔助運輸方式的選擇

摘 要：輔助運輸是礦井生產(chǎn)的重要組成部分，承擔(dān)著礦井井下材料、設(shè)備和人員的運輸。選擇合理的、高效的輔助運輸方式對礦井建設(shè)具有重要的意義，本文結(jié)合龍鑫煤礦改擴(kuò)建井實際，對其輔助運輸方式進(jìn)行了分析，并對運輸設(shè)備進(jìn)行了選型。

關(guān)鍵詞：輔助運輸方式；無軌膠輪車；選型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.076

1 礦井概況

龍鑫煤礦由原龍鑫煤礦、龍巖煤礦及大河壩煤礦兼并重組而成，兼并重組后礦井生產(chǎn)能力為1.20Mt/a，一期0.60Mt/a，布置一個12采區(qū)、一個1205綜采工作面和兩個煤巷掘進(jìn)工作面和兩個巖巷開拓掘進(jìn)工作面。為保證煤流運輸?shù)倪B續(xù)性，井下煤炭主要運輸系統(tǒng)及主斜井運輸均選用帶式輸送機(jī)輸送煤炭。

2 采區(qū)主要輔助運輸方式選擇

12采區(qū)巷道長507m，角度為0～-17～-18～0°，內(nèi)鋪設(shè)架空乘人裝置，最大班下井人數(shù)為140人/班。1205工作面軌道順槽：1205工作面軌道順槽長L=694m，角度2.5°。常用的井下輔助運輸裝備有單軌吊、膠套輪機(jī)車、無極繩連續(xù)牽引車、架空乘人裝置、防爆無軌膠輪車等輔助運輸裝備，本文通過對各種運輸方式優(yōu)缺點的比較，結(jié)合礦井現(xiàn)狀分析，采用采用無極繩絞車牽引礦車的運輸方式，運送1205工作面產(chǎn)生的矸石及需要的物料。

3 輔助運輸設(shè)備選型

3.1 架空乘人裝置選型及計算

12采區(qū)巷道架空乘人裝置，根據(jù)最大班下井工人140人，12采區(qū)架空乘人裝置選型計算如下：（1）初選以下參數(shù)：①吊椅間距：λ1=15m；②鋼絲繩運行速度：V=1.12m/s；③運輸能力：Qr=268人/h；④鋼絲繩規(guī)格：6×19-φ18-1570（q0=1.19kg/m）；⑤驅(qū)動輪和牽引繩的圍包角а=180°；⑥摩擦系數(shù)μ=0.25。

（2）鋼絲繩在牽引中張力的計算。最小處張力：Smin=C×q0×g，式中：Smin―最小張力，N；C―鋼繩的撓度系數(shù)，取C=1000；g―重力加速度，g=9.81m/s2。經(jīng)計算，Smin=11673.9N。

（3）各點張力。①當(dāng)下放側(cè)沒有人乘坐但是上升一側(cè)運輸滿員時：線路運行阻力：W4-1=[q0+（Q1+Q2）/λ1]×（ωcosα0+sinα0）Lg =10093.6N；W2-3=q0×（ωcosα0-sinα0）Lg= -2656.2N；各點張力：S3=Smin=11673.9N，S4=1.01S3=11791N，S1=S4+W4-1=21884.2N，S2=S3-W2-3=14330N。式中：q0—每米鋼絲繩的質(zhì)量；Q1—每個人的重量.取Q1=75kg；Q2—每個吊椅的重量.取Q2=15kg；ω—牽引鋼絲繩運行阻力系數(shù)，動力時取ω=0.02，制動時取ω=0.015。

②當(dāng)下放側(cè)滿員而上升側(cè)無人時：線路運行阻力：W4-1=q0×（ωcosα0+sinα0）Lg=3022N，W2-3=[q0+（Q1+Q2）/λ1]×（ωcosα0-sinα0）Lg=-8892N；各點張力：S3=Smin=11673.9N，S4=1.01S3=11790.7N，S1=S4+W4-1=14813N，S2=S3-W2-3=20566N。

（4）驅(qū)動輪防滑校驗。當(dāng)下放側(cè)無人而上升側(cè)滿員時，（動力運行狀態(tài)）且S1-S2>0，S1/S2=3.5符合要求。當(dāng)下放側(cè)滿員而上升側(cè)無人時，（制動運行狀態(tài)）且S1-S2>0，S2/S1=1.38<еμα符合要求。式中：μ—鋼絲繩和襯墊的摩擦系數(shù).取μ=0.25，α—圍包角。

（5）牽引鋼絲繩計算：SK=m×Smax，式中：SK—破斷拉力總和，M—鋼絲繩的最低安全系數(shù).取m=6；Smax—最大張力。經(jīng)計算，SK=131.3kN<168kN，鋼絲繩6×19-Ф18，公稱抗拉強(qiáng)度1570Mpa，滿足要求。

（6）電動機(jī)功率的計算。動力運行時：Nе=Kъ（S1-S2）υ/1000η=16.92kW，式中：Kъ—電動機(jī)功率備用系數(shù)1.6；η—傳動功率，η=0.8；制動運行時：Nе=12.9kW，選取電動機(jī)功率為22.0kW，確定架空乘人裝置型號：RJKY22-18型。

3.2 無極繩絞車選型及計算

1205工作面軌道順槽長L=694m，角度2.5°；矸石運輸量：1.8萬t/a，54.5t/d；材料量：1.8萬t/a，54.5t/d，每天3班生產(chǎn)，每班1.0t礦車數(shù)量為19輛；液壓支架重量：35t。根據(jù)上述情況，擬選用SQ-1200/55無極繩絞車，絞車功率為55kW，鋼絲繩直徑為22mm，絞車牽引力為50kN，牽引速度為0.67m/s，巷道運輸距離長度為700m，每鉤運輸設(shè)備不得超過5輛1.0t標(biāo)準(zhǔn)礦車，牽引設(shè)備總重不得超過35t，梭車重量1.5t。

（1）牽引力能力計算：F=（M+M0）（0.02cosβ+sinβ）g+2μqRgL

式中：M—最大牽引質(zhì)量，35000kg；M0—梭車質(zhì)量，M0=1500kg；

β—運行線路中最大坡度，2.5°；μ—阻力系數(shù)，μ=0.2；qR—單位長度鋼絲繩的重量，1.67kg/m；L—運輸距離，700m；g—重力加速度，g=10N/kg。經(jīng)計算，F(xiàn)=27.88kN<50kN，根據(jù)上式可知，SQ-1200/55無極繩絞車最大牽引力可以滿足牽引35t設(shè)備的要求。

（2）功率驗算：N=Fv/η，式中：v—牽引重車時速度，v=0.67m/s；η—絞車傳動效率，η=0.85。經(jīng)計算，N=21.98kW，選用55kW無極繩絞車的功率備用系數(shù)為K=55/N=2.5023。選用SQ-1200/55無極繩絞車功率備用系數(shù)為2.5，富余系數(shù)大于1.1，絞車功率滿足使用要求。

4 結(jié)束語

提高輔助運輸機(jī)械化程度，能較快和較大幅度地提高礦井全員效率，尤其是提高工作面搬家效率，減少因搬家對生產(chǎn)造成的影響。因此，選擇合理的、高效的輔助運輸方式對礦井建設(shè)具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王國強(qiáng).鑫安煤礦架空乘人裝置選型設(shè)計[J].煤炭技術(shù)，2011（10）.

[2]毛春雷，吳佑儉.東嶺背鎢錫礦2#盲斜井架空乘人索道系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[J].機(jī)械工程與自動化，2014（05）.

作者簡介：王丹丹（1982-），女，河南鄭州人，本科，中級工程師，主要從事礦井機(jī)械設(shè)備選型與設(shè)計工作。