煤矿采区辅助提升及运输设备的选型

李亚更

摘要：文章结合某矿采区的实际，对其辅助提升及运输系统的设备选型进行了计算分析。

关键词：提升能力；轨道绞车；采区

中图分类号：TD52 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）17-0107-02

1采区轨道情况介绍

轨道下山一期工程全长920 m，倾角在10 ̊~17 ̊，平巷段170 m。上车场为甩车场，下车场为平车场，单钩提升。轨道型号选为30 kg/m。

采区年产量为120万 t，矸石率按10%计。最大班下井人数为150人，下放支架最大件重量18.5 t。提升容器为2 t非标矿车，轨距900 mm，满载重量3 600 kg。一次串车数为3辆矿车。人车选用XRB15-9/6型，采用两头一挂，每节车满载人数为15人，头车自重2 480 kg，挂车自重2 074 kg。皮带下山第二部高强人行侧设架空乘人装置，满足人员上下。

2轨道绞车的选型

①绳端荷重：

提矸：Q=3×（3 600+1 290）×（Sin17 ̊+0.015Cos17 ̊）

=4 499 kg=44 093 N；

提大件：Q=（18 500+1 500）×（Sin17 ̊+0.015Cos17 ̊）

=6 134 kg=60 113 N；

提人：Q=（2 480×2+2 074+15×3×70）×（Sin17 ̊+0.015 Cos17 ̊）=3 123 kg=30 610 N

②钢丝绳选择：选用6×19-∮31-170-特-钢丝绳，Qf=60 850 kgf，dk=31 mm，pk=3.383 kg/m，δmax=2.0 mm。

安全系数：提人时m=60 850/〔3 123+1 000×3.383×（Sin17 ̊+0.2Cos17 ̊）〕=12.78>9

提大件时m=6 0850/（6 134+1 000×3.383×（Sin17 ̊）+

0.2Cos17 ̊））=7.62>7.5，均满足规程要求。

③绞车选型：Dg≥60 dk=60×31=1 860 mm

选用JKYB2.5×2.3XP型液压防爆绞车，D=2.5 m，B=2.3 m，F=90 kN，V=3.2 m/s，主油泵电机280 kW，660 V。

天轮选用TD 1400/2000型游动天轮。

钢丝绳最大静张力：Fzmax=6 134+1 000×3.383×（Sin17 ̊+

0.2Cos17 ̊）=7 988 kg=79.88 kN<90 kN

提最大件时最大静拉力小于绞车允许的最大静拉力，所选绞车满足要求。滚筒缠绕层数：经计算钢丝绳在滚筒上缠绕两层，容绳量为1 034 m，符合规程要求。

④提升能力：提升最大速度3.2 m/s，提升一次循环时间为1 535 s，提人一次循环时间为1 175 s，最大班提矸时间为1.53 h，最大班提升物料时间为1.7 h，最大班提升及下放人员时间为1.14 h。每班提升时间4.37 h，每天三班提升时间13.11 h，符合规定时间。

3采区煤炭运输

根据采区年产量对运输设备能力的要求，以及各条皮带机的有关设计参数，对皮带下山、上仓皮带进行如下选型计算及效验。己一皮带下山胶带输送机，由于皮带下山巷道分为两个阶段，即倾角在17 ̊的550 m、倾角在3 ̊~13 ̊的950 m。所以皮带下山设计为两部皮带机。

3.1第一部胶带输送机

设计参数：B=1 000 mm；L=550 m；V=2.5 m/s；β=17 ̊；Q=450 t/h。

①胶带运行阻力的计算：W2-3=（50+34+14.66）×550

×0.05Cos17 ̊+（50+34）×550×Sin17 ̊=16 102 kg

按悬垂度要求：

S2=5（q+qd）l g'Cosβ=5（50+34）×1.5Cos17 ̊=602 kg

S3=S2+W2-3=602+16 102=16 04 kg

W1-6=（qd+qg）L1-6ω'Cosβ-qdL1-6 Sinβ=（34+17/3）

×550×0.04Cos17 ̊-34×550×Sin17 ̊=-4 633 kg

②胶带张力的计算：

S1=S2/1.06=568 kg；S4=1.06S3=17 706 kg；

S5=S4=17 706 kg；S6=S1-W1-6=568-（-4 633）=5 201 kg

③胶带强度验算：Smas=S5=17 706 kg。安全系数m=B·Gx/Smas=100×2 000/17 06=11.3>7满足要求。

④电机功率计算：

W0V （S5-S6）×2.5 （17 706-5 201）×2.5

N=K·——— = 1.2×——— = 1.2×————

102 η102×0.9 102×0.9

=410 kW

经计算得出：该部皮带机采用双电机驱动，两台YB 355L 2-4电动机，功率为N=315 kW×2；限矩偶合器YOXIIsjIIz650型2台；选用B=1 000 mm、ST 2000阻燃钢丝绳芯胶带。

3.2第二部胶带输送机

设计参数：B=1 000 mm；L=950 m；Q=450 t/h；β=3 ̊~13 ̊（垂高165 M，取β=10 ̊）

①胶带运行阻力的计算：W2-3=（50+34+14.66）×950×0.05Cos10 ̊+（50+34）×950×Sin10 ̊=4 615+13 857=18 472 kg

按悬垂度要求：

S2=5（q+qd）l g'Cosβ=5（50+34）×1.5 Cos10 ̊=620 kg

S3=S2+W2-3=620+18 472=19 092 kg

W1-6=（qd+qg）L1-6ω'Cosβ-qdL1-6Sinβ

=（34+17/3）×950×0.04Cos10 ̊-34×950×Sin10 ̊

=1 484-5 608=-4 125 kg

②胶带张力的计算：

S1=S2/1.06=585 kg；S4=1.06S3=20 238 kg；

S5=S4=20 238 kg；S6=S1-W1-6=585-（-4 125）=4 710 kg

③膠带强度验算：Smas=S5=20 238 kg。

安全系数m=B·Gx/Smas=100×2 000/20 238=9.89>7，满足要求。

④电机功率计算：

W0V（S5-S6）×2.5（20 238-4 710）×2.5

N=K·———=1.2×—————=1.2×—————

102 η102×0.9 102×0.9

=508 kW

经计算得出：该部皮带机采用双电机驱动，两台YB 355 L2-4电动机，功率为N=315 kW×4；限矩偶合器YOXIIsjIIz 650型4台；选用B=1 000 mm、ST 2000阻燃钢丝绳芯胶带。

3.3上仓胶带输送机

设计参数：B=1 000 mm；L=550 m；V=2.5 m/s；Q=450 t/h；β=21 ̊

①胶带运行阻力的计算：W2-3=（50+34+14.66）×550×0.05Cos21 ̊+（50+34）×550×Sin21 ̊=19 090 kg

按悬垂度要求

S2=5（q+qd）l g'Cosβ=5（50+34）×1.5 Cos21 ̊=588 kg

S3=S2+W2-3=588+19 090=1 9678 kg

W1-6=（qd+qg"）L1-6ω"Cosβ-qdL1-6Sinβ=（34+17/3）×550×0.04 Cos21 ̊-34×550×Sin21 ̊=-5 886 kg

②胶带张力的计算：

S1=S2/1.06=555 kg；S4=1.06S3=20 859 kg

S5=S4=20 859 kg；S6=S1-W1-6=555-（-5 886）=6 441 kg

③胶带强度验算：Smas=S5=2 0859 kg

安全系数m=B·Gx/Smas=100×2 000/20 859=9.6>7，满足要求。

④电机功率计算。

W0V （S5-S6）×2.5（20 859-6 441）×2.5

N=K·———=1.2×————=1.2×————

102η 102×0.9 102×0.9

=471 kW

经计算得出：该部皮带机采用二电机驱动，2台YB 355 L2-4电动机，功率为N=315 kW×2；限矩偶合器YOXIIsjIIz 650型2台；选用B=1 000 mm、ST 2000阻燃钢丝绳芯胶带。

参考文献：

[1] 张海滨.浅谈煤矿辅助运输设备的合理选用[J].中国新技术新产品,2014,(2).