龙鑫煤矿改扩建后矿井辅助运输方式的选择

摘 要：辅助运输是矿井生产的重要组成部分，承担着矿井井下材料、设备和人员的运输。选择合理的、高效的辅助运输方式对矿井建设具有重要的意义，本文结合龙鑫煤矿改扩建井实际，对其辅助运输方式进行了分析，并对运输设备进行了选型。

关键词：辅助运输方式；无轨胶轮车；选型

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

1 矿井概况

龙鑫煤矿由原龙鑫煤矿、龙岩煤矿及大河坝煤矿兼并重组而成，兼并重组后矿井生产能力为1.20Mt/a，一期0.60Mt/a，布置一个12采区、一个1205综采工作面和两个煤巷掘进工作面和两个岩巷开拓掘进工作面。为保证煤流运输的连续性，井下煤炭主要运输系统及主斜井运输均选用带式输送机输送煤炭。

2 采区主要辅助运输方式选择

12采区巷道长507m，角度为0～-17～-18～0°，内铺设架空乘人装置，最大班下井人数为140人/班。1205工作面轨道顺槽：1205工作面轨道顺槽长L=694m，角度2.5°。常用的井下辅助运输装备有单轨吊、胶套轮机车、无极绳连续牵引车、架空乘人装置、防爆无轨胶轮车等辅助运输装备，本文通过对各种运输方式优缺点的比较，结合矿井现状分析，采用采用无极绳绞车牵引矿车的运输方式，运送1205工作面产生的矸石及需要的物料。

3 辅助运输设备选型

3.1 架空乘人装置选型及计算

12采区巷道架空乘人装置，根据最大班下井工人140人，12采区架空乘人装置选型计算如下：（1）初选以下参数：①吊椅间距：λ1=15m；②钢丝绳运行速度：V=1.12m/s；③运输能力：Qr=268人/h；④钢丝绳规格：6×19-φ18-1570（q0=1.19kg/m）；⑤驱动轮和牵引绳的围包角а=180°；⑥摩擦系数μ=0.25。

（2）钢丝绳在牵引中张力的计算。最小处张力：Smin=C×q0×g，式中：Smin―最小张力，N；C―钢绳的挠度系数，取C=1000；g―重力加速度，g=9.81m/s2。经计算，Smin=11673.9N。

（3）各点张力。①当下放侧没有人乘坐但是上升一侧运输满员时：线路运行阻力：W4-1=[q0+（Q1+Q2）/λ1]×（ωcosα0+sinα0）Lg =10093.6N；W2-3=q0×（ωcosα0-sinα0）Lg= -2656.2N；各点张力：S3=Smin=11673.9N，S4=1.01S3=11791N，S1=S4+W4-1=21884.2N，S2=S3-W2-3=14330N。式中：q0—每米钢丝绳的质量；Q1—每个人的重量.取Q1=75kg；Q2—每个吊椅的重量.取Q2=15kg；ω—牵引钢丝绳运行阻力系数，动力时取ω=0.02，制动时取ω=0.015。

②当下放侧满员而上升侧无人时：线路运行阻力：W4-1=q0×（ωcosα0+sinα0）Lg=3022N，W2-3=[q0+（Q1+Q2）/λ1]×（ωcosα0-sinα0）Lg=-8892N；各点张力：S3=Smin=11673.9N，S4=1.01S3=11790.7N，S1=S4+W4-1=14813N，S2=S3-W2-3=20566N。

（4）驱动轮防滑校验。当下放侧无人而上升侧满员时，（动力运行状态）且S1-S2>0，S1/S2=3.5符合要求。当下放侧满员而上升侧无人时，（制动运行状态）且S1-S2>0，S2/S1=1.38<еμα符合要求。式中：μ—钢丝绳和衬垫的摩擦系数.取μ=0.25，α—围包角。

（5）牵引钢丝绳计算：SK=m×Smax，式中：SK—破断拉力总和，M—钢丝绳的最低安全系数.取m=6；Smax—最大张力。经计算，SK=131.3kN<168kN，钢丝绳6×19-Ф18，公称抗拉强度1570Mpa，满足要求。

（6）电动机功率的计算。动力运行时：Nе=Kъ（S1-S2）υ/1000η=16.92kW，式中：Kъ—电动机功率备用系数1.6；η—传动功率，η=0.8；制动运行时：Nе=12.9kW，选取电动机功率为22.0kW，确定架空乘人装置型号：RJKY22-18型。

3.2 无极绳绞车选型及计算

1205工作面轨道顺槽长L=694m，角度2.5°；矸石运输量：1.8万t/a，54.5t/d；材料量：1.8万t/a，54.5t/d，每天3班生产，每班1.0t矿车数量为19辆；液压支架重量：35t。根据上述情况，拟选用SQ-1200/55无极绳绞车，绞车功率为55kW，钢丝绳直径为22mm，絞车牵引力为50kN，牵引速度为0.67m/s，巷道运输距离长度为700m，每钩运输设备不得超过5辆1.0t标准矿车，牵引设备总重不得超过35t，梭车重量1.5t。

（1）牵引力能力计算：F=（M+M0）（0.02cosβ+sinβ）g+2μqRgL

式中：M—最大牵引质量，35000kg；M0—梭车质量，M0=1500kg；

β—运行线路中最大坡度，2.5°；μ—阻力系数，μ=0.2；qR—单位长度钢丝绳的重量，1.67kg/m；L—运输距离，700m；g—重力加速度，g=10N/kg。经计算，F=27.88kN<50kN，根据上式可知，SQ-1200/55无极绳绞车最大牵引力可以满足牵引35t设备的要求。

（2）功率验算：N=Fv/η，式中：v—牵引重车时速度，v=0.67m/s；η—绞车传动效率，η=0.85。经计算，N=21.98kW，选用55kW无极绳绞车的功率备用系数为K=55/N=2.5023。选用SQ-1200/55无极绳绞车功率备用系数为2.5，富余系数大于1.1，绞车功率满足使用要求。

4 结束语

提高辅助运输机械化程度，能较快和较大幅度地提高矿井全员效率，尤其是提高工作面搬家效率，减少因搬家对生产造成的影响。因此，选择合理的、高效的辅助运输方式对矿井建设具有重要的意义。

参考文献：

[1]王国强.鑫安煤矿架空乘人装置选型设计[J].煤炭技术，2011（10）.

[2]毛春雷，吴佑俭.东岭背钨锡矿2#盲斜井架空乘人索道系统优化设计[J].机械工程与自动化，2014（05）.

作者简介：王丹丹（1982-），女，河南郑州人，本科，中级工程师，主要从事矿井机械设备选型与设计工作。