煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统的选型设计.docx

煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统的选型设计张俊峰 , 李克民 , 王斌 , 杨贺(中国矿业大学 矿业工程学院 , 江苏 徐州 221008 )摘 要 : 针对煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统 , 采用系统分析的方法揭示了其系统构成 , 得出了选型计算公式 。分析结果表明 : 煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统由无轨胶轮车和相应的井巷硐室两部 分构成 , 一般包括副井 、辅助运输大巷 、采区上下山 、工作面材料巷等运输环节 ; 无轨胶轮车类 型 、规格与井巷硐室设计参数是相互匹配的 ; 通过分析得出煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统的选型原则和选型计算公式 ,关键词 : 无轨胶轮车 ;中图分类号 : TD 525能指导无轨胶轮辅助运输系统的选型设计 。辅助运输系统 ; 煤矿文章编号 : 0253 - 2336 ( 2009 ) 03 - 0056 - 03文献标志码 : ASe lec t ion D e s ign on Tra ck le ss Rubber - Tyred A ux il ia ryHa u la ge Sy stem in Un dergroun d M in eZHAN G J un2feng, L I Ke2m in, WAN G B in, YAN G H e( S chool of M in ing Eng ineering, Ch ina U n iversity of M in ing and Technology, X uzhou 221008, Ch ina )A b stra c t: A cco rd ing to track le ss rubbe r - tyred auxilia ry hau lage system in unde rground m ine, the p ap e r ana lyzed its componen ts ba sed on the m e thod s of system a tic ana lysis and p rovided the se lec tion ca lcu la tion fo rm u la. The ana lytica l re su lts showed tha t track le ss rubbe r - tyred veh ic le and its re la tive shaft cham be rs compo sed of the track le ss rubbe r - tyred auxilia ry hau lage system , auxilia ry shaft, the auxilia2 ry hau lage m a in roadway, d istric t rise and d ip , m a te ria ls in the wo rk ing face we re inc luded. The typ e s, sp ec ifica tion s, and shaft cham be rs de sign ing p a ram e te rs of the track le ss rubbe r - tyred veh ic le we re m u tua l m a tch ing. The p rinc ip le s and ca lcu la tion fo rm u la cou ld gu ide the se lec tion de sign on track le ss rubbe r tyre auxilia ry hau lage system.Key word s: track le ss rubbe r - tyred veh ic le; auxilia ry hau lage system; coa l m ine煤矿辅助运输泛指煤矿生产中除煤炭运输之外的各种运输的总和 , 主要包括材料 、设备和人员的 运输 , 有时也包括矸石等的运输 。它是整个煤矿运 输系统不可或缺的重要组成部分 。随着带式输送机可靠性的不断提高 , 以往制约煤矿生产的煤炭运输 问题已完全可以解决 。但是煤矿井下辅助运输系统 则相对落后 , 已经成为制约我国煤矿安全高效生产 的薄弱环节 。的辅助运输仍然采用小绞车 、电机车等多段分散落后的传统运输系统 , 存在着运输环节多 , 系统复杂 等问题 。从 20 世纪 90年代以来 , 国内少数新建矿井就已采用了新型高效的无轨辅助运输替代传统的有轨 辅助运输 。如神华集团万利煤炭分公司布尔台煤矿 是目前世界上单井设计生产能力 (年产 2 000万 t) 最大的地下开采煤矿 , 其辅助运输就采用了无轨胶 轮系统 ; 神东矿区 9个矿实现了无轨胶轮车辅助运1无轨胶轮辅助运输系统现状输 1 ;兖矿集团济宁三 矿将 原 有轨 道运 输 改造 为无轨胶轮辅助运输系统 , 已经成为当前我国煤矿井下辅助运输中最先进的系统之一 。无轨胶轮车 性能可靠 、运输效率高 , 可保证矿井的安全高效生 产 , 并能获得很好的经济效益 。无轨胶轮车运输 ; 晋城煤业集团寺河矿 、赵庄矿 ;潞安矿业集团和华晋焦煤王家岭煤矿等也采用了无 轨胶轮辅助运输系统 。2 无轨胶轮车总体选型原则目前 , 我国千万吨级的矿井中 ,辅助运输大都采用了无轨胶轮辅助运输系统 。但是绝大多数煤矿煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统由无轨胶轮车56张俊峰等 : 煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统的选型设计2009年第 3期和与其匹配的井巷硐室 2部分构成 。在无轨胶轮辅助运输系统的选型设计中 , 核心内容是无轨胶轮车 的选型 。1 ) 无轨胶轮车型式选型 。无轨胶轮车型式的 选择应根据运输对象的特点和作业要求确定 。运输 人员需用专用人车或客货两用车 , 运散料需用自卸式材料车 , 运小型设备需用固定式平板材料车 , 运 支架需用支架搬运车 , 清理巷道或装载需用多功能 铲运车或防爆装载机 。另外 , 还需配备一定数量的 特种车辆 。根据运输对象的特点 、载重 、巷道条件 , 无轨胶轮车可选铰接式车架或整体式车架 。2 ) 驱动方式和制动形式选型 。无轨胶轮车可 选驱动方式有 4 2 型和 4 4 型 2 种 。一般而言 , 底板条件较差 、巷 道 距离 长和 坡 度大 于 7 、工 作 面巷道运输类车辆和重型车辆应选用 4 4 型驱动方式 , 在坡度小于 7 且硬化的路面运输的运输类 车辆可用 4 2 型驱动方式 。无轨胶轮车应设置工 作制动 、停车制动和紧急制动 。3 ) 无 轨 胶 轮 车 外 形 尺 寸 选 型 。车 辆 外 形 宽 度 、高度和长度应 与煤 矿井 下 辅助 运输 巷 道的 宽度 、高度和最小转弯半径相匹配 。1 000 mm;b非行人侧 , 行车道边缘至巷道壁的最 小距离 , 可取 300 500 mm;d 无轨胶轮车宽度 , mm。图 1 无轨胶轮车单车巷道断面布置双车巷道 (图 2 ) 断面净宽 B 2 为B 2 = a + b + 2 d + 5003 无轨胶轮辅助运输系统的选型计算图 2 无轨胶轮车双车巷道断面布置2 ) 巷道通过高度 H 确定 。巷道通过高度H = c + e式中 , c为无轨胶轮车的高度 , mm; e为车辆顶部 与上方悬挂物之间的距离 (图 1 ) , 可以根据车辆 行驶的速 度 和 道 路 的 质 量 来 确 定 , 一 般 为 300 600 mm。3 12 无轨胶轮车硐室煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统中有无轨胶轮 车加油 、维修 、存放 、充电等硐室 。此外 , 当无轨 胶轮车单车道双向行驶时还需设会让站 , 一般每隔300 m 左右设置一个 。有时还需设换装硐室 、换向 硐室等 。3 13 无轨胶轮车运输能力计算1 ) 无轨胶轮车牵引力 F 为F = g (Q j + Q h ) ( sin +co s)煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统包括副井 、辅助运输大巷 、采区 (盘 区 ) 上下 山 、工 作 面材 料 巷等运输环节 , 具体的煤矿井下无轨胶轮辅助运输系统的构成以及 辅助 设 备的 选用 , 与煤 层 地质 条件 、开采方式和采掘机械化程度等多种因素有关 。3 11 无轨胶轮车辅助运输系统的井巷断面设计无轨胶轮车类型 、规格与巷道断面设计是相互 制约的 , 可以根据无轨胶轮车的类型和规格来确定巷道断面参 数 2 , 也 可 以 根 据 巷 道 断 面 参 数 、支护方式来确定无轨胶 轮 车的 类型 和 规格 3 。由 于矿井设计时巷道断面参数可以调整 ,无轨胶轮车类型和规格则相对有限 ,前一种方法 。1 ) 巷道宽度确定 。单车巷道 宽 B 1 为B 1 = a + d + b而可供选择的因此应该采用(图 1 ) 断面净2式中g 重力加速度 , m / s ;Q j 无轨胶轮车质量 , kg;式中a 人行道宽度 , 主要运输巷道一般取 1200 mm 以上 , 采区巷道一般取 800 572009年第 3期煤 炭 科 学 技 术第 37卷Q h 物料质量 ,巷道倾角 ,kg;( ) ;首次分析了无轨胶轮辅助运输系统的构成 , 系统地总结了其选型原则和计算公式 。无轨胶轮辅助运输 系统在煤矿井下具有较强的机动灵活性 , 因此有较 好的发展前景 。车辆和地面的阻力因数 。2 ) 无轨胶轮车台班运输能力 A 为= 60GT K KA参考文献 :1 2t式中G无轨胶轮车装载质量 , t;T 每班工作时间 , h;t无轨胶轮车往返一次所需时间 ,K1 无轨胶轮车载质量利用系数 ; 1 戴志晔 1煤矿井下无轨胶轮车的现状及应用 J . 煤炭科学技术 , 2003 ( 2 ) .张荣立 , 何国纬 , 李 铎 1采矿工程设计手册 M . 北京 :煤炭工业出版社 , 2003.姜汉军 1矿井辅助运输设备 M . 徐州 : 中国矿业大学出 版社 , 2008.邹喜正 , 刘长友 1 安全高效矿井开采技术 M . 徐州 : 中国矿业大学出版社 , 2007. 2 m in; 3 K2 无轨胶轮车工作时间利用系数 。3 ) 无轨胶轮车台数 n 为Q K4 K5 4 n =A K3作者简介 : 张俊峰 ( 1984 - ) , 男 , 山西乡宁人 , 中国矿业大学硕 士 研 究 生 , 主 要 从 事 煤 矿 开 采 与 设 计 方 向 的 研 究 。 Te l, E - m a il: sxzjf3 1631com式中Q 按年运输量计算的班运输量 ,K3 无轨胶轮车出车率 ;K4 无轨胶轮车的备用系数 ;K5 班运输不均衡系数 。t /班 ;收稿日期 : 2008 - 12 - 13; 责任编辑 : 王宗禹根据文献 3 煤矿井下无轨胶轮车辅助运输系统中车辆的数量也可以根据经验来确定 , 如年产600万 t以上的矿井配置 23台运人车 , 配置 3 台 中小型设备运输车 , 配置 3 台小型材料运输车等 。4 ) 无轨胶轮车运行时间 T1 为合康井下 6 kV 高压变频器通过 KY认证2009年 2月 12 日 , 北京合康亿盛科技有限公 司与山东某矿业集团合作的 6 kV /315 kW 井下高压 变频器 , 通过了国家煤矿防爆安全产品质量监督检 验中心检验 , 取得了矿用一般型 KY认证 。该井下高压变频器是根据 GB 12173 - 1990 矿 用一般型电气设备 、 GB / T3797 - 2005 电气控制设备 、Q / SJH KY001 - 2008 矿用 一般 型 中 压 变 频器 等几项国家标准 , 进行了长达 2 个 月的 型式试验 , 最终通过了严格试验 , 取得了矿用一般型 KY认证 。从国家煤矿防爆安全产品质量监督检验 中心数据库所查 , 北京合康是目前率先通过井下高 压变频矿用一般型产品的企业 。作为一家专业生产销售高压变频器的民营高科 技公司 , 北京合康亿盛科技有限公司自成立以来 ,一直致力于高压变频器领域新技术的研发与突破 ,此次是北京合康继矢量控制带能量回馈型高压变频 器应用于煤炭行业井上提升设 备通 过鉴 定 认证 之后 , 又一次应用于井下提升设备的鉴定认证 。这再一次证明了合康高压变频调频技术在煤炭行业的领 军地位 。“合康 ”已成为国内变频器在煤炭行业的知名品牌 。 LT1 = K+ Sv式中K车辆运行不平衡系数 ;L 运输区间单程长度 ,