煤矿井下无轨胶轮车优化设计方案

1、煤矿井下无轨胶轮车优化设计方案甄浩1 ，梁晓珍1，李凡2，(1河北工程大学资源学院，河北邯郸 056038；2神东煤炭集团公司保德煤矿，山西忻州 036603 )摘要：目前，我国煤矿井下辅助运输状况相比于国外先进采煤国家还有很大差距，辅助运输的落后与开采技术的突飞猛进、采煤机械化程度的显著提高相比显得格格不入。因此，改良辅助运输方式极为迫切。山西临汾某整合矿井仍采用传统的轨道运输系统，存在着运行环节多、速度慢、效益低、占用人员和设备多及安全、适应性和机动性均较差等问题,已成为制约其生产发展的薄弱环节。鉴于以上认识，本次优化设计目的即将现有的井下轨道辅助运输方式改为无轨胶轮车运输，通过优化改造后

2、，在生产、运输及安全等方面取得了良好的成效。关键词：无轨胶轮车；辅助运输；优化设计方案；车辆选型The Optimized Design Scheme of Mine Trackless Rubber-Tyred VehicleZHEN Hao1，LIANG Xiao-Zhen1，LI Fan2，(1. School of Resource Science，Hebei University of Engineering, Handan , Hebei 056038，China；2. Shenhua Shendong Coal Group Corporat

3、ion Limited Baode Colliery ,Xinzhou, Shanxi 036603, China)Abstract：At present, compared to the advanced foreign coal mining countries, there is a great gap in China's coal mine auxiliary transportation condition, its inharmonious between the backward of auxiliary transportation and the

4、 high speed developing of mining technology and the significantly improving of the coal mining mechanization level. Therefore, its extremely urgent to improve the way of auxiliary transportation. An integration of mine is still using the traditional auxiliary transportation system in Shanxi LinFen,

5、which exists the operational links, slow speed, low efficiency, occupation of personnel and equipment and safety, adaptability, mobility is poor and so on, that has become the weak link of restricting the development of production. In view of the above understanding, the purpose of the optimized des

6、ign scheme is to transform the existing way of underground rail auxiliary transportation into Trackless Rubber-Tyred Vehicle transportation, through the optimized of transformation, we achieved good results in the production, transportation and safety aspects.Keywords: trackless rubber-tyred vehicle

7、; auxiliary transportation; optimized design scheme；vehicle style selection1无轨胶轮车的优点井下防爆无轨胶轮车由于它无轨道的限制, 具有适应性强、机动灵活性好、安全高效的特点 1。它多采用铰接车身, 前车用于牵引, 后车用于承载, 转弯半径较小(3-6m), 能够在井下巷道的恶劣路面上自由行驶。车身较低, 一般不超过1.5m, 矮的不超过lm, 使用泡沫塑料轮胎或重型充气轮胎, 行驶速度较低(1-6m/s)2。与传统的辅助运输方式相比,最主要的优势在于可实现一次装载后从地面直到采区工作面或从井口至采区工作面不经转载的直

8、达运输，运速快、运输能力大，从而可大量节省辅助运输人员和提高运输效率3。同时还具有车型多；应用范围广；爬坡能力强；载重能力大；运输成本低等特点, 不受轨道限制,通过能力大,减人增效,初期投资费用低4。因此，无轨胶轮车的应用不仅极大地提高了矿井的生产能力和运输效率，而且也为安全生产提供了保障，它解决了长期以来辅助运输制约矿井生产能力的瓶颈问题, 为提高矿井生产能力创造了条件5。2该矿原相关设计概况2.1提升系统矿井设计生产能力为120万t/a。设计为主、副和风井，三个立井开拓方式。只对原有提升系统进行改造。副井井筒净直径D7000mm，装备一对1.0t单层双车非标罐笼（一宽一窄），宽罐笼净宽17

9、06mm，净长5600mm；窄罐净宽1020mm，净长5600mm。提升机型号为JKMD-3.5×4()E多绳摩擦式提升系统。2.2辅助运输系统原设计矿井人员、材料、设备及矸石等均通过副立井一对罐笼升降。入井材料和设备至井底后由矿车经辅助运输大巷轨道大巷工作面运输顺槽（工作面回风顺槽）回采工作面。上述运输路线均为600mm轨距矿车运输。运输距离在19603060米之间。井下矸石及其它升井物料沿相反方向运行。3 井下辅助运输环节优化3.1副井提升系统的优化基于副立井实际情况，重新布置井筒平面，设计尽量优化加宽原宽罐笼宽度尺寸，使满足绝大多数无轨胶轮车能直接进出。个别大型支架搬动车和铲运

10、车在井下组装。优化后装备一对1.0t单层双车非标罐笼（一宽一窄），宽罐笼净宽由1700mm 扩大为2040mm其他不变。提升中心线位置有了变化，相应井架需重新设计。宽罐笼优化后，可以使井上下材料、人员及小型设备装上无轨胶轮车直接进出，不用换装，入井材料、设备等直接可运至使用地点。仅重型综采支架、采煤机和长材料需要用平板车或者吊装井下，然后进换装硐室进行换装，由无轨胶轮车运至使用地方。3.2井底车场新增主要硐室采用无轨胶轮车后，井底需新增如下硐室：综采支架、铲运车组装检修硐室；大件换装硐室；无轨胶轮车存放硐室；加油硐室。上述硐室均独立通风。3.3井下辅助运输巷道优化改造现有井底车场巷道、辅助运输

11、大巷及轨道大巷，采用混凝土铺底。其中井底车场巷道采用混凝土铺底和轨道并存方式，轨道顶面与混凝土顶面平齐，轨道嵌埋入混凝土底板中。辅助运输大巷及轨道大巷，采用混凝土铺底，拆除现有轨道。首采工作面采用两条顺槽布置，上部为2101通风运料回风顺槽，下部为2101胶带输送机运输顺槽，均采用混凝土铺底。采区新增错车场3个，错车场间隔500m左右设置一个。错车场采用矩形断面，锚网索喷支护。规格：长25m，净宽6.2m，净高3.0m，断面积18.6m2，单个掘进工程量465m3，共计1395m3。新增井下工程量见表1：表1 新增井巷工程量Table1 New roadway engineering顺序工 程

12、 名 称坡度(o)岩石硬度系数长度(m)断面形状掘进断面(m2)掘进体积巷道支护水沟（m）(m3)煤岩方式厚度1井底车场046300矩形17.8270锚网喷1503002检修组装与支架、大件换装硐室0-104630半圆拱56.11683锚网喷450303无轨胶轮车存放硐室及加油硐室0-1046120半圆拱26.83360锚网喷150304错车场0-104675矩形18.61395锚网喷1505采区排水泵房及变电所0-104660矩形16.2971.4锚网喷1506采区水仓0-1046370半圆拱9.073355.9混凝土浇筑2004无轨胶轮车选型及数量4.1、人员运输设备选型及数量由于本矿年产

13、量1.2Mt/a，设计优先考虑客货两用车。设计根据矿井最大罐笼尺寸、提升重量、巷道断面情况，选用WC2J（B）防爆柴油机无轨胶轮车。按百万吨配置2.2台计算，设计选用三台WC2J（B）防爆柴油机无轨胶轮车。4.2、运输设备选型及数量该矿井下主要大型机电产品有综采支架、采煤机等，其它则为常规的矿用机电产品。由于井筒净直径为7.0m，本次设计装备最大宽罐笼尺寸为2040mm*5600mm。设计考虑井下大型设备、长材等，仍采用矿用有轨平板车装入宽罐笼进行升降，大型设备、长材等进入井下的换装硐室进行换装，装到支架搬运车和材料车上，然后井下运输。对于大型机电产品包括综采支架、皮带、移变等，设计选用一辆W

14、C25EJ支架搬运车.4.3一般设备运输车选型及数量一般小型矿用机电产品和设备设计采用3t无轨胶轮车直接进出罐笼进行升降运输。根据煤矿设计产量来确定设备车的数量，按百万吨配置3台计算，本矿按1.2Mt/a计算，设计选用三台WC3Y(B)防爆柴油机无轨胶轮车。4.4、材料运输设备选型及数量井下辅助运输大巷长度约230m，辅助运输下山最远约900m，工作面回风顺槽长度约1450m。材料车重车大巷中运行速度按12km/h计算，下山按8km/h计算，运输顺槽按6.5 km/h计算；空车按19 km/h计算，间歇时间按0.3h计算。经计算一辆材料车运行往返时间约为0.79h。材料运输按最大60车计算，即

15、60t。根据煤矿最大班材料量来确定材料车的数量，设计选型WC2J（B）防爆柴油机无轨胶轮车，该车额定载重量2000kg。一辆材料车运行往返时间为0.79h。单班运输时间按6h计算，单车单班运料14.1吨。矿井材料运输按最大60车计算，即60t。即需要材料运输车辆为60/14.1=4.25辆。设计取5辆。4.5、矸石及松散物料运输选型根据矸石的生成量和巷道工程中散物料的使用量及巷道断面尺寸来确定车辆的大小和吨位。一般选型车辆的宽度尺寸是按巷道宽度的0.4倍系数来考虑，便于会车；故设计选用WC1.9J防爆柴油机无轨胶轮车。4.6、井下无轨胶轮车型号及数量表：表2 无轨胶轮车型号及数量表Table2

16、 The type and quantity of trackless rubber-tyred vehicle 序号名称型号数量(台)1人员运输车WC2J(B)32支架搬运车WC25EJ13一般设备搬运车WC3Y(B)34材料运输铲运车WC2J(B)55矸石及松散物料运输WC1.9J15 结论1、该矿改为无轨胶轮车运输之后，较之前传统辅助运输相比，辅助运输人员占井下工人总数由1/3减为1/7；全员工效由68.45t/工提高到81.23t/工；大幅度的提高了员工的工作效率。2、综采工作面搬家, 传统的拆、运、装运输方式需用30005000个工, 需要3050天；而采用无轨支架搬运车仅需23周, 而且所需人员少得多。大大缩短了工作时间。3、传统的辅助运输系统运营费用约占吨煤成本的18%, 约为14元，而改为无轨胶轮车运输后，吨煤运输费用仅为3.5元, 远远低于传统的辅助运输形式。节约了运煤成本。4、此次无轨胶轮车实践改造证明，无轨胶轮车具有安全高效、适应性强、机动灵活应用范围广等特点，在整体运送和安装支架等方面优越性突出，能够达到提高煤矿辅助运输效率,减员增效的目的。参考文献：1张彦禄.我国防爆无轨胶轮运输车辅助运输的应用与启示J.煤炭工程，2006,(6)：39-43.2 王滨.煤矿井下无轨胶轮车的特性与优化研究J.科技风, 2010,(11):266.3 戴志晔.煤