永胜煤矿井下长运距巷道无接力直达运输方案选型

张晓光

摘 要：本文对山西省朔州市平鲁区兰花永胜煤业有限公司矿井井下运输设备进行了选型计算，并且介绍了异形卡轨车的特点及结构组成。

关键词：永胜煤矿；无接力直达运输；方案选型

中图分类号：TB21 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）15-0162-02

2014年年底山西省朔州市平鲁区兰花永胜煤业有限公司矿井井下施工过程中发现地质情况与矿井地质报告所探测内容发生偏差，矿井井下开拓需要进行较大调整。调整后井下轨道暗斜巷就需要承担相应运输职责，对于人员以及各类材料的运输都需要引起高度重视，促使其能够表现出较为理想的实用性承载效果。从采区轨道巷方面进行分析，其表现为矩形断面，宽度为4.0m，净高为3.2m，净断面积为12.8m2，在施工处理过程中采用了锚网喷支护手段。对于轨道暗斜巷的处理而言，其主要表现为半圆拱形断面，净宽微3.8m，净高为3.50m，净断面积11.71m2，同样也采用锚网喷支护进行操作。巷道条件简化为：0°平段长50m；18°坡长150m；0°平段长210m；110°水平拐弯，18°坡长80m；8°坡长340m。该项目主要采用KSY140/280P型钢丝绳牵引异形卡轨车进行处理，其能够较好实现对于相关运输工作的完成，运行效果较为理想。其参数为：牵引力为140kN，速度为0.7/1.3m/s，驱动滚筒直径为1900mm，电动机功率为280kW。

1 选型计算

1.1 选型依据

最大件（液压支架）：总重20t；最大班下井人数：68人。轨道巷卡轨车需满足整体运输≤20t，载重车一辆（自重2t），牵引储绳车一辆（自重3.8t）。运输人员时使用RKQ15-6/6全路况卡轨人车2辆，每辆人车自重2500kg，列车满载运输30人，每人按80kg计算，载重2400kg。因此，该列车编组总吨位最大时为26t。巷道最大倾角18°，中间有110°水平拐弯，运输距离830m。

1.2 选型计算

钢丝绳选用28-ZAB6×19S+NF 1770 ZS（整根 重要用途 预张拉）。列车编组在18°坡道上山运行时系统运行阻力最大，此时列车编组下滑力F1、列车运行摩擦阻力F2、钢丝绳运行阻力f、卡轨车牵引力F经计算都能够满足于相关需求。

1.3 钢丝绳伸长量

车辆编组在18°坡上时钢丝绳伸长量最大，此时钢丝绳弹性延伸为l：

l=FL/（EA）=97.55×1660÷85÷314=6.08m

其中：E为钢丝绳的弹性模量，E=85GPa，A为钢丝绳的截面积，按圆形计算，A=314mm2，十轮紧绳器紧绳量为单边紧绳8m，满足需要。

1.4 钢丝绳安全系数

进绳侧为最大受力点设为：Fa；出绳侧受力设为Fb；μ取0.2。

由欧拉公式和绞车结构可知：

F牵=Fb×eμ4π

Fa=F牵+ Fb

则：Fb=F牵÷（eμ4π-1）= F牵÷12.33=7.91kN

运输物料：Fa=97.55+7.91=105.46kN；运输人员：Fa=36.02+7.91=43.93kN；φ28钢丝绳（1770）最小破断力总和为556kN；钢丝绳安全系数为：

运输物料时556÷105.46=5.27>4.17（5-0.001×830）

运输人员时556÷43.93=12.66>6

满足煤矿安全规程的要求。

2 异形轨卡轨车系统组成

2.1 动力站

（1）牵引绞车。牵引绞车对于整个动力站的运行而言具备着较强的积极作用，相应牵引绞车的运行需要对于相关组成部件进行严格把关，促使其能够在相应运行过程中表现出较强的协调性，并且对于各个绳轮结构也能够促使其具备较高强度和稳定性，避免在运行过程中可能出现的各类问题和故障。（2）紧绳器。在动力站的运行中，相应紧绳器的作用不容忽视，其需要围绕着相关紧绳器结构进行重点把关，促使紧绳器能够在实际应用过程中结合其基本运行需求进行设置，如此也就能够保障动力站正常运行。

2.2 车辆简介

（1）牵引制动储绳车：其作用较为突出，主要有以下几点：a）可以通过连杆带动其他相关车辆的有效运转，进而满足于相关生产需求；b）对于车辆运行的安全性进行控制，避免其出现脱轨现象；c）安全制动作用，实现停车方面的控制；d）可将运输系统多余的钢丝绳贮存在该车辆上，带有一个司机室，可乘坐两人，储绳桶可储存100m钢丝绳。（2）安全制动车：主要由车体、轮系、制动油缸、离心释放器、手压泵、制动块、释放阀、逻辑阀、液压油路等部件组成。其具体运行过程中各个结构相互协调运行，最终促使相关系统结构能够发挥出最终有序运行以及安全制动的目的，其整体运行中上述各个组成部分缺一不可。（3）全路况人车：人车主要由車架、车棚、卡轨轮组、行走轮组组成，宽度1200mm、高度1700mm，该车具有全程卡轨功能，能够实现全程卡轨，不掉到，不翻车功能，安全系数更高。（4）载重车：载重30吨，4160mm×1500mm×401mm。该车主要有以下特点：车辆在K160异形轨道系统运行时，确保不会掉道、翻车。

2.3 异形轨轨道系统

（1）异形轨轨道系统组成。该系统的组成相对而言较长，达到了830米。结合这一系统结构的相关布置来看，其主要涉及到了开始轨、凸轨、凹轨、阻车器、左（右）开道岔、道岔引轨，及若干托、各种直轨、压绳轮等轮系、回绳站等结构。（2）托、压绳轮的布置。在相应异形轨轨道系统的正常运行过程中，具体托、压绳轮的有效布置可以说是比较重要的一个环节，其对于最终整个系统的运行流畅性能够发挥出较强的积极作用价值，需要其重点围绕着相关标准需求以及自身运行的特点进行设置，不仅仅要促使其能够运行安全流畅，还需要尽可能降低磨损问题的出现，提升其使用寿命。（3）道岔。根据井下实际运输情况，需要设置车场，以便于列车编组及人车的存放，因而必须配备左（右）开道岔。道岔采用气动控制换向，每组道岔长约8m，可从中间分开解体运输。专用车辆及煤矿现有车辆均可通过该道岔。

2.4 回绳站

回绳站在整个系统运行中的作用就是进行运输系统的返回操纵，促使其能够具备较为理想的循环运送效果。

2.5 电控系统

包括操作台、变频调速柜、跟车司机遥控信号发射机、检测装置等。（1）操作台可以较为详细模拟分析相应卡轨车的运行实际状况，随着相应科学技术的不断成熟，其误差也得到了较好控制，可以达到1米以下，并且在具体运输载荷方面也能够实现较为理想的分层次处理。（2）变频器的运用同样也能够有效提升其整体运行效果，在该系统结构中，采用隔爆兼本安四象限变频器，该变频器能够有效运用自动换向技术进行处理，如此也就能够保障相应系统的运行控制精度更为理想，并且实现自动化的操作，降低了可能出现的各类问题和故障缺陷，在实际操作落实过程中，其往往还需要加强对于相关控制芯片的重点布置，促使其变频芯片的运用能够较为合理，对于制动等方面能够发挥出理想效能；其具体的控制可以实现无速度传感器矢量控制，如此也就能够在实际运行过程中发挥出更为理想的作用效能。（3）相关显示装置的设置也是比较重要的一个方面，其主要就是为了促使相应显示装置能够便于被监管人员查验，进而也就能够根据显示出来的电压、速度以及里程等基本参数进行调节，促使其控制工作的落实更为合理。（4）电控系统的运用不仅仅要促使其能够在相关结构中发挥理想作用，还需要促使其自身具备理想的稳定运行效果，对于可能出现的超速以及欠速等问题形成有效控制规避。（5）越位保护装置主要在系统运行中发挥避免运行车辆出轨的作用。（6）在系统运行中的一些关键节点进行限速控制也是比较重要的一个方面，其主要就是针对进出各转载点和特殊区段进行设置。（7）通信装置的有效配置同样也是保障整个系统能够发挥出理想作用效能的重要条件，避免相互之间冲突矛盾的产生。

3 结语

兰花永胜煤矿井下运输设备采用KSY140/280P型卡轨车不但实现了长运距巷道无接力直达运输，而且在自动化方面也进行了一定的探索，操作的便捷性较为突出。endprint