煤矿井下无极绳绞车选型设计探讨

周瑞

（汾西矿业 两渡煤业，山西 灵石 031302）

1 运输方式的确定

某矿井辅助运输能力按矿井生产能力0.76 Mt/a、矸石量占5%～10%、材料量占5%左右、最大班下井人数56人左右考虑。根据此情况，有三种可选方式可供选择：单轨吊机车运输系统、钢丝绳牵引卡轨车、无极绳连续牵引车。下面分别论述这三种方式的优缺点。

1）单轨吊机车运输系统

单轨吊机车运输系统的优点：机车体积小、转弯半径小、较其他车灵活、便于在狭窄的巷道中运行；一台单轨吊机车可以在许多个工作面中同时运行，且该车的轨道延伸比较容易，易于进一步的扩展；该车可以实现从井底车场或者地面直达井下采区工作面的运输；单轨吊机车运输系统与巷道的底板情况无关，极大的利用了井下巷道，运行阻力小，运输的效率增加；这种运输方式爬坡能力强，机车牵引和绳牵引分别可达18°和45°，不仅可以满足日常的运人、运料，还可以完成大件的运输。

单轨吊机车运输系统的缺点：机车的运输能力比较有限，因为受到巷道顶板的限制，最大可运输的单件能力是25 t，特别大的设备需要拆开才能运输；单轨吊机车在运输货物时，会有一定的摆动幅度，所以它对巷道有一些安全间隙的要求；柴油机单轨吊车的排气会对巷道空气有相应的污染。

2）钢丝绳牵引卡轨车

钢丝绳牵引卡轨车的优点：钢丝绳牵引卡轨车的运输能力与运输距离无关，可以实现双向运输，在坡度大、运输距离长的巷道内，这些优势更会体现出来；这种方式相对于无极绳牵引方式的优点是它避免了摘挂钩难的缺点，降低了工人的劳动强度，减少了操作中的危险性；结构简单、牵引力大，有卡轨保护系统，将安全性和实用性极大的结合在了一起。

钢丝绳牵引卡轨车的缺点：钢丝绳牵引卡轨车因体积较大，不能够把一个机车系统放在不同的分支巷道中，在弯道中需装设很多导绳轮；在运输距离不同时，需移装导绳轮；在顺槽中，需要一直回缩尾轮，操作麻烦，不方便；钢丝绳牵引卡轨车的设备费用比单轨吊机车、无极绳牵引绞车的高。

3）无极绳牵引绞车

无极绳牵引绞车的优点：适用于距离长、倾角大、吨位大条件的工矿条件；能够进行不需转载的长距离运输，而且可以实现弯道运输；运输能力强，在较大坡度巷道运输综采面放顶煤支架时，能够实现双速运行、无极变速运行，而且能够在坡度小于15°时进行支架的整体运输；无极绳牵引绞车设备的操作简单，工人易学，设备费用比较低，运营人员少，是现在辅助运输系统中比较常用、经济的运输方式。

无极绳牵引绞车的缺点：灵活性较其他运输方式低、运输速度慢、运输距离有限，不能无限延长、其运输的效率较钢丝绳牵引卡轨车、单轨吊机车低。

设计根据矿井煤层赋存状况、开采技术条件以及煤矿原有成熟的辅助运输方式，确定本矿井辅助运输方式采用无极绳连续牵引车。

2 设备选型验算

2.1 设备选型依据

（1）设计依据

矿井年产量：0.76 Mt/a。

工作制度：276 d/a，18 h；每天3班生产。

（2）巷道基本参数

运输距离：447.6 m。

最大坡度：3°。

运输重量：15 t。

轨型：24/30 kg/m。

轨距：600mm。

2.2 无极绳牵引绞车选型验算

（1）初步选型为：主机SQ-60/55B，钢丝绳选型为：Φ20 6×19S+FC1670型钢丝绳。

（2）验算

绞车牵引力：在实际运输过程中，取一次最大运载量为9.98 t。

按实际工况计算：

式中：F最大载荷为绞车所需要的牵引力，N；Gmax为最大牵引重量，kg；G为梭车及配重重量，G。=4000 kg；αmax为运行线路最大坡度，°；μ1为梭车滚轮摩擦阻力系数，可取μ=0.02；μ2为钢丝绳摩擦阻力系数，可取μ=0.2；q为纤维芯钢丝绳Ф20单位长度重量q=1.47 kg/m；L为实际运输距离，m。

根据以上计算，满足实际需用要求。

最后选用型号为：SQ-60/55B无极绳牵引车。

2.3 校核验算

（1）绞车使用功率验算

式中：V为慢速牵引速度0.67 m/s；η为传动效率0.85。

（2）钢丝绳强度验算

式中：A为钢丝绳安全系数；F最大载荷为绞车所需要的牵引力，N；Fz为纤维芯钢丝绳破断拉力总和，钢丝绳公称抗拉强度为1670 MPa，纤维芯钢丝绳Ф20拉力总和，Fz=220×1.214=267.08 kN=26708 N。

所选钢丝绳6×19S+FC—Ф20通过以上验算符合《煤矿安全规程》的规定。

注：数值1.214为固定系数不变，Fj=294 N为定值。