第五章井下运输

贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿初步设计(变更)第五章井下运输5-1贵州省煤矿设计研究院第五章井下运输第一节煤炭运输方式及设备一、煤炭运输方式、大巷煤炭运输方式的选择大巷煤炭运输，有两种运输方式可供选择：、带式输送机运输方案带式输送机具有连续运输生产能力大，操纵简单，容易实现自动化，装卸载附属设备少等特点，但需要增加辅助运输系统，投资较大；它适用于生产集中，运量较大的大中型矿井。与采煤工艺相适应，增产潜力大，它是机械化、自动化矿井运输的主要发展趋势。2、轨道运输方案轨道运输能力大、机动性强；根据运量、运距可随时调整机车的台数；对巷道弯曲、转折适应性强；接轨、展线方便；可与矿井辅助运输机车共用；运费比较低，系统投资少，维护比较简单。它适应于井田面积较大，生产分散的矿井大巷运煤系统。采用矿车运输时，应根据运量大小，距离长短和安全要求确定牵引设备类型。矿井设计生产能力万，采用综合机械化采煤工艺，水平运输大巷一分区长，投产初期长，为保证煤流运输的长距离、大运量和连续性，本矿大巷选用带式输送机运输煤炭。、分区主要运输方式的选择本矿井投产初期只布置一个俯斜综采工作面，工作面倾角～，采用普通带式输送机，工作面运输斜巷采用可伸缩带式输送机来共同完成采区煤炭运输任务。二、煤炭运输设备（一）带式输送机设计依据五轮山煤矿设计生产能力240万吨/年，达产时布置二个综合机械化采煤工作面达产。井下原煤输送采用带式胶带输送机。胶带输送机运输具有运量大、运输连续性好、转载环节少、运营费用省、操作简单、易于实现集中控制和自动化管理等优点。矿井煤流运输方向如下：贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿初步设计(变更)第五章井下运输5-2贵州省煤矿设计研究院1801回采工作面（刮板机）→1801运输斜巷胶带机→1#溜煤眼→主斜井胶带机→地面。（二）带式输送机小时能力论证回采工作面配备MG250/600-WD型采煤机，经计算，采煤机的小时生产能力为212t，工作面采用SGZ—764/320型可弯曲刮板输送机（运输能力1000t/h），运输顺槽采用SZZ-764/132A型刮板转载机（转载机运输能力1000t/h），SSJ1000/1×200型可伸缩胶带机（运输能力1000t/h），主斜井采用DT（Ⅱ）120/125/4×400型钢绳芯带式输送机，（B=1200mm，Q=1000t/h）。（三）带式输送机选型计算（一）运输大巷胶带机1、已知条件运量Q=1000t/h，L=902m，α=0°，H＝0m2、主要参数确定1）带速参考MT414的速度系列，初选带速V＝3.15m/s2）带宽初选带宽B=1200mm，B=stVCKQγ＝0.9215.30.93851000＝0.998m式中：K—断面系数（用等长三托辊组），堆集角为20°K=385γ—物料密度（t/m3），查表取0.9Cst—输送机倾角系数，查表0.92再结合煤的块度对带宽的要求以及将来产量增加的需要，取B＝1200mm3）输送带预选钢丝绳芯阻燃输送带规格为：ST800Sn＝0.8×106N,q0＝20.5kg/m4）托辊选用托辊直径φ159，承载分支三托辊组：Gtz＝22.14kg，ltz＝1.2m，回空分支平行托辊组：Gtk＝19.28kg，ltk＝3m9.24ltktkltztzt＝＋＝GGqkg/m贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿初步设计(变更)第五章井下运输5-3贵州省煤矿设计研究院3、传动滚筒圆周力和轴功率1）、圆周力计算输送带线质量q0=20.5kg/m物料线质量qG：18.8815.36.310006.3＝＝＝vQqGkg/m式中：Q—每小时运输量，t/h;v—运输带运行速度，m/s;运行阻力系数f＝0.03，附加阻力系数CN=1.1F=CNfLg〔qt＋（2q0＋q）cosβ〕＋gqH=1.1×0.03×902×9.8×〔24.9＋（2×24.6＋88.18）〕＋9.81×88.18×5=51.666kN2）、轴功率计算P=10-3FV=162.7kW3）、电动机功率确定驱动系统采用单滚筒传动方式，每套驱动装置由电机、液力耦合器、减速机组成。根据本驱动系统的特性，取Ka＝1.15，ξd＝0.95，η＝0.88，ξ＝0.9（对煤矿）kWPKP6.24895.09.088.07.16215.1ddd＝＝ηξξ＝选择一台防爆电机，额定功率315kW。4）、输送带张力计算胶带机布置形式如图5-1-1。图5-1-11335运输大巷胶带机布置形式图（1）最小张力确定①按传动条件贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿初步设计(变更)第五章井下运输5-4贵州省煤矿设计研究院传动滚筒采用包胶滚筒，取μ＝0.25，Ka＝1.2按Fmax＝KaFSmin≥CFmax，则：对传动滚筒：取Q＝210°C＝0.667S2min≥CFmax＝41.35kN按传动条件应满足S2min≥41.35kN②按垂度条件承载分支S4min≧850(q＋q0)gltz＝8298N回空分支S3min≧850q0gltk＝4525N所以，按垂度条件应满足S3min＝S4min≧8298N在回空分支区段上各项阻力总和F3=FH3+Fst3＋FN3+Fs3（FN3、Fs3可忽略不计）FH2=fLg(qt2＋q0cosβ)＝8237NFst2＝－gq0H=－1207F2=FH2＋Fst2＝7210NS2min＝S3min＋F2=15508N故最小张力由传动条件决定取S2=41.35kN（2）输送带张力计算根据逐点计算法S3=S2＋F2=48.56kNS4=1.04S3=50.5kNSmax＝S4+F=102.168kN（3）输送带强度校核对钢丝绳芯输送带取m0＝3.0Cw＝1.8,对接头效率取η0＝0.85（m）＝0wakηCm0＝7.6m＝maxnSS＝8×105/102168=7.84m≧（m）因此，选用钢绳芯阻燃输送带ST800完全满足强度要求。5）拉紧力和拉紧行程（1）拉紧力T=2S3＝16.596kN（2）拉紧行程Ln≥L（ε＋εt）＋ln＋1＝902×（0.0025＋0.001）＋1＋1＝5.157ε－输送带弹性伸长率0.01εｔ－托辊间的输送带垂度率0.001故拉紧行程选用l＝6m6）逆止力贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿初步设计(变更)第五章井下运输5-5贵州省煤矿设计研究院FBN≥1.5（Fstmax－FHmin）FHmin=fLg〔qt＋（2q0＋q）cosβ〕＝43079NFBN≥1.5×43079=64619N7）传动滚筒直径传动滚筒直径D≥C0δ＝150×0.0035＝0.525dpByt2〕〔SD＝0.49m其中〔p〕＝10×105N/m2，Sy＝S1＝102168N所以，根据传动滚筒系列选用传动滚筒直径为D＝0.63m8）1335运输大巷胶带机选型结果DTⅡ（A）型1200/63/315型，带宽B=1200mm，带速V=3.15m/s，运量Q=1000t/h，运距L＝902m，角度α＝0°，钢绳芯阻燃输送带ST800,安全系数7.8，液压自动拉紧装置SYZ1－A—6/10；防爆电机：YB450M1-4（10kV），N=315kW，1台；减速机：TSV130FB—16C，i＝16，1台；第二节辅助运输方式及设备一、辅助运输方式井下辅助运输是指人员、设备、辅助材料和矸石的运输。本矿井投产初期生产能力120万t/a，5年后达到240万t/a生产能力，最大班下井人数203人，矸石量按10％考虑。主斜井设架空乘人装置，副斜井安装提升机，+1330m水平轨道大巷采用防爆特殊型蓄电池电机车牵引矿车完成人员、设备、辅助材料和矸石的运输。二、轨道大巷辅助运输设备选型本矿现已购买5吨防爆特殊型蓄电池电机车六台，井下四台，地面两台。投产初期，+1330水平轨道大巷防爆特殊型蓄电池电机车用于设备、辅助材料和矸石的运输，设计对现有设备是否满足生产要求进行校验。1、投产初期防爆特殊型蓄电池电机车设备校验1）设计依据（1）矿井瓦斯等级：煤与瓦斯突出矿井贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿初步设计(变更)第五章井下运输5-6贵州省煤矿设计研究院（2）矿井生产能力：120万t/a（3）工作制：年工作330天，“四六工作制”每天三班运输一班检修，每班5小时（4）运量①矸石：121t/班②井下散料：80m3/天，即68t/班④炸药：1080kg/天；雷管：1600发/天⑤长材：24根/班⑥其它材料：6车/班（5）运距：初期L=790米（6）运输线路平均坡度：i=3‰。矸石重车下坡，空车上坡；井下散料、材料重车上坡，空车下坡（7）调车时间：ts=20分（8）车辆技术参数：矿车：MG1.7－9B自重q0=0.974t载重q=2.3t（运矸）材料车：MC1.5－9B自重q0=0.795t载重q=2.3t2）机车类型（1）电机车选型：煤与瓦斯突出矿井选防爆特殊型蓄电池电机车，本矿现已购买5吨防爆特殊型蓄电池电机车六台。（2）CTY5/9GB防爆特殊型蓄电池电机车主要技术参数①粘着重量：5t②轨距：900mm③最小曲线半径：6.5m④制动方式：机械⑤牵引力：小时制739kg，最大1250kg⑥速度：小时制7km/h，最大13.9km/h⑦电流：小时制100A⑧牵引电动机：DZQ-7型防爆电动机两台⑨特殊型蓄电池容量：330安时（5小时率）3）校核现有CTY5/9GB电机车（1）按电机车重车起动时的牵引能力计算矿车数量贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿初步设计(变更)第五章井下运输5-7贵州省煤矿设计研究院n=110000WaWrWqqPb①运送矸石时重车下坡：P=5tq0=0.974tq=2.3tφ=0.24（撒砂起动时）Wb＝10.5kg/tWr=-3kg/tWa=4.4kg/t计算得：n=29辆②运送散料时重车上坡：P=5tq0=0.795tq=2.3tφ=0.24（撒砂起动时）Wb＝10.5kg/tWr=3kg/tWa=4.4kg/t计算得：n=20辆（2）按电机车制动能力校验列车组成n=1L55150br2b0blWWrVqqP①运送矸石时重车下坡：P=5tq0=0.974tq=2.3tVb＝13.9km/h=3.86m//s（列车最大速度）Lbr=40mWr=-3kg/tWbL=-7kg/t计算得：n=7辆②依据电机车起动、制动能力计算列车组列的结果，结合矿井车场长度、运距，初选列车组列如下：运送矸石，MG1.7－9B矿车组列，n=6辆运送散料：MC1.5－9B材料车组列，n=6辆（3）校验牵引电动机过热能力校验列车组成CTY5/6GB电机车由双电机驱动，计算时按整体考虑。①运送矸石时重车下坡，空车上坡空车上坡牵引力Fem=rbemmWWnnqP0重车下坡牵引力FL=rblmWWnqqnP0式中：P=5tq0=0.974tq=2.3tn=6Wbem＝9kg/tWbL＝7kg/tWr=3kg/tnm=1计算得：Fem=132.13kgFL=98.58kg贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿初步设计(变更)第五章井下运输5-8贵州省煤矿设计研究院查CTY5/9GB电机车牵引特性曲线，得：Iem=64AVem=10.9km/hIL=57AVL=12.2km/h调车时间tt取20分运输距离为0.79km，运行时间约为：tem=emVL80=5.8分tL=LVL80=5.2分每一循环运输的总时间T=tem＋tL＋tt=31分均方根电流：Irms=TtItIllemem22式中：α＝1.4经计算:Irms＝50.69A单台牵引电动机的长时制电流为42安，计算结果小于两台电动机同时工作的长时制电流，以上车辆组列满足电机车牵引电动机过热能力校验。②运送散料时重车上坡，空车下坡空车下坡牵引力Fem=rbemmWWnnqP0重车上坡牵引力FL=rblmW