煤礦采區(qū)輔助提升及運輸設備的選型

李亞更

摘要：文章結(jié)合某礦采區(qū)的實際，對其輔助提升及運輸系統(tǒng)的設備選型進行了計算分析。

關(guān)鍵詞：提升能力；軌道絞車；采區(qū)

中圖分類號：TD52 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）17-0107-02

1采區(qū)軌道情況介紹

軌道下山一期工程全長920 m，傾角在10 ?~17 ?，平巷段170 m。上車場為甩車場，下車場為平車場，單鉤提升。軌道型號選為30 kg/m。

采區(qū)年產(chǎn)量為120萬 t，矸石率按10%計。最大班下井人數(shù)為150人，下放支架最大件重量18.5 t。提升容器為2 t非標礦車，軌距900 mm，滿載重量3 600 kg。一次串車數(shù)為3輛礦車。人車選用XRB15-9/6型，采用兩頭一掛，每節(jié)車滿載人數(shù)為15人，頭車自重2 480 kg，掛車自重2 074 kg。皮帶下山第二部高強人行側(cè)設架空乘人裝置，滿足人員上下。

2軌道絞車的選型

①繩端荷重：

提矸：Q=3×（3 600+1 290）×（Sin17 ?+0.015Cos17 ?）

=4 499 kg=44 093 N；

提大件：Q=（18 500+1 500）×（Sin17 ?+0.015Cos17 ?）

=6 134 kg=60 113 N；

提人：Q=（2 480×2+2 074+15×3×70）×（Sin17 ?+0.015 Cos17 ?）=3 123 kg=30 610 N

②鋼絲繩選擇：選用6×19-∮31-170-特-鋼絲繩，Qf=60 850 kgf，dk=31 mm，pk=3.383 kg/m，δmax=2.0 mm。

安全系數(shù)：提人時m=60 850/〔3 123+1 000×3.383×（Sin17 ?+0.2Cos17 ?）〕=12.78>9

提大件時m=6 0850/（6 134+1 000×3.383×（Sin17 ?）+

0.2Cos17 ?））=7.62>7.5，均滿足規(guī)程要求。

③絞車選型：Dg≥60 dk=60×31=1 860 mm

選用JKYB2.5×2.3XP型液壓防爆絞車，D=2.5 m，B=2.3 m，F(xiàn)=90 kN，V=3.2 m/s，主油泵電機280 kW，660 V。

天輪選用TD 1400/2000型游動天輪。

鋼絲繩最大靜張力：Fzmax=6 134+1 000×3.383×（Sin17 ?+

0.2Cos17 ?）=7 988 kg=79.88 kN<90 kN

提最大件時最大靜拉力小于絞車允許的最大靜拉力，所選絞車滿足要求。滾筒纏繞層數(shù)：經(jīng)計算鋼絲繩在滾筒上纏繞兩層，容繩量為1 034 m，符合規(guī)程要求。

④提升能力：提升最大速度3.2 m/s，提升一次循環(huán)時間為1 535 s，提人一次循環(huán)時間為1 175 s，最大班提矸時間為1.53 h，最大班提升物料時間為1.7 h，最大班提升及下放人員時間為1.14 h。每班提升時間4.37 h，每天三班提升時間13.11 h，符合規(guī)定時間。

3采區(qū)煤炭運輸

根據(jù)采區(qū)年產(chǎn)量對運輸設備能力的要求，以及各條皮帶機的有關(guān)設計參數(shù)，對皮帶下山、上倉皮帶進行如下選型計算及效驗。己一皮帶下山膠帶輸送機，由于皮帶下山巷道分為兩個階段，即傾角在17 ?的550 m、傾角在3 ?~13 ?的950 m。所以皮帶下山設計為兩部皮帶機。

3.1第一部膠帶輸送機

設計參數(shù)：B=1 000 mm；L=550 m；V=2.5 m/s；β=17 ?；Q=450 t/h。

①膠帶運行阻力的計算：W2-3=（50+34+14.66）×550

×0.05Cos17 ?+（50+34）×550×Sin17 ?=16 102 kg

按懸垂度要求：

S2=5（q+qd）l g'Cosβ=5（50+34）×1.5Cos17 ?=602 kg

S3=S2+W2-3=602+16 102=16 04 kg

W1-6=（qd+qg）L1-6ω'Cosβ-qdL1-6 Sinβ=（34+17/3）

×550×0.04Cos17 ?-34×550×Sin17 ?=-4 633 kg

②膠帶張力的計算：

S1=S2/1.06=568 kg；S4=1.06S3=17 706 kg；

S5=S4=17 706 kg；S6=S1-W1-6=568-（-4 633）=5 201 kg

③膠帶強度驗算：Smas=S5=17 706 kg。安全系數(shù)m=B·Gx/Smas=100×2 000/17 06=11.3>7滿足要求。

④電機功率計算：

W0V （S5-S6）×2.5 （17 706-5 201）×2.5

N=K·——— = 1.2×——— = 1.2×————

102 η102×0.9 102×0.9

=410 kW

經(jīng)計算得出：該部皮帶機采用雙電機驅(qū)動，兩臺YB 355L 2-4電動機，功率為N=315 kW×2；限矩偶合器YOXIIsjIIz650型2臺；選用B=1 000 mm、ST 2000阻燃鋼絲繩芯膠帶。

3.2第二部膠帶輸送機

設計參數(shù)：B=1 000 mm；L=950 m；Q=450 t/h；β=3 ?~13 ?（垂高165 M，取β=10 ?）

①膠帶運行阻力的計算：W2-3=（50+34+14.66）×950×0.05Cos10 ?+（50+34）×950×Sin10 ?=4 615+13 857=18 472 kg

按懸垂度要求：

S2=5（q+qd）l g'Cosβ=5（50+34）×1.5 Cos10 ?=620 kg

S3=S2+W2-3=620+18 472=19 092 kg

W1-6=（qd+qg）L1-6ω'Cosβ-qdL1-6Sinβ

=（34+17/3）×950×0.04Cos10 ?-34×950×Sin10 ?

=1 484-5 608=-4 125 kg

②膠帶張力的計算：

S1=S2/1.06=585 kg；S4=1.06S3=20 238 kg；

S5=S4=20 238 kg；S6=S1-W1-6=585-（-4 125）=4 710 kg

③膠帶強度驗算：Smas=S5=20 238 kg。

安全系數(shù)m=B·Gx/Smas=100×2 000/20 238=9.89>7，滿足要求。

④電機功率計算：

W0V（S5-S6）×2.5（20 238-4 710）×2.5

N=K·———=1.2×—————=1.2×—————

102 η102×0.9 102×0.9

=508 kW

經(jīng)計算得出：該部皮帶機采用雙電機驅(qū)動，兩臺YB 355 L2-4電動機，功率為N=315 kW×4；限矩偶合器YOXIIsjIIz 650型4臺；選用B=1 000 mm、ST 2000阻燃鋼絲繩芯膠帶。

3.3上倉膠帶輸送機

設計參數(shù)：B=1 000 mm；L=550 m；V=2.5 m/s；Q=450 t/h；β=21 ?

①膠帶運行阻力的計算：W2-3=（50+34+14.66）×550×0.05Cos21 ?+（50+34）×550×Sin21 ?=19 090 kg

按懸垂度要求

S2=5（q+qd）l g'Cosβ=5（50+34）×1.5 Cos21 ?=588 kg

S3=S2+W2-3=588+19 090=1 9678 kg

W1-6=（qd+qg"）L1-6ω"Cosβ-qdL1-6Sinβ=（34+17/3）×550×0.04 Cos21 ?-34×550×Sin21 ?=-5 886 kg

②膠帶張力的計算：

S1=S2/1.06=555 kg；S4=1.06S3=20 859 kg

S5=S4=20 859 kg；S6=S1-W1-6=555-（-5 886）=6 441 kg

③膠帶強度驗算：Smas=S5=2 0859 kg

安全系數(shù)m=B·Gx/Smas=100×2 000/20 859=9.6>7，滿足要求。

④電機功率計算。

W0V （S5-S6）×2.5（20 859-6 441）×2.5

N=K·———=1.2×————=1.2×————

102η 102×0.9 102×0.9

=471 kW

經(jīng)計算得出：該部皮帶機采用二電機驅(qū)動，2臺YB 355 L2-4電動機，功率為N=315 kW×2；限矩偶合器YOXIIsjIIz 650型2臺；選用B=1 000 mm、ST 2000阻燃鋼絲繩芯膠帶。

參考文獻：

[1] 張海濱.淺談煤礦輔助運輸設備的合理選用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2014,(2).