21101综采工作面辅助运输选型设计.docx
《21101综采工作面辅助运输选型设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《21101综采工作面辅助运输选型设计.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
21101综采工作面辅助运输选型设计
21101综采工作面辅助运输设备选型设计
一、21101综采工作面辅助运输系统
1、辅助运输路线：
副井→井底车场→西大巷→21轨道联巷→21轨道下山（上段）→21中部车场→21101工作面上付巷→工作面。
2、采用MPC18-6型平板车，自重q0为1749.7kg，一次牵引1辆车，运输整体支架最大重量为12000kg。
3、21轨道下山（上段）采用JSDB-30型回柱绞车，21101工作面上付巷采用3辆SDJ-28型回柱绞车，切巷采用JSDB-16型和JH-14型回柱绞车；下付巷口采用JH-14型回柱绞车进行采煤机运输。
4、主斜巷及21101工作面上付巷轨道型号选用22kg/m，轨距为600mm。
安全设施为气动保险杠、仰角闸及声光组合信号器。
二、20101综采工作面辅助运输运输设备选型计算
1、21轨道下山上段运输设备选型计算
1.1、基本参数
（1）斜巷长度为474m，倾角16°。
（2）JSDB-30型回柱绞车参数：
慢速时，牵引力300kN，功率75kW,绳速0.18m/s；快速时，牵引力52kN，绳速1.32m/s
1.2、下放重物时绞车选型计算
（1）提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算：
P≥n（q0+q）（Sina+fCosa）/[11×10-6×σB/ma－L（Sina＋fˊCosa）]㎏/m
式中：
n——一次牵引车数，n=1
q—平板车自重，qo=1749.7㎏
qo—载重，q=12000㎏
L——斜巷斜长，L=474m
α——斜巷最大倾角，α=16°
f——材料车阻力系数，f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数，fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度，σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数，ma=6.5
则P≥[（1749.7＋12000）×（Sin16°＋0.015Cos16°）]/[11×10-6×1670×106/6.5-474×（Sin16°＋0.3Cos16°）]
=1.5586㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳：
GB1102-74，该钢丝绳主要参数：
钢丝绳直径d=31mm每米单重P=3.383kg/m
钢丝直径δ=2.0mm钢丝绳破断拉力总和Qp=608.5
（2）运物料绞车运行时初拉力计算Fc
Fc=m×g×（sinα-fcosα）+L×P×g×（sinα-fˊcosα）
Fc=n×（q+qo）×g×（sinα-fcosα）+L×P×g×（sinα-fˊcosα）
式中：
n—一次牵引车数，n=1个
q—矿车载重，q=12000㎏
qo—矿车自重，qo=1794.7㎏
α—斜巷倾角，α=16°
f—矿车阻力系数，f=0.015
fˊ—钢丝绳阻力系数，f=0.3
L—斜巷斜长，L=474m
P—钢丝绳单重，P=3.383㎏/m
则Fc=1×（12000+1794.7）×10×（sin16°-0.015cos16°）+
474×3.383×10×（sin16°-0.3cos16°）
=35829N=35.829kN＜300kN
（3）校验运物料绞车钢丝绳安全系数ma
式中：
Qp—钢丝绳破断力，Qp=608.5kN
则ma=608.5/35.829=16.9>6.5
经验算，该钢丝绳符合《煤矿安全规程》第四百条要求，可以使用。
（4）估算电动机功率
N=K•Fc•1.05Vη/1000=1.1×35829×1.05×0.18×0.85/1000=6.33kW
式中：
K—功率备用系数，K=1.1
Fc—绞车最大静张力，单位N；
V—绞车速度，单位m/s；
η--绞车传动效率，η=0.85。
1.05—按发电机方式运行时，转速比转速大的系数；
N=6.33kW＜75kW,电动机功率满足要求。
综合
（1）
（2）（3）（4）可知，该JSDB-30型双速回柱绞车选型符合《煤矿安全规程》规定。
2、21101上付巷一部回柱绞车能力验算
2.1、基本参数
（1）斜巷长度为60m，倾角25°。
（2）SDJ-28型回柱绞车参数，慢速时，牵引力280kN，功率37kW,绳速0.208m/s，快速时，牵引力32kN，绳速1.663m/s。
2.2、提升重物时绞车选型计算
（1）提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算：
P≥n（q0+q）（Sina+fCosa）/[11×10-6×σB/ma－L（Sina＋fˊCosa）]㎏/m
式中：
n——一次牵引车数，n=1
q—平板车自重，qo=1749.7㎏
qo—载重，q=12000㎏
L——斜巷斜长，L=60m
α——斜巷最大倾角，α=25°
f——材料车阻力系数，f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数，fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度，σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数，ma=6.5
则P≥[（1749.7＋12000）×（Sin25°＋0.015Cos25°）]/[11×10-6×1670×106/6.5-60×（Sin25°＋0.3Cos25°）]
=2.18㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳：
GB1102-74，该钢丝绳主要参数：
钢丝绳直径d=28mm每米单重P=2.74kg/m
钢丝直径δ=1.8mm钢丝绳破断拉力总和Qp=492.5
（2）运物料绞车运行时初拉力计算Fc
Fc=m×g×（sinα+fcosα）+L×P×g×（sinα+fˊcosα）
Fc=n×（q+qo）×g×（sinα+fcosα）+L×P×g×（sinα+fˊcosα）
式中：
n—一次牵引车数，n=1个
q—矿车载重，q=12000㎏
qo—矿车自重，qo=1794.7㎏
α—斜巷倾角，α=25°
f—矿车阻力系数，f=0.015
fˊ—钢丝绳阻力系数，f=0.3
L—斜巷斜长，L=60m
P—钢丝绳单重，P=2.74㎏/m
则Fc=1×（12000+1794.7）×10×（sin25°+0.015cos25°）+
60×2.74×10×（sin25°+0.3cos25°）
=61316N=61.316kN＜280kN
（3）校验运物料绞车钢丝绳安全系数ma
式中：
Qp—钢丝绳破断力，Qp=492.5kN
则ma=492.5/61.316=8.03>6.5
经验算，该钢丝绳符合《煤矿安全规程》第四百条要求，可以使用。
（4）估算电动机功率
N=K•Fc•V/1000η=1.1×61316×0.208/1000×0.85=11.9kW
式中：
K—功率备用系数，K=1.1
Fc—绞车最大静张力，单位N；
V—绞车速度，单位m/s；
η--绞车传动效率，η=0.85。
N=11.9kW＜37kW,电动机功率满足要求。
综合
（1）
（2）（3）（4）可知，该SDJ-28型双速回柱绞车选型符合《煤矿安全规程》规定。
3、21101上付巷二部回柱绞车能力验算
3.1、基本参数
（1）斜巷长度为80m，倾角21°。
（2）SDJ-28型回柱绞车参数，慢速时，牵引力280kN，功率37kW,绳速0.208m/s，快速时，牵引力32kN，绳速1.663m/s。
3.2、下放重物时绞车选型计算
（1）提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算：
P≥n（q0+q）（Sina+fCosa）/[11×10-6×σB/ma－L（Sina＋fˊCosa）]㎏/m
式中：
n——一次牵引车数，n=1
q—平板车自重，qo=1749.7㎏
qo—载重，q=12000㎏
L——斜巷斜长，L=80m
α——斜巷最大倾角，α=21°
f——材料车阻力系数，f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数，fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度，σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数，ma=6.5
则P≥[（1749.7＋12000）×（Sin21°＋0.015Cos21°）]/[11×10-6×1670×106/6.5-80×（Sin21°＋0.3Cos21°）]
=1.84㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳：
GB1102-74，该钢丝绳主要参数：
钢丝绳直径d=28mm每米单重P=2.74kg/m
钢丝直径δ=1.8mm钢丝绳破断拉力总和Qp=492.5
（2）运物料绞车运行时初拉力计算Fc
Fc=m×g×（sinα-fcosα）+L×P×g×（sinα-fˊcosα）
Fc=n×（q+qo）×g×（sinα-fcosα）+L×P×g×（sinα-fˊcosα）
式中：
n—一次牵引车数，n=1个
q—矿车载重，q=12000㎏
qo—矿车自重，qo=1794.7㎏
α—斜巷倾角，α=21°
f—矿车阻力系数，f=0.015
fˊ—钢丝绳阻力系数，f=0.3
L—斜巷斜长，L=80m
P—钢丝绳单重，P=2.74㎏/m
则Fc=1×（12000+1794.7）×10×（sin21°-0.015cos21°）+
60×2.74×10×（sin21°-0.3cos21°）
=47632N=47.632kN＜280kN
（3）校验运物料绞车钢丝绳安全系数ma
式中：
Qp—钢丝绳破断力，Qp=492.5kN
则ma=492.5/47.632=10.3>6.5
经验算，该钢丝绳符合《煤矿安全规程》第四百条要求，可以使用。
（4）估算电动机功率
N=K•Fc•1.05Vη/1000=1.1×47632×1.05×0.208×0.85/1000=11.9kW
式中：
K—功率备用系数，K=1.1
Fc—绞车最大静张力，单位N；
V—绞车速度，单位m/s；
η--绞车传动效率，η=0.85；
1.05—按发电机方式运行时，转速比转速大的系数。
N=9.7kW＜37kW,电动机功率满足要求。
综合
（1）
（2）（3）（4）可知，该SDJ-28型双速回柱绞车选型符合《煤矿安全规程》规定。
4、21101上付巷三部回柱绞车能力验算
4.1、基本参数
（1）斜巷长度为225m，倾角18°。
（2）SDJ-28型回柱绞车参数，慢速时，牵引力280kN，功率37kW,绳速0.208m/s，快速时，牵引力32kN，绳速1.663m/s。
4.2、提升重物时绞车选型计算
（1）提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算：
P≥n（q0+q）（Sina+fCosa）/[11×10-6×σB/ma－L（Sina＋fˊCosa）]㎏/m
式中：
n——一次牵引车数，n=1
q—平板车自重，qo=1749.7㎏
qo—载重，q=12000㎏
L——斜巷斜长，L=225m
α——斜巷最大倾角，α=18°
f——材料车阻力系数，f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数，fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度，σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数，ma=6.5
则P≥[（1749.7＋12000）×（Sin18°＋0.015Cos18°）]/[11×10-6×1670×106/6.5-225（Sin18°＋0.3Cos18°）]
=1.65㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳：
GB1102-74，该钢丝绳主要参数：
钢丝绳直径d=28mm每米单重P=2.74kg/m
钢丝直径δ=1.8mm钢丝绳破断拉力总和Qp=492.5
（2）绞车牵引力校核
绞车牵引重车时钢丝绳产生最大静张力Fc
Fc=m×g×（sinα+fcosα）+L×P×g×（sinα+fˊcosα）
Fc=n×（q+qo）×g×（sinα+fcosα）+L×P×g×（sinα+fˊcosα）
式中：
n—一次牵引车数，n=1个
q—平板车自重，qo=1749.7㎏
qo—载重，q=12000㎏
α—斜巷倾角，α=18°
f—矿车阻力系数，f=0.015
fˊ—钢丝绳阻力系数，f=0.3
L—斜巷斜长，L=225m
P—钢丝绳单重，P=2.74㎏/m
则Fc=1×（1749.7+12000）×10×（sin18°+0.015cos18°）+225×2.74×10×（sin18°+0.3cos18°）
=48114N=48.114kN＜280kN
经计算，绞车牵引重车时牵引力满足要求。
（3）验算钢丝绳安全系数ma
式中：
Qp—钢丝绳破断力，Qp=492.5kN
则ma=492.5/48.114=10.2>6.5
经验算，该钢丝绳符合《煤矿安全规程》第四百条要求。
（4）绞车电机功率验算
N=K·Fc·V/1000η=1.1×48114×0.208/（1000×0.85）=12.95kW
式中：
K—功率备用系数，K=1.1
Fc—绞车最大静张力，单位N；
V—绞车速度，单位m/s；
η--绞车传动效率，η=0.85。
N=12.95kW＜37kW,电动机功率满足要求。
综合
（1）
（2）（3）（4）可知，该SDJ-28型回柱绞车选型符合《煤矿安全规程》规定，满足采区生产要求。
5、21101切巷一部回柱绞车能力验算
5.1、基本参数
（1）斜巷长度为80m，倾角6°。
（2）JSDB-16型回柱绞车参数：
慢速时，牵引力160kN，功率37kW,绳速0.155m/s；快速时，牵引力280kN，绳速1.255m/s。
5.2、下放重物时绞车选型计算
（1）提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算：
P≥n（q0+q）（Sina+fCosa）/[11×10-6×σB/ma－L（Sina＋fˊCosa）]㎏/m
式中：
n——一次牵引车数，n=1
q—平板车自重，qo=1749.7㎏
qo—载重，q=12000㎏
L——斜巷斜长，L=80m
α——斜巷最大倾角，α=6°
f——材料车阻力系数，f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数，fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度，σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数，ma=6.5
则P≥[（1749.7＋12000）×（Sin6°＋0.015Cos6°）]/[11×10-6×1670×106/6.5-80×（Sin6°＋0.3Cos6°）]
=0.587㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳：
GB1102-74，该钢丝绳主要参数：
钢丝绳直径d=31mm每米单重P=3.383kg/m
钢丝直径δ=2.0mm钢丝绳破断拉力总和Qp=608.5
（2）运物料绞车运行时初拉力计算Fc
Fc=m×g×（sinα-fcosα）+L×P×g×（sinα-fˊcosα）
Fc=n×（q+qo）×g×（sinα-fcosα）+L×P×g×（sinα-fˊcosα）
式中：
n—一次牵引车数，n=1个
q—矿车载重，q=12000㎏
qo—矿车自重，qo=1794.7㎏
α—斜巷倾角，α=6°
f—矿车阻力系数，f=0.015
fˊ—钢丝绳阻力系数，f=0.3
L—斜巷斜长，L=80m
P—钢丝绳单重，P=2.74㎏/m
则Fc=1×（12000+1794.7）×10×（sin6°-0.015cos6°）+
80×2.74×10×（sin6°-0.3cos6°）
=11936N=11.936kN＜160kN
（3）校验运物料绞车钢丝绳安全系数ma
式中：
Qp—钢丝绳破断力，Qp=608.5kN
则ma=608.5/11.936=50.9>6.5
经验算，该钢丝绳符合《煤矿安全规程》第四百条要求，可以使用。
（4）估算电动机功率
N=K•Fc•1.05Vη/1000=1.1×11936×1.05×0.208×0.85/1000=2.4kW
式中：
K—功率备用系数，K=1.1
Fc—绞车最大静张力，单位N；
V—绞车速度，单位m/s；
η--绞车传动效率，η=0.85；
1.05—按发电机方式运行时，转速比转速大的系数。
N=2.4kW＜37kW,电动机功率满足要求。
综合
（1）
（2）（3）（4）可知，该JSDB-16型双速回柱绞车选型符合《煤矿安全规程》规定。
6、21101切巷二部回柱绞车能力验算
6.1、基本参数
（1）斜巷长度为80m，倾角6°。
（2）JH-14型回柱绞车参数：
慢速时，牵引力140kN，功率18.5kW,绳速0.115m/s，快速时，牵引力21kN，绳速1.158m/s。
6.2、提升重物时绞车选型计算
（1）提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算：
P≥n（q0+q）（Sina+fCosa）/[11×10-6×σB/ma－L（Sina＋fˊCosa）]㎏/m
式中：
n——一次牵引车数，n=1
q—平板车自重，qo=1749.7㎏
qo—载重，q=12000㎏
L——斜巷斜长，L=80m
α——斜巷最大倾角，α=6°
f——材料车阻力系数，f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数，fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度，σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数，ma=6.5
则P≥[（1749.7＋12000）×（Sin6°＋0.015Cos6°）]/[11×10-6×1670×106/6.5-80×（Sin6°＋0.3Cos6°）]
=0.587㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳：
GB1102-74，该钢丝绳主要参数：
钢丝绳直径d=28mm每米单重P=2.74kg/m
钢丝直径δ=1.8mm钢丝绳破断拉力总和Qp=492.5
（2）绞车牵引力校核
绞车牵引重车时钢丝绳产生最大静张力Fc
Fc=m×g×（sinα+fcosα）+L×P×g×（sinα+fˊcosα）
Fc=n×（q+qo）×g×（sinα+fcosα）+L×P×g×（sinα+fˊcosα）
式中：
n—一次牵引车数，n=1个
q—平板车自重，qo=1749.7㎏
qo—载重，q=12000㎏
α—斜巷倾角，α=6°
f—矿车阻力系数，f=0.015
fˊ—钢丝绳阻力系数，f=0.3
L—斜巷斜长，L=80m
P—钢丝绳单重，P=2.74㎏/m
则Fc=1×（1749.7+12000）×10×（sin6°+0.015cos6°）+80×2.74×10×（sin6°+0.3cos6°）
=17306N=17.306kN＜140kN
经计算，绞车牵引重车时牵引力满足要求。
（3）验算钢丝绳安全系数ma
式中：
Qp—钢丝绳破断力，Qp=492.5kN
则ma=492.5/17.306=28.4>6.5
经验算，该钢丝绳符合《煤矿安全规程》第四百条要求。
（4）绞车电机功率验算
N=K·Fc·V/1000η=1.1×17306×0.208/（1000×0.85）=4.6kW
式中：
K—功率备用系数，K=1.1
Fc—绞车最大静张力，单位N；
V—绞车速度，单位m/s；
η--绞车传动效率，η=0.85。
N=4.6kW＜18.5kW,电动机功率满足要求。
综合
（1）
（2）（3）（4）可知，该JH-14型回柱绞车选型符合《煤矿安全规程》规定，满足采区生产要求。
7、21101下付巷口回柱绞车能力验算
7.1、基本参数
（1）斜巷长度为20m，倾角6°。
（2）JH-14型回柱绞车参数：
慢速时，牵引力140kN，功率18.5kW,绳速0.115m/s，快速时，牵引力21kN，绳速1.158m/s。
7.2、提升重物时绞车选型计算
（1）提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算：
P≥q0（Sina+fCosa）/[11×10-6×σB/ma－L（Sina＋fˊCosa）]㎏/m
式中：
qo—载重，q=12000㎏
L——斜巷斜长，L=20m
α——斜巷最大倾角，α=6°
f——材料车阻力系数，f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数，fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度，σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数，ma=6.5
则P≥[12000×（Sin6°＋0.015Cos6°）]/[11×10-6×1670×106/6.5-20×（Sin6°＋0.3Cos6°）]
=0.508㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳：
GB1102-74，该钢丝绳主要参数：
钢丝绳直径d=28mm每米单重P=2.74kg/m
钢丝直径δ=1.8mm钢丝绳破断拉力总和Qp=492.5
（2）绞车牵引力校核
绞车牵引重车时钢丝绳产生最大静张力Fc
Fc=m×g×（sinα+fcosα）+L×P×g×（sinα+fˊcosα）
Fc=n×（q+qo）×g×（sinα+fcosα）+L×P×g×（sinα+fˊcosα）
式中：
qo—载重，q=12000㎏
α—斜巷倾角，α=6°
f—矿车阻力系数，f=0.015
fˊ—钢丝绳阻力系数，f=0.3
L—斜巷斜长，L=20m
P—钢丝绳单重，P=2.74㎏/m
则Fc=12000×10×（sin6°+0.015cos60）+
20×2.74×10×（sin6°+0.3cos6°）
=11049N=11.049kN＜140kN
经计算，绞车牵引重车时牵引力满足要求。
（3）验算钢丝绳安全系数ma
式中：
Qp—钢丝绳破断力，Qp=492.5kN
则ma=492.5/11.049=44.5>6.5
经验算，该钢丝绳符合《煤矿安全规程》第四百条要求。
（4）绞车电机功率验算
N=K·Fc·V/1000η=1.1×11049×0.208/（1000×0.85）=2.9kW
式中：
K—功率备用系数，K=1.1
Fc—绞车最大静张力，单位N；
V—绞车速度，单位m/s；
η--绞车传动效率，η=0.85。
N=2.9kW＜18.5kW,电动机功率满足要求。
综合
（1）
（2）（3）（4）可知，该JH-14型回柱绞车选型符合《煤矿安全规程》规定，满足采区生产要求。
三、21101综采面辅助运输设备配置表
序号
名称
地点
型号
电机额定容量（kW）
单位
数量
1
回柱绞车
21轨道下山上段
JSDB-30
75
部
1
2
回柱绞车
21101上巷
SDJ-28
37
部
3
3
回柱绞车
切巷
JSDB-16
37
部
1
4
回柱绞车
切巷
JH-14
18.5
部
2
附：
21101综采工作面辅助运输设备布置图
21101综采工作面辅助运输设备布置图
升级会员 