第三章 大巷运输.docx
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第三章大巷运输
第三章大巷运输及设备
第一节运输方式的选择
一、主运输
本矿井设计生产能力1.20Mt/a。
根据本井斜井开拓方式和井下多水平开拓布局、系统简单以及煤层赋存平缓、近似水平之特点、机械化管理水平和生产管理等诸因素，设计确定采用胶带输送机运煤，其主要优点是：
1.井下煤炭通过主井胶带输送机可直接进入井口原煤缓冲仓，有利于地面生产系统布置和工业场地的合理布局。
2.适应煤层巷道起伏变化，有利于减少岩巷、半煤岩巷道之工程量。
3.运输系统连续化，工作面------工作面运输巷------Ⅲ号煤带式输送机煤门------Ⅲ号煤带式输送机大巷------主斜井------地面原煤缓冲仓，系统简单，环节少，运量大，效率高，利于集中管理和监控。
因此，本次设计认为该井从井下至地面采用胶带输送机连续运输方式是合理的。
二、辅助运输
上世纪中期防爆无轨胶轮车首先在美、英、法等发达国家应用于缓斜及近水平煤层开拓开采的矿井井下，承担矿井辅助运输任务，克服了以往轨道运输系统环节多、效率低，制约生产发展的瓶颈问题，是一次技术革命。
我国在上世纪80年代开始引进并在多个矿区、各井应用，且取得了成功经验，如神东矿区大柳塔矿井。
本次设计的大地精煤矿煤层赋存稳定、平缓、近似水平，该矿井设计采用斜井多水平开拓全井田，副斜井倾角6°，主斜井及回风斜井均利用现有的井筒开采Ⅲ-2煤层，带式输送机大巷、辅助运输大巷及回风大巷均沿Ⅲ-2煤层布置，倾角1~3°，平缓无起伏变化，完全符合防爆无轨胶轮车的适用条件和其技术性能要求。
因此设计确定采用防爆无轨胶轮车的辅运方式，于2005年12月24日经内蒙古自治区煤炭工业局主持对“矿井可研报告”进行了审查并批复。
本次矿井初步设计中，设计又进行了认真研究，认为矿井辅助运输采用防爆无轨胶轮车运输方式是合理的，实现从地面至井下各采、掘场所及其他工作地点的直达运输是完全可行的。
矿井辅助运输具体阐述如下：
下井材料、设备在地面装上防爆无轨胶轮车后，通过副斜井------辅助运输大巷------Ⅲ号煤辅助运输煤门------工作面回风巷------运到采煤工作面或掘进工作面。
掘进煤通过装煤机、后配套带式输送机直接与Ⅲ号煤带式输送机搭接，进入主煤流系统。
井下主要巷道均沿煤层布置，掘进矸石不多，尽量用防爆无轨胶轮车排至井下废弃巷道中，井下处理不了时，再运至地面。
下井人员从地面坐上防爆无轨胶轮车后，通过副斜井----辅助运输大巷----Ⅲ号煤辅助运输煤门----工作面回风巷----运到采煤工作面或掘进工作面。
第二节胶带输送机运输设备
一、主井运输系统
井下原煤来源有二：
一为来自3011综采工作面的原煤，其运量为Q=800t/h，经由工作面可弯屈刮板输送机、井下破碎机、3011工作面运输巷两台SSJ1000/160可伸缩带式输送机，给入由Ⅲ号煤门带式输送机、大巷带式输送机、主井带式输送机所组成的主井运输系统。
另一为由掘进机、双向伸缩带式输送机、桥式转载机组成的3012工作面运输巷掘进原煤，其运量为50t/h。
故主井运输系统额定运量为Q=850t/h。
主井运输系统承担将工作面来煤运至地面生产系统原煤仓的任务，由于Ⅲ号煤门带式输送机、大巷带式输送机和主井带式输送机的绝大部分皆处于井下，故应综合考虑整机的防爆阻燃特性。
设计对前两条带式输送机的驱动装置采用防爆电机+水介液力偶合器+减速器；PVC难燃输送带；防爆型液压拉紧装置。
主井带式输送机驱动装置放在原煤仓上，拉紧装置也放在地面，故用电设备均不防爆，仅运输带采用阻燃型钢绳芯胶带；考虑到本机驱动功率较大，为减少起动过速对胶带的动张力和过大的起动电流对电网的冲击，设计选用具有良好软起动特性的国产设备—“粘液软起动装置”作为本机起动装置的中间单元。
二、主井带式输送机设计
本节给出了主井带式输送机相关参数的选取和计算过程。
系统其余两条输送设备的选型计算过程彷此，仅在其后列出各机主参数表。
1、输送机参数选择
⑴带宽B
井下原煤经井底破碎机破碎至粒度α≤400mm以下，根据带宽计算式
B≥2α+200（3-2-1）
确定带宽B=1000mm。
⑵运量Q
Q=850t/h
⑶带速v
在带宽B=1000mm，托辊槽角λ=35o确定之后,由（3-2-2）式计算带速
V=Q/3600S．k．ρ（3-2-2）
式中：
v—带速，m/s；
Q=850t/h，输送机额定运量；
S=0.1038m2，输送带上物料的最大截面积（按动堆积角θ=15o计）；
ρ=0.85t/m3，物料堆积密度；
K=0.97，倾斜输送机面积折减系数（δ=8o）。
将各数据带入（2-2）式，求得V=2.76m/s。
故带速取为标准值V=3.15m/s.。
2、驱动装置选择
⑴圆周驱动力FU的计算
FU=Cfg[L（qRO+qUR）+Lh（2qB+qG）cosδ]+Fs1+Fs2+qGHg（3-2-3）
式中C=1.133，附加阻力系数；
f=0.028，模拟摩擦系数；
L=750m，输送机长度；
Lh=742m，输送机水平长度；
qRO=15.75kg/m，承载分支托辊每米长旋转部分质量；
qUR=5.37kg/m，回程分支托辊每米长旋转部分质量；
qB=26kg/m，每米长输送带的质量（阻燃钢芯带ST/S1000）；
qG=75kg/m，每米长输送物料质量（qG=Q/3.6v）；
Fs1=2755N，主要特种阻力；
Fs2=2352N，附加特种阻力；
H1=52m，物料提升高度；
δ1=8o，输送机倾角。
经计算：
FU=784000N。
⑵驱动装置选择
利用公式（2-4）计算出驱动机功率
（X-4）
式中：
N—电机功率，kW；
K—考虑到传动效率、电压降、功率不平衡备用系数，K=1.4。
计算得电机功率为N=349kW。
根据以上计算，确定选用的主井带式输送机驱动装置为：
电动机YKK4503-4、N=400kW、U=10kV，粘液软起动装置YNRQD350/500型，减速器（风扇+逆止器）H2SH12-20、速比i=20，制动器YWZ5-500/121。
三、运输系统各机主参数
表3-2-1主井带式输送机主要技术参数
序号
名称
规格
数量
备注
1
带宽B（mm）
1000mm
2
运量Q（t/s）
850t/h
3
带速V（m/s）
3.15m/s
4
机长L（m）
750m
5
倾角（o）
0o~8o
6
电动机
YKK4503-4、N=400kW
1
7
减速器（风扇+逆止器）
H2SH12-20i=20
1
8
粘液软起动装置
YNRQD350/500N=5.5kW
1
9
自动液压拉紧装置
DYL-04-2/10N=4kW
1
10
难燃型钢绳芯输送带
ST/S100
表3-2-2大巷带式输送机主要技术参数
序号
名称
规格
数量
备注
1
带宽B（mm）
1000mm
2
运量Q（t/s）
850t/h
3
带速V（m/s）
3.15m/s
4
机长L（m）
710m
5
倾角（o）
0o
6
电动机
YB2315L1-4、N=160kW
1
U=660V
7
减速器（风扇）
H2SH7-16i=16
1
8
水介质液力偶合器
YOXSJA500
1
9
自动液压拉紧装置
DYL-06-3.5/5N=4kW
1
防爆型
10
PVC难燃型输送带
800S
表3-2-3Ⅲ号煤门带式输送机主要技术参数
序号
名称
规格
数量
备注
1
带宽B（mm）
1000mm
2
运量Q（t/s）
850t/h
3
带速V（m/s）
3.15m/s
4
机长L（m）
450m
5
倾角（o）
0o
6
电动机
YB2315L1-4、N=160kW
1
U=660V
7
减速器（风扇）
H2SH7-16i=16
1
8
水介质液力偶合器
YOXSJA500
1
9
自动液压拉紧装置
DYL-06-3.5/5N=4kW
1
防爆型
10
PVC难燃型输送带
800S
四、维护和管理
胶带接头采用加热硫化法，在地面进行。
按照全矿生产调度统一安排，在每两班生产的间隙都应对整机的关键部位做较为全面的检查：
及时更换磨损的托辊；检查减速器、液力联轴器的注油量是否在指定的液位，并及时加注指定型号的机油（注意：
冬、夏两季用油有所不同。
）
本机在安装和维护时应严格执行保安规程的有关规定，坚决杜绝明火作业。
现场的联接采用螺栓而不能用焊接的方法。
本机除设急停拉绳、胶带跑偏、打滑、溜槽堵塞等保护装置而外，还应配有专人负责看管转载点并沿输送机全长定期巡视，及时发现并拣出混入原煤中的铁器以防扎伤胶带；一旦发现重大人身伤害事件应立即拉下急停拉绳开关使全线紧急停车。
第三节辅助运输设备
一、设计依据
1、本矿井辅助运输采用防爆无轨胶轮车连续运输方式，井下辅助运输平均距离2126m，辅助运输线路角度0～6°。
2、辅助运输量
（1）综采工作面：
25人/班、坑木1m3/d、其它3t/d、运距3331m；
（2）综掘工作面：
15人/班、锚杆1200kg/d、其它38t/d、运距1601m；
（3）炮掘工作面；15人/班、锚杆800kg/d、其它10/d、运距1446m。
3、最大件：
综采支架23t。
详见井下辅助系统示意图
二、设备选型运送人员和物料等辅助运输设备,选用国产防爆柴油机无轨胶轮车；搬运液压支架辅运设备，选用澳大利亚约翰芬雷工程有限公司的鲍特朗耶防爆柴油机无轨胶轮车系列产品。
运送人员、各种材料和中小型设备等选用煤科总院太原分院设计制造的TY6/20FB型井下防爆低污染柴油机中型客货胶轮车。
运送散装货物（矸石、水泥砂石）选用WCQ-3B（Ⅱ）型防爆柴油机无轨胶轮车。
选用常州科试中心生产的FBZL16型防爆装载机，主要用于井下装卸散状物料，与WCQ-3B（Ⅱ）型防爆柴油机无轨胶轮车配套完成掘进矸石的排弃工作，亦可进行装载、推土、铲挖、起重等作业。
选用澳大利亚约翰芬雷公司的鲍特朗耶280P型支架搬运车，主要用于液压支架、采煤机、运输机等大型设备搬家或上井、下井、检修，也可搬运其他大型设备和部件。
1、TY6/20FB型井下防爆低污染柴油机中型客货胶轮车主要技术参数如下：
防爆柴油机功率65kW
乘座定员20人（用客厢）
额定装载质量6000kg（用货厢）
外形尺寸（不加车厢）：
8280（长）×2542（宽）mm
总高运货时1660mm，载客时1780mm
最大爬坡度纵向15°横向7°
最小转弯半径向内2.8m，向外6m
最小离地间隙275mm
满载车速：
Ⅰ档0～5km/h，Ⅱ档5～13km/h，Ⅲ档13～25km/h（水平干硬路面，前进、后退速度相同）
2、运送材料，选用WCQ-3B（Ⅱ）型防爆柴油机无轨胶轮车，主要技术参数如下：
车型：
中央铰接式，机械传动，四轮驱动，液压转向，弹簧减振
发动机：
FB4105A型，防爆净功率50KW
额定载重：
3T
最大载重：
5T
机车自重：
7t
传动方式：
机械传动
驱动方式：
后轮驱动
牵引力：
35KN
爬坡能力：
14°
最大速度：
26km/h
离地间隙：
280mm
转弯半径：
6.5m
最大外型尺寸：
5950×2350×1900（mm）
3、FBZL16型防爆装载机主要技术参数如下：
柴油机防爆净功率40kW
参考外形尺寸5400×1950×2600mm
额定载重量1.6t
额定斗容量0.9m3
主机重量5.9t
最小转弯半径4700mm
最小离地间隙280mm
爬坡能力14°
最大车速28km/h
4、选用澳大利亚约翰芬雷工程有限公司的鲍特朗耶280P型支架搬运车，主要用于液压支架等大型设备的搬运，工作面搬家或搬运液压支架上、下井检修。
主要技术参数如下：
全煤矿防爆型、动力装置，卡特皮勒3306型水冷式柴油机
功率：
112KW
搬运重量：
28t
主机质量：
19t
离地高度：
260mm
最小转弯半径：
向内2.09m，向外6.4m
车速：
4.5～18km/h
最大爬坡能力：
1:
5（11.3°）
最大外型尺寸：
9060×3300×1520（mm）
三、车辆数量计算确定
运送人员机车速度取14.4km/h；运送材料：
重车速度取14.4km/h，空车速度取18km/h。
矿井投产时，防爆无轨胶轮车从地面经副斜井至各作业点运人每往返一次循环时间：
至综采工作面约38min，至综掘工作面约24min，至炮掘工作面约22min。
从地面经副斜井至各作业点运材料每往返一次的循环时间：
至综采工作面约45min，至综掘工作面约32min，至炮掘工作面约31min。
1．综采面：
（1）运人：
综采面每班下井25人，1台TY6/20FB型防爆无轨胶轮车运输人员2次，综采面每班运人时间1.73h
（2）运料：
综采面每班运送坑木0.5m3、其它1.5t。
1台WCQ-3B型防爆无轨胶轮车每班运输坑木2次，运输其它量2次。
综采面最大班运物料时间为3h。
2．综掘面：
（1）运人：
综掘面每班下井15人，1台TY6/20FB型无轨胶轮车运输人员1次，综掘面机车最大班运人时间为0.4h。
（2）运料：
综掘面每班运送锚杆600kg、其它19t。
1台WCQ-3B型防爆无轨胶轮车每班运输锚杆1次、运输其它量7次。
综掘面最大班运物料时间为4.27h。
3．炮掘面：
（1）运人：
炮掘面每班下井15人，1台TY6/20FB型防爆无轨胶轮车运输人员1次，炮掘面机车最大班运人时间为0.37h。
（2）运料：
炮掘面每班运送锚杆锚杆400kg/d、其它5t。
1台WCQ-3B型防爆无轨胶轮车每班运输锚杆1次，运输其它量3次。
炮掘面最大班运物料时间为2.07h。
4．防爆无轨胶轮车台数
根据以上运行时间，设计确定投产时全矿井共配备3台TY6/20FB型井下防爆低污染柴油机中型客货胶轮车，3台WCQ－3B（Ⅱ）型防爆柴油机无轨胶轮车，2台FBZL16型防爆装载机，2台280P型支架搬运车。
矿井投产时3台TY6/20FB型井下防爆低污染柴油机中型客货胶轮车运人，最大班计算总运行时间约为2.04h；平均每台车每班运人时间为0.68h。
3台WCQ－3B（Ⅱ）型防爆柴油机无轨胶轮车每天计算总运行时间为9.34h；平均每台车每班运料时间3.11h。
工作面搬家选用2台鲍特朗耶280P型支架搬运车，其设备可采用租赁神东公司方式或由伊泰矿区建设通盘考虑解决。
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