SQ-80型无极绳连续牵引车在铺龙湾煤矿辅助运输中的应用

1SQ-80型无极绳连续牵引车在铺龙湾煤矿的应用摘要：目前铺龙湾煤矿辅助运输方式为JD-55、JD25、JD11.4多部绞车接力运输，转运环节多，效率低，文章提出两个方案比选，从技术、经济角度分析，结合矿井实际情况，最终确定无极绳连续牵引车运输为最佳辅助运输方式。文章对条件类似的矿山辅助运输的选择具有一定的指导意义。关键词：无极绳；辅助运输1概述铺龙湾煤矿是山西省煤矿兼并重组后，经过改扩建的第一座煤矿。该矿位于国家规划的十四个大型煤炭基地之一的晋北基地，累计用了12个月完成了从0.15Mt/a到1.20Mt/a、从地方小煤窑到现代化矿井的跨越，成为大同市地方煤矿资源整合中第一家开工、第一家联合试运转的高标准、现代化矿井。该矿采用三个斜井开拓。主斜井井筒净宽4.8m，净断面15.8m2，斜长890.6m，倾角19°。副斜井井筒净宽3.8m，净断面11.0m2，斜长686m，倾角25°。回风斜井井筒净宽4.0m，净断面10.3m2，斜长682m，倾角30°。该矿可采煤层4层：1号煤层、4号煤和5号煤、6号煤。目前4号煤层的四一盘区即将结束，四二盘区受1号煤压茬影响，不能布置工作面；同时随着4号煤层地质工作的深入，四二盘区西部尖灭，无法作为接替盘区。由于五一盘区不受1号煤、4号煤压茬影响，为保证正常接续，拟对5号煤层进行开采。2辅助运输方案的比选2.1辅助运输方案的提出目前铺龙湾煤矿4号煤层的辅助运输方式为JD-55、JD25、JD11.4多部绞车接力运输，存在转运环节多、运输速度慢、效率低、占用人力多等缺点。针对该情况，结合5号煤层赋存情况及开拓布局，在选择5号煤层的辅助运输方式时，提出了改进方案：无轨胶轮车运输方式和无级绳连续牵引车运输方式。方案I：采用无胶轮车运输方式，当巷道坡度大时，2配合使用慢速绞车。方案Ⅱ：采用无极绳连续牵引车运输方式。2.2无轨胶轮车运输方式的特点2.2.1无轨胶轮车运输方式的优点在90年代国内少数新建矿井已采用了新型高效的无轨辅助运输替代传统的有轨运输，随着我国煤炭工业的发展,无轨胶轮车大量应用于煤炭生产中。无轨胶轮车运输方式具有下列优点，是其它运输方式难以比拟的。（1）转弯半径小（3m～6m），能机动灵活在起伏的巷道底板上自由行使。（2）车辆的前端可以迅速更换：在1min～2min之内把铲斗换成铲板、集装箱、散装前卸料斗、侧卸料斗或起底带齿铲斗，还可改为人坐车、修护车、修理车、牵引起吊车，还可以装设绞车、钻机、锚杆机等，实现一机多功能。（3）运输量大：中型的可以整体搬运27t左右的支架，轻型的可以搬运人员（25人～40人/车），运输车可以运载14t～20t矸石，而且能在20s内自卸。2.2.2无轨胶轮车运输方式的缺点尽管无轨胶轮车是一种新型高效的辅助运输设备，但其也存在以下缺点。（1）对巷道要求高：车体宽度1.5m～3.0m，车辆间隙200mm～300mm，需要巷道尺寸较宽，且最好无棚腿支护；底板抗压强度要求高，底板最好是砂岩或砂质页岩；《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》要求：铺地厚度不小于200mm；路面需硬化，巷道需有路标、巷标、反光牌等标志牌；当巷道坡度、积水等不能有效控制时，可造成车辆运行环境恶劣，车辆破坏频繁。（2）当井筒坡度及大巷受断层影响时，不能发挥从地面到盘区的直接运输的优势。（3）费用高：根据铺龙湾煤矿产量计算，共需要3辆WCQ-3B型运人车（百万吨配置2.2辆）、4辆WCQ-5B型设备车（百万吨配置3辆）、3辆WCQ-3D型材料车（百万吨配置1.8辆）、2辆WqC3J型矸石车及散料车（按重车、空车往返及休止时间计算）、1辆WC40Y型支架运输车（百万吨配置0.8辆）、1辆加油车、1量洒水车，合计费用145×3+60×4+100×3+75×2+410×1+35×1+40×1=1610万元。（4）维修和保养要求高：机油、变矩器油、液压油需要定期更换；有的发动机冷却采用纯净水；对废气系统每天进行清洗保养，否则影响发动机功率的输出，现在多采用超声波机清理；每天检查油位、水位、制动液、润滑点、发动机、照明。检修、检修、保养力3度跟不上，导致车辆不能满足输出的需要。（5）国产设备多为中小型运输车辆，其可靠性和使用寿命不过关，基础元件（柴油机、变速箱、驱动桥、启动器、传感器、发电机）质量不过关，难以适应井下的恶劣环境，与国外同类设备存在大的差距。（6）司机精神高度集中，用人工控制车辆，时间长，劳动强度较大，稍微出现一点失误可导致运输事故。（7）排气污染，噪音较大。2.3无级绳连续牵引车运输方式的特点2.3.1无极绳连续牵引车运输方式的优点无极绳连续牵引车是煤矿井下巷道以钢丝绳牵引的一种普通轨道连续运输设备，非常适用于长距离大倾角、多变坡、大吨位工况条件下的工作面顺槽、采（盘）区上（下）山和集中轨道巷等材料、设备的不经转载的直达运输。无极绳连续牵引车运输方式是替代传统小绞车接力、对拉运输方式，实现运输整体液压支架和矿井各种设备的一种理想的运输方式。具有下列优点。（1）布置灵活：可以直接利用现有的轨道系统，不需要对轨道及巷道进行改造。（2）结构简单、可靠性高：绞车是整个系统的动力源，由电机驱动，借助钢丝绳和滚筒的摩擦力达到传送重物的目的，梭车前后两段式碰头，通过碰头与牵引车连接，可实现顶车和拉车两种运输方式。（3）连续运输、安全高效：采用机械传动方式，操作方便，维修方便，可靠性高，可代替多台绞车接力运输，实现不经转载的连续运输，节省中途摘钩、挂钩时间。（4）价格优势：容绳量大，运行费用低，是一种经济实惠的煤矿运输设备，本方案合计62万元（设备、运杂、安装费用）。（5）适应性强：可实现单速、双速、无极变速运行，可通过水平弯道，可实现支架整体运搬，实现长距离（最长距离3000m，最佳距离1500m～2000m）、大倾角（最大坡度20°，最佳坡度12°以下）、多变坡、大吨位的运输。（6）跟车工可以坐梭车，降低职工劳动强度，解决人员往返走路问题。（7）安全性能高：不因跑车、脱钩、断绳情况下，出现伤人、损坏设备的情况。2.3.2无极绳连续牵引车运输方式的缺点4无极绳绞车运输方式也存在以下缺点。（1）只能在某一巷道实现往返运输，不能服务多个巷道。（2）运输距离相对固定，梭车必须与钢丝绳连接，梭车不能在钢丝绳线路上运行，运输线路的始、尾端须配备辅助设备进行调车，被牵引车辆进入运输线路后才能运行。3辅助运输方式的确定3.1方案的确定铺龙湾煤矿副斜井坡度25°，为已有井巷工程。5号煤层运输大巷沿煤层底板掘进，由于受断层影响，部分巷道倾斜角度为12°。上述因素使得无轨胶轮车运输方式不能很好发挥从地面到盘区的直接运输的优势，只能在慢速绞车配合下在井下运输大巷进行辅助运输，由于接力运输，效率较低。方案Ⅰ投资1610万元（不含慢速绞车、底板硬化费），方案Ⅱ投资107万元（含设备费、运杂费、安装费、轨道费、轨枕费等），方案Ⅱ比方案Ⅰ省1503万元，经济效益明显。铺龙湾煤矿辅助运输方式采用无级绳连续牵引车运输方式。3.2设备选型的依据设备选型的依据见表1。表1设备选型依据表项目单位数量备注最大运输距离m990巷道倾角°0～12工作制度d/a；h/d330；16最大运输量矸石车/班11设备车/班10材料车/班10雷管车/班1炸药车/班1其它车/班5最大件重量t25含平板车重矿车自重kg592型号MG1.1－6A载重kg17003.3设备选型的确定运输最大件时：F大＝（Qp+Q大+Q牵）（sinα°+0.01cosα°）+2μqRL＝71.7kN运输矿车时：F矸＝[n（Q+QZ）+Q牵]（sinα°+0.01cosα°）+2μqRL＝67.5kN5选用SQ-80型无极绳连续牵引车，其主要技术参数见表2。表2SQ-80型无级绳绞车主要技术参数表型号单位数据备注绞车功率kW110电压V660滚筒直径mm1200最大牵引力kN80钢丝绳直径mm24型号24NAT6×19S+FC1570单位重量kg/m2.12抗拉强度MPa1570破断拉力kN298破断拉力系数1.134最大行驶速度m/s1最大牵引重量t25含平板车重量最大牵引坡度°12储绳容量m1000适用轨距mm600/900适用轨型kg/m18/22/24/304结语铺龙湾煤矿4号煤辅助运输采用调度绞车接力运输，占用设备和劳力多，效率低，因此5号煤开采中急需找另一种运输方式取而代之。尽管无轨胶轮车是一种新型高效的辅助运输设备，其不受轨道的限制，适应性强、机动灵活性好、安全高效，但不是该矿最佳辅助运输方式。无级绳连续牵引车运输方式可使铺龙湾煤矿在采掘生产过程中的“瓶颈”制约得到消除，是企业取得规模发展的重要手段之一。结合矿井实际情况，合理选择辅助运输方式，将对提高矿井辅助运输的装备水平和对今后矿井的生产和经济效益以及对确保煤炭产量都起着十分重要的作用。参考文献：[1]姜汉军.矿井辅助运输设备[M].中国矿业大学出版社,2008.7.[2]凌建斌.煤矿井下无轨辅助运输的适应性分析[J];科技情报开发与经济;2008年14期.6[3]吴兴国.无极绳连续牵引车在煤矿生产中的应用[J];煤矿机械;2005年3期;132～133.[4]张彦禄.我国防爆无轨胶轮车辅助运输的应用与启示[J];煤炭工程;2006年6期;39～43.[5]金向阳.王坡矿井辅助运输系统改造设计[J];煤炭工程;2008年3期;7～9.