1、上兴隆煤矿副斜井辅助提升运输系统改造方案兴仁市潘家庄镇兴隆煤矿副斜井辅助提升运输系统改造方案潘家庄镇兴隆煤矿机电科二二年五月一日兴仁市潘家庄镇兴隆煤矿副斜井辅助提升运输系统改造方案一、概况我矿副斜井现采用5台绞车接力运输方式，绞车数量多，轨道运输线路从地面到井底车场总长约2500米，运输轨道线路长，运输轨道采用24kg/m规格，运输坡度最大为7，局部地段线路平缓，运输车辆不能自滑，在十联巷位置还安装有一台绞车作为下放设备材料的对拉绞车，因副斜井巷道易底鼓，导致轨道线路变形，高低错差与轨距超标，且副斜井又兼作行人和运输通道，无法真正实现“行车不行人、行人不行车”的安全管理要求，存在极大安全隐患。
2、为了改善副斜井提升运输条件，确保运输安全，杜绝发生运输事故，需要对副斜井运输方式进行改造，我故拟使用单轨吊取代绞车运输，进一步改善我矿辅助运输系统，提高运输效率。二、当前运输系统存在的隐患和问题分析1、多台绞车分段接力运输，运输系统复杂，转运环节多，运输时间长，基本上每班综合队只能提升一来回，运输效率低，占用人员多，综合队现有人员10人，材料、设备在井下全部靠人员搬运，运输作业人员劳动强度大。2、多台绞车接力运输方式属于落后的传统辅助运输方式，运输设备分散，转载换乘点多，现场安全管理困难，容易引发运输事故，给行人安全通行造成极大的威胁，对此煤矿虽已经制定有多项运输安全措施，但都无法真正做到“行
3、车不行人、行人不行车”的要求。3、多台绞车分段接力运输方式需要投入的人力较多，每台绞车都要配置专职的绞车司机、挂钩工和装卸车人员，矿上持证人员无法满足要求。4、由于我矿井下的大型设备和各种支护材料皆由副斜井运输入井，运转材料品种繁多，形状各异，况且我矿1114综采面回撤多余的液压支架需要升井检修，若仍然使用绞车进行长距离、大吨位、多变坡条件下的辅助运输，极大地增大了运输难度，同时运输安全也无法得到保障。5、我矿作为机械化矿井，若不对辅助运输系统进行升级改造，多台绞车分段接力运输会严重制约煤矿的发展，从减员增效、降底运输事故发生率和提高经济效益方面考虑也是迫切需要对辅助运输系统进行改善。三、副斜
4、井提升运输系统改造方案方案一：单轨吊运输系统（一）单轨吊安装巷道基本要求1、单轨吊运输距离长2500米。2、巷道断面高度3.2米，宽度4米。3、支架重量及高度运输支架重量22吨重，高度要求2.5米，支架宽度1.8米。（二）机车的选型选用1套DZ1800 3+3型沙尔夫进口防爆柴油机单轨吊车，每套机车配套SLG8.1.2型22吨起吊梁1套用来运输支架，SLG4.2型12T起吊梁1套， 1套22吨起吊梁改造为1套12吨起吊梁的改造装置1套，用来运输物料和小型设备使用。图一 机车总装图图二：22吨液压马达起吊梁图图三 SLG8.1.2起吊梁起吊高度（三）机车选型的校验选择DZ1800 3+3型柴油机
5、单轨吊机车运输支架时最大爬坡度数：考虑到运输安全，取1.2倍安全系数，则机车实际有效牵引力按照1401.2=117KN计算，DZ1800 3+3型柴油机单轨吊机车携带1套22吨起吊梁吊运20吨支架时，此时机车重量加载荷总重为G1=9000+4700+20000+100=33800kg，查速度曲线图表得在117KN牵引力下，机车最大可以在19坡上运行。结论：选用DZ1800 3+3机车运输1套20吨支架或相同重量物料时，可以在19及以下坡度上运行。（四）轨道选型和吊挂方式选择1、轨道选型选择2m/根的I140E轻型轨道，顶板锚固力要求不小于7.5吨。2、轨道吊挂方式的选择（1）直轨吊挂方式。轨道
6、采用双链吊挂，吊挂链条与重力方向夹角在2040之间，吊挂链条距离巷道顶板之间要留10-40mm的间隙，两根锚杆之间距离根据链环长度不同在300mm以上。吊挂图如图五所示，锚杆直径22mm，全螺纹锚杆长度2.4m，锚深不小于1.6m，锚固长度不小于0.7m。图五 直轨吊挂方式图（2）、轨道在弯道处吊挂方式，采用两根吊挂链形式，使用吊挂链直接吊挂到锚杆上。如下图六所示。图六 弯道处轻轨吊挂方式（3）、斜巷处，轨道每隔20米加一组X拉。如下图七横拉吊挂示意图所示。平巷处每隔30米加一组水平方向的X拉。图七 轨道X拉示意图（4）、轻轨道岔吊挂方式如下图所示，采用7处吊挂方式，其中2，3,6，7四处采用
7、单链双锚杆单吊挂板方式，1,4，5三处采用单链单锚杆方式吊挂，如图八所示。道岔吊挂方式也可根据现场施工指导人员指导方式进行吊挂。图八 道岔吊挂方式图（五）、巷道曲率半径要求要求水平曲率半径不得小于9m，垂直曲率半径不得小于12m。（六）、预算资金根据巷道长度，整套设备投资费用预计为350万元。（七）单轨吊效益及优缺点分析1、单轨吊辅助运输优势：采用单轨吊运输方式可实现装卸作业的机械化，运输不跑车，不掉边，能适应小断面和坡度起伏变化的巷道运输，单轨吊车本机截面小，巷道断面空间利用率高。可用于平巷和斜巷的连续不转载运输，其运送载荷不受底板条件限制，可在各种竖曲线、平曲线及复杂曲线运行。单轨吊运行灵
8、活，一台可多岔道多支线直达运输，运行阻力小，效率高，用人少。自动起吊，装卸方便，劳动强度低；保护齐全，制动可靠。投资和维护费用较低。使用柴油机或电动机牵引，灵活性好，运距不受限制，爬坡能力强，最大倾角柴油机车可达30。2、经济效益分析目前我矿副斜井绞车运输每班需要作业人员总共10人，绞车司机2人，按照平均工资5000元/人计算，一年工资支出720000元，若使用单轨吊，每班只需2个司机，预计每年可节省工资600000元。减少绞车、轨道维护成本，减少钢丝绳采购费用，以上预计减少成本费用20万元。运送液压支架出入井或采面搬家不用再采购或安装多台绞车，减少绞车安装、维护成本，加快工作面搬面速度。方案
9、二：无极绳绞车运输系统（一）无极绳绞车安装基本要求1、运输距离：1500米（从十联巷至井底车场，上段仍采用副井口地面JTP-1.21.2P变频绞车提升运输）2、运输最大重量（含平板车）：25吨。3、巷道变坡点3个，坡度起伏不大，最大角度2。4、副斜井运输巷最大坡度为8。5、控制方式：采用进口变频器控制。6、由于副斜井运输巷底鼓、侧压较严重，需重点考虑压绳轮和托绳轮安装固定方式。7、巷道断面高度3.2米，宽度4米。（二）无极绳绞车选型设计1、副斜井巷道条件与工况：最大运输距离：1500m；最大坡度为：8；最大运输重量为：25T（含车自重）；轨距：600mm；轨型：30kg/m；电压等级：1140
10、V/660V钢丝绳布置方式：轨道内布置。2、拟选用钢丝绳规格为：619/24mm ；qR=2.82Kg/m，破断力为：QZ=317KN钢丝绳：24NAT619S+FC1670 GB/8918-2006钢丝绳公称直径（mm）近似重量（kg/m）1570MPa1670MPa1770MPa钢丝绳最小破断拉力（KN）合成纤维芯钢芯纤维芯钢芯纤维芯钢芯纤维芯钢芯242.072.342983213173423363623、选型计算牵引力计算公式：F=（T+S）（Sin+1Cos）+2L2/1000T：最大运输重量，T=25； S：梭车重量，S=3t；：运输最大坡度8； ：钢丝绳单位重量2.07Kg/m；L
11、：运输距离1500m；1运载平板车车轮与轨道之间的滚动摩擦系数范围为（0.010.03）；2为牵引钢丝绳与各轮组之间的运行阻力系数范围为（0.20.4）。重载牵引力计算：1取0.02；2取0.3；F=(25+3)（Sin8+0.02Cos8）+2.07215000.31000F=69.33KN按计算，选牵引力大于69.33KN的无极绳绞车，考虑到巷起伏道变坡及设备的长期使用适应性，选用SQ80/90P无极绳绞车即可满足贵矿实际使用要求。钢丝绳张力计算 F=S4-S1=S1(-1)/n S1=Fn/-1 S4=F+S1S1=69.331.15/2.710.147-13.88KNS4=69.33+
12、3.88=73.21KN式中：n：摩擦力备用系数，可取n=1.11.2 e=2.71 ：钢丝绳与驱动轮间的摩擦系数，可取=0.14 ：钢丝绳在驱动轮上的总围抱角，=3.52=7 F：需用牵引力，F=69.33KN,绞车电机功率验算- SQ80/90P无极绳绞车配套电机： YBBP-315M-6、90KWN=FV/=69.331/0.971KW式中：F-绞车牵引力 F=63.99KN V-梭车速度 V=1 m/s -绞车传动效率 ，取=0.9功率备用系数：K=90/71=1.271.16无极绳连续牵引车选用90KW，功率备用系数满足要求.钢丝绳强度验算规范演算： N=317/73.21=4.33
13、3.5式中：N钢丝绳安全系数 QZ钢丝绳破断力，QZ317KN（1670MPa） F4钢丝绳最大绳张力，F4S4=73.21KN n钢丝绳许用安全系数，n3.5规程验算：钢丝绳许用安全系数为：n=5-0.001L=5-0.0012000=3式中L：由绞车至尾轮的钢丝绳长度，取L=1500同时，煤矿安全规程中规定安全系数不得小于3.5，两者比较取大值，必须N3.5 N=4.333.5无极绳绞车选用24mm，满足煤矿安全规程使用要求。根据以上计算得出，选用SQ-80/90P无极绳绞车，配90KW电机能满足贵矿使用要求。张紧装置选择 选用五轮张紧装置2套(4组)，每组配20个配重铁，共80块，单个张
14、紧装置体积为：34505882565（长宽高）运输能力计算速度V=1m/s时所需时间为：T=1500/1/60=25（分钟）摘挂钩时间按10分钟计算，进出一趟摘挂钩则用时20分钟运输一趟（来回）总用时为25+25+20=70（分钟）速度V=2m/s时所需时间为：T=1500/2/60=12.5(分钟）摘挂钩时间按10分钟计算，进出一趟摘挂钩则用时20分钟运输一趟（来回）总用时为12.5+12.5+20=45（分钟）选型设计结论 推荐选用SQ-80/90P型无极绳绞车，牵引力满足要求，功率富余系数也满足要求。主要技术参数为：设备型号：SQ80/90P 最大牵引力：80KN电机功率：90KW 电机
15、型号：YBBP-315M-6滚筒形式：单滚筒驱动，直径1200mm 运行速度：0-1-2m/s（三）无极绳绞车资金预算无极绳安装起始位置为十联巷至副井底车场，约1500米，选择用一套SQ-80/90P型无极绳绞车安装，包括防爆电机、拖压绳轮组、变频控制开关、钢绳绳等设备材料，预算约为90万元。（四）无极绳绞车效益及优缺点分析1、无极绳绞车的优势 无极绳绞车适用于长距离、大倾角、多变坡、大吨位工况条件下的运输作业，适合我矿井下巷道条件安装。无极绳绞车为不需经转载的直达运输方式可以完全替代小绞车接力、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装备。无极绳绞车适用于倾角在20以下且有
16、起伏变化的轨道运输，与我矿巷道条件相吻合。无极绳连续牵引车，可实现长距离的连续运输，因而可避免小绞车接力运输在摘挂钩时易发生的跑车事故，并且系统中有可靠的安全制动装置，安全性能高，稳定性好。2、经济效益分析目前我矿副斜井绞车运输每班需要作业人员总共10人，绞车司机2人，按照平均工资5000元/人计算，一年工资支出720000元，若使用无极绳绞车，每班只需2个司机，预计每年可节省工资600000元。减少使用多级提升运输绞车、轨道维护成本，减少钢丝绳采购费用，以上预计减少成本费用20万元。运送液压支架出入井或采面搬家不用再采购或安装多台绞车，减少绞车安装、维护成本，加快工作面搬面速度，效率大大提高
17、。方案三：变频绞车运输系统（一）变频绞车选型1、选择使用JTP-1.6*1.2P型号矿用提升机，安装位置为副斜井1100米位置与副井地面JTP-1.2*1.2P绞车进行接力运输。2、绞车参数：卷筒直径1600mm，卷筒宽度1200mm，配套钢丝绳直径24.5mm，电机功率110KW，卷筒容绳量1300米。3、提升距离：1300米。（二）变频绞车资金预算变频绞车主要包括主轴、减速器、防爆电机、液压站、操作台、变频控制柜等组成，预计预算费用为60万元。（三）变频绞车效益及优缺点分析1、变频绞车优势在于使用盘式制动安全可靠性程度高，结构紧凑，安装和使用维护比较方便，投资费用相对较低。2、变频绞车缺点
18、在于仍然使用轨道进行提升运输，运输距离远，对巷道跑车防护和防跑车装置可靠性要求高，虽能减少矿井多级提升绞车数量，由于我矿巷道底鼓、变形周期较快，对轨道运输线路的维修维护投入费用高。3、经济效益分析：使用变频绞车提升运输需要按要求配备主副绞车司机和轨道线路维护人员以及钢丝绳投入等费用，目前我矿副斜井绞车运输每班需要作业人员总共10人，绞车司机2人，按照平均工资5000元/人计算，一年工资支出720000元，若使用变频绞车，每班只需4个司机，预计每年可节省工资360000元。四、总述 由于我矿副斜井巷道底鼓变形频率高，每年维修次数多，结合矿井的实际情况和可持续发展需要，从长远角度考虑，使用单轨吊运输系统不受巷道地板变形的影响，投入人力少，运输效率高，每年能最大限度节约人工和设备材料费用支出费用，推荐安装单轨吊进行副斜井辅助运输。
