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1、巴彦高勒矿井初步设计 第五章 井下运输第五章 井下运输第一节 煤炭运输方式及设备一、煤炭运输方式（一）大巷煤炭运输方式选择目前，国内外大中型矿井井下大巷煤炭主运输普遍采用带式输送机运输煤炭，其有以下主要优点：（1）主运输系统简单，运输能力大，可以实现从采煤工作面到地面的连续运输，不需要倒装。（2）井下运输大巷布置在煤层中，本矿运输大巷最大坡度不超过8，虽有一定的起伏变化，带式输送机较其它运输方式，更适应煤层的起伏、坡度变化和局部坡度变化大的要求。（3）易于实现生产自动化管理和集中控制，可以充分发挥设备效能，达到运输环节少、人员少、效率高。（4）带式输送机运输，适应生产集中、开采强度大、运量大的
2、要求，且适应产量波动变化，增产潜力大，更有利于保证矿井高产、稳产和增产。大型矿井、近水平煤层带式输送机运输煤炭具有其它运输工具不可替代的优点，因此，本矿井大巷煤炭运输确定采用带式输送机运输方式。（二）盘区主要煤炭运输方式选择由于顺槽可伸缩带式输送机具有运输稳定、连续运转性强、开停机方便及机尾自移的优点，因此采区煤炭运输主要采用可伸缩带式输送机运输。二、煤炭运输设备（一）大巷煤炭运输设备选型1、煤炭运输系统矿井投产时井下布置一个综采工作面，即11盘区31煤综采工作面达到设计产量4.00Mt/a。11盘区工作面原煤经顺槽带式输送机大巷带式输送机上仓带式输送机井底配仓刮板输送机2个井底煤仓，最后由箕
3、斗提升至地面。2、煤炭运输设备配置带式输送机的运行是否正常、可靠、安全，将直接影响矿井的生产和经济效益，因此在设备选型上应坚持技术先进、安全可靠的原则。为保证胶带输送机安全可靠运转，输送机的主要配置部件均选用目前国内外最新科技成果。起动方式起动过程对带式输送机性能和结构的影响很大，尤其对长距离大运量带式输送机，由于负载惯性大，直接起动时，弹性波动在输送带中传播，产生很大的动张力，同时所产生的动张力又决定着所选输送带的拉断强度、输送带的接头强度以及张紧装置。为降低起动和紧急制动时胶带的动张力，减少起动时对电网的冲击和起动过程中各承力部件的动载荷，延长减速器、电动机和工作机构等关键部件的使用寿命，
4、实现电机间的功率平衡，提高整机的性能、增加安全性和可靠性，应对带式输送机的起/制动加速度进行控制，使输送机按照调定的加速度平稳地起动而不受负载惯性的影响，因此驱动装置必须具有软起/停功能。目前国内使用的可控起动（软起动）主要有以下几种方式：调速型液力偶合器、道奇CST系统、高压防爆变频软启动和液体粘性软起动装置。上述几种方式国内都有使用。根据市场及现场运行状况调研, 调速型液力偶合器安装维护方便，价格低廉。调速型液力偶合器驱动系统由交流异步电动机减速器调速型液力偶合器组成，液力偶合器的充油量是可调的，电动机空载起动后，偶合器通过稳定地增加充油量，输出恒转矩加速特性，使带式输送机在设定的起动力矩
5、下平稳地起动，投资较低，为传统型配置方式。其缺点是软起动性能一般，调速精度低，起动速度曲线自动控制功能较差，响应速度慢，起动力矩小，不适宜于重载起动，且体积庞大，发热量大，需附加油液冷却系统，占地面积较大，漏液情况较严重，有滑差，效率损失2%左右，通常用于对起动速度曲线精度要求不高、驱动功率不太大的带式输送机。CST（Controlled Start Transmission ）是由美国DODGE 公司研制开发的专用于带式输送机的机电一体化产品，是集减速、离合、调速于一体的传动装置。CST可控起/停驱动系统由交流异步电动机CST可控启/停装置构成，为一台输出轴带有液粘离合器的定轴加行星齿轮传动
6、的减速器。启动负载之前驱动电机空载启动，液粘离合器连接在行星传动的内齿圈上，输出轴并不运动。在电机达到额定的速度之后，通过液压系统控制液粘离合片之间的间隙，使CST具有差动调节输出力矩和输出转速的功能。控制系统使每台CST 离合器的液压力逐渐增加实现缓慢、平稳地对输送带进行启动，输送带平稳地加速到全速，从而输送带受力平稳，消除输送带过大的张力；该系统可防止输入到带式输送机的功率及力矩超过安全限度，以保证带式输送机过载时不能运行，从而保护该系统的其它部件。电机空载起动，可缩短起动时间，提高电机寿命；能实现同一条胶带机多台电机的分时空载起动，减小起动电流对电网的冲击，降低对电源系统的技术要求；起动
7、完成后，以正常带速运行时，无滑差消耗，整个系统的效率高；具有设定起动速度曲线自动跟踪控制、过载保护、多机平衡等功能，可以控制带式输送机按设定的“S”形曲线起动，控制精度高、动态响应快、结构紧凑、占地面积小、布置简单，是长距离、大运量、线路复杂的带式输送机较理想的驱动装置，而且使用效果好、经验成熟、维护较方便。其缺点是驱动电机空载启动，不可避免地会出现大的起动电流，会引起电网电压的波动；提高的仅是机械的传动效率，并且运行中发热量大；对液压元器件的维护技术要求高，专用润滑油的费用较贵，不能在低速下长时间运行；液压及控制系统复杂，出现问题时无法自行维修，只能依靠CST维护保养中心。变频软启动也是一种
8、直接驱动方式。变频驱动系统由变频电动机+减速器+交直交防爆变频电控系统组成。防爆变频器为德国BARTEC技术国内组装的产品，它由功率器件（IGBT晶闸管）整流器、滤波电抗器、逆变器、控制器、水冷器件等组成。在低频下，通过磁场调节，可以确保电动机长期、平滑地运转，特别是在电动机过载的情况下，能够自动调节输出频率，并最终在一个新的稳定速度点运行。通过控制频率变化范围和时间，就可使输送机按照设定的速度曲线平稳起动，实现软启动，由于为交-直-交电流型变频器，具有功率因素高，高次谐波分量低，无需设无功补偿及谐波滤波装置，具有技术先进、设备成熟、控制可靠、调速范围宽、控制精度高、响应速度快、保护完善、抗干
9、扰能力强、人机界面友好、开机率高，易于实现启/制动速度的自动跟踪，能够提供可控的、理想的起/制动性能，适用于长距离、大功率、线路复杂的带式输送机，可以控制输送机按设定的“S”形曲线起动和制动，控制启/制动时间，以限制胶带的弹性振动，减少起动时的动张力，满足整机动态稳定性及可靠性的要求；可长时间地保持在低于额定速度下的较低速度运行，且低速运行稳定，跳频特性可避开机械共振点，能有效避免机械共振，可满足长距离带式输送机的验带要求，真正提供验带速度；可根据井下原煤的生产情况调节带速，节能效果明显，无运行功率损耗。其缺点是无法实现多台电机的分时空载起动，备件需进口，井下高压电气防爆问题还未解决，在国内煤
10、矿井下大功率带式输送机上使用受到限制。根据调研情况，从驱动装置自身的价格看，高压防爆变频软启动器最贵，CST可控起/停装置次之，液力偶合器最低。由于高压防爆变频软启动系统复杂、投资高，需进口，在煤矿的实际使用受到限制，经验少，本次设计不予考虑。CST可控启/停驱动系统比调速型液力偶合器驱动系统性能优越，采用CST可控启/停驱动系统可降低胶带带强，延长胶带的使用寿命，改善带式输送机设备的运行工况；从投资方面看，虽然CST可控启/停驱动系统比调速型液力偶合器驱动系统要高，但CST可控启/停驱动系统综合经济效益要高于调速型液力偶合器驱动系统。CST驱动技术近年来在煤矿使用经验成熟，装置的性能良好，故
11、确定本矿井11采区集中下山带式输送机驱动装置采用CST可控启/停驱动系统。制动装置根据煤矿安全规程的规定，倾斜井巷中使用的带式输送机，上运时，必须同时装设防逆转装置和制动装置。逆止力矩的选择必须保证单个逆止器的逆止力矩大于或等于整机的逆止力矩。逆止器的数量应与驱动滚筒的个数相同；同时应采用制动器，制动器的个数和电动机的数量相同。下运时必须装设软制动装置。本设计选型采用大扭矩低速逆止器，安装于传动滚筒的外伸轴上。张紧装置对于长距离带式输送机必须采用自动张紧。自动张紧可起到根据起动与稳定运行的工况自动调节张力，使得在正常运行时处于较低胶带张力状态，对胶带是有利的；在起动时处于较高的胶带张力状态，防
12、止机头传动滚筒发生“打滑”现象。设计选型采用液压自动拉紧方式。电气控制系统根据不同的驱动装置的组合形式以及自动张紧的要求而选用以可编程控制器为核心的一套集监测、控制、信号、通信为一体的带式输送机监控系统。该系统配合驱动装置可完成起、制动和多机功率平衡的要求以及自动张紧的张紧力的调整；该系统为分级分布式结构，具有较高的运行可靠性和使用灵活性，显示功能强，联网方便，设有驱动滚筒打滑、堆煤、跑偏、温度、烟雾、撕裂、电动机过载、电机超温等项保护功能，以及沿线拉线开关和起动预告信号装置，满足煤矿安全规程的有关规定，并能与井下顺槽胶带输送机实现闭锁集中控制。输送带的选型结合井下的实际情况，大巷输送带统一采
13、用阻燃型的钢丝绳芯输送带，带强为St4000和St1600两种。考虑到使用环节的重要性及国内接头的工艺水平，设计强调：今后在本胶带输送机的安装过程中，应加强对胶带硫化的质量控制和检测，以确保接头强度满足有关规定的要求。3、煤炭运输设备选型计算（1）31煤大巷带式输送机计算选型输送能力的确定根据井下开拓及盘区巷道布置，本矿31煤综采工作面的来煤均通过31煤顺槽带式输送机给入31煤大巷带式输送机，再经井底配仓刮板输送机给入主井井底煤仓。31煤工作面来煤为3000 t/h，加上掘进煤200t/h，31煤大巷带式输送机运量达到3200t/h。带式输送机倾角及长度运输大巷带式输送机倾角与运输大巷巷道一致
14、，为01，根据巷道布置，前期带式输送机机长1250m，最终带式输送机斜长6530m。本设计按最终长度选型，即6530m。带宽和带速的确定根据输送机的输送能力，初定本带式输送机的带宽为1600mm，带速为4.5m/s。初定设计参数输送能力Q=3200t/h，机长L=6530m，倾角=01，提升高度约40m，上托辊间距ao=1.2m，槽角35，下托辊间距au=3.0m，上下托辊辊径159mm。由带速、带宽验算输送能力式中：k倾斜系数，K=0.97；S输送带上物料的最大横截面，S=0.2860； 带速，4.5m/s；物料松散密度；=900kg/m3；3200t/h，满足要求。按照煤的最大粒度较核胶带
15、宽度：式中：dmax煤的最大粒度，mm。由此可以看出，可以满足Q=3200t/h的输送能力。计算圆周驱动力和传动功率驱动圆周力：Fu=CFH+FS1+FS2+FSt式中：C附加阻力系数，C=1.015；FH输送机的主要阻力，FH=fLgqRO+qRU+(2qB+qG) cos； qRO承载分支托辊每米长旋转部分质量，qRO=；qRU回程分支托辊每米长旋转部分质量qRU=；暂定胶带为ST4000阻燃型钢丝绳芯胶带，每米长输送带的质量qB=90.2kg/m；qG每米长输送物料的质量，qG=；g重力加速度，g=9.81m/s2；f模拟摩擦系数，f=0.028；L输送机水平长度，L=6530m；输送机
16、在运行方向的倾斜角；=01。输送带速度；=4.5m/s；经计算，FH=765.97kN。主要特种阻力FS1=F+Fgl；托辊前倾的摩擦阻力F= C0L(qB+qG)gcossin；其中：C槽形系数；C=0.430托辊和输送带间的摩擦系数；0=0.3L装有前倾托辊的输送机长度；L=6530m托辊前倾角度；=130其它符号同前经计算，F=62.23kN导料槽栏板的摩擦阻力Fgl = ；其中：2物料与导料槽间的摩擦系数；2=0.7b1导料槽两栏板间宽度；b1=0.97ml导料槽栏板长度；l=3.0mIv输送能力；Iv= ；其它符号同前，经计算，Fgl=0.949kNFS1=62.23+0.949=6
17、3.179kN。输送带清扫器摩擦阻力FS2=Ap3；其中：A清扫器与输送带接触面积；A=0.016+0.024=0.04P清扫器与输送带的压力；P=10x104N/m2;3清扫器与输送带间的摩擦系数；3=0.7经计算，FS2=2.80kN。倾斜阻力FSt=qGgH； 其中：H物料提升高度，H=40m。其余符号同前。经计算， FSt=77.51kN。则驱动圆周力： FU=1.015765.97+63.179+2.80+77.51=920.95kN。传动功率计算：传动滚筒轴功率PA=。驱动方式的选择本带式输送机采用双滚筒三电机驱动，功率配比为2：1，以降低胶带强度，节约投资和运行成本。输送机胶带张
18、力的计算输送机正常运行，必须满足以下两个条件：1）满足输送带下垂度要求为了限制输送带在两组承载托辊间的下垂度，作用在输送带上任意一点的张力必须大于最小张力Fmin。承载分支：回程分支： （h/a）max输送带许用的最大垂度，（h/a）max=0.01；其它符号同前。2）输送带不打滑输送带不打滑条件为：F2min式中：Fumax=KAFu=1.5920.95=1381.425kN；本输送机采用双滚筒三电机驱动，功率配比为2：1，1、2分别为驱动滚筒的围包角，1=2=210；为输送带与传动滚筒的摩擦系数，=0.30。eu= eu1eu2=33=9则：F2min172.68kN各特性点张力计算：经计
19、算S2=230.27kN33.182kNS3=S2+ fLg(qRu+qB) -qBHg=381.75kN33.182kNS4=1.04S3=397.02kN42.34kNS1=S4+fLg(qRO+qB+qG)+ Fst+FS1+FS2+ qBHg =1154kN 根据以上计算可知，输送机胶带的最大张力Smax=1154kN。胶带的安全系数n=5.55。根据2008年12月1日开始实施的带式输送机工程设计规范（GB50431-2008），当对带式输送机采区可控软启、制动措施时，钢丝绳芯输送带安全系数可取57，本设计带式输送机采用CST可控软启动配备有盘式制动器，所以选用ST4000阻燃型钢丝
20、绳芯胶带满足设计要求。电机功率的计算N=KPA=1.4x4144.3=5802kW式中：N电动机总功率：K电动机功率系数，K=1.251.4，取K=1.4；其它符号同前。根据驱动装置的布置，选用2000kW的4极矿用防爆电动机3台。31煤大巷带式输送机选型：31煤大巷带式输送机前期机长L=1250m，后期机长L=6530m，倾角=01，输送能力Q=3200t/h，带速v=4.5m/s，带宽B=1600m，ST4000阻燃型钢丝绳芯胶带，双滚筒驱动，功率配比2：1，4极矿用防爆电机功率2000kW，三台，选用三台CST1950KS，速比i=27.5897，设制动器和逆止器，采用头部液压自动拉紧。
21、（3）井底上仓带式输送机计算选型由于11盘区工作面原煤分别经顺槽带式输送机、大巷带式输送机转载落至井底上仓带式输送机入井底煤仓，因此井底上仓带式输送机运量为3200t/h。根据输送机的输送能力，确定本带式输送机的带宽为1600mm，带速为4.5m/s。按31煤大巷带式输送机计算公式，经计算选型井底上仓带式输送机主要参数如下：机长L=510m，倾角016，输送能力Q=3200t/h，带速v=4.5m/s，带宽B=1600m，ST1600阻燃型钢丝绳芯胶带，双滚筒驱动，功率配比2：1，4极矿用防爆电机功率710kW，三台；选用三台CST750KS，速比i=28.0；设制动器和逆止器，采用头部液压自
22、动拉紧装置。（二）盘区主要煤炭运输设备选型和计算。1、11盘区311101工作面运输顺槽带式输送机计算选型11盘区311101工作面运输顺槽长度为4403m，倾角为01，提升高度10m。（1）输送能力、输送长度、带宽和带速工作面顺槽带式输送机能力与工作面生产能力息息相关，工作面的煤炭经过运输、转载、破碎后，煤流比较均匀、稳定，且输送带的速度比转载机刮板速度快，带式输送机基本上不会发生货载堆积和溢出等突发性事故。因此，顺槽带式输送机能力与工作面刮板输送机能力相匹配，311101工作面顺槽带式输送机运输能力为3000t/h。本设计按照顺槽带式输送机最长长度选型，即L=4403m。根据国内顺槽带式输
23、送机使用情况，考虑到井下工作环境、驱动装置的配置、驱动设备的数量、输送带的强度、备品备件的互换使用等因素，311101工作面顺槽带式输送机选用带宽B=1.6m，带速v=4.0m/s。（2）驱动装置和驱动方式本矿井选择的顺槽带式输送机为大运量、高带速、长运距输送机，选用鼠笼电动机CST软启动系统，并设置蛇形弹簧联轴器及制动系统。优点是能提供稳定平滑的加速度，使带式输送机平稳启动；多机驱动时能实现输入功率的平衡并实现同步运行；电动机空载顺序启动，降低启动电流对电网的冲击。经过对每条带式输送机直线搭接和头部、中部卸载驱动的方案比选，311101工作面顺槽带式输送机推荐采用两条顺槽带式输送机直线搭接，
24、以降低带强，便于设备选型，减少投资。（3）储带长度、拉紧方式及输送带类型储带仓储带长度100120m。拉紧方式采用ZYL500J型自控液压张紧装置。该装置主要由液压泵站、拉紧油缸、张紧绞车、蓄能站、控制系统及附件组成，能够根据带式输送机的不同运行工况提供不同的张紧力，有效避免传动滚筒与输送带之间打滑情况的出现，并有效控制输送带的悬垂度。输送带选用橡胶面整芯阻燃输送带（PVG）。（4）保护装置带式输送机设有紧急拉线开关、输送带打滑监测装置、输送带跑偏监测装置、料流监测装置、物料堵塞溢料保护装置等。（5）带式输送机选型经计算，311101工作面顺槽带式输送机主要技术特征见表4-3-1。（6）自移机
25、尾装置为了配合工作面的快速推进、减少辅助生产时间，提高工作效率、减轻工人的劳动强度，带式输送机配备了自移机尾装置。顺槽带式输送机主要技术特征表表4-3-1 设备名称主要技术参数311101工作面顺槽带式输送机Q=3000t/h，B=1600mm，v=4.0m/s，L=2205m, =01，PVG1400阻燃型整芯胶带，CST630K，i=28，N=3400kW（头部集中驱动，功率配比2：1），ZYL500J型自控液压张紧装置，盘式制动系统。两台搭接。第二节 辅助运输方式及设备一、辅助运输方式本矿井设计生产能力4.00Mt/a，要求辅助运输系统先进、可靠、高效。本矿井虽然为立井开拓，但为近水平煤
26、层开采，主要可采煤层倾角为03，盘区大巷等井下主要巷道和准备工程均沿煤层布置，缓坡暗斜井(后期)、大巷及工作面顺槽坡度均小于6，煤炭生产高度集中，采用综合机械化采煤，综掘机掘进，锚喷支护；具有采、掘推进速度快，采掘工作面用人、用料量少，矸石量少；井下使用采掘设备质量大，工作面搬家工作量大等特点。针对本矿井煤层赋存条件、开拓方式和开采特点，根据国内诸多同类矿井（如济宁三号井、潞安矿区、神东矿区等）使用辅助运输系统的经验和实践情况，本矿井辅助运输系统拟采用地面副立井辅助运输大巷缓坡暗斜井(后期)工作面辅助运输顺槽采掘工作面不转载连续运输方式。设计对适宜本矿井连续辅助运输的防爆柴油机无轨胶轮车、防爆
27、柴油机单轨吊机车、防爆柴油胶套轮齿轨卡轨机车等几种运输方式比较如下： 1、单轨吊机车运输系统柴油机单轨吊车，其特点是：体积小，机动灵活，运距不限，通过巷道断面小，转弯半径小，可以在分支线路自由运行。一台机车可以在数个工作面进行作业，其悬吊轨道延伸比较容易，它可在多岔道长距离范围内运输，可实现从井底车场甚至从地面至盘区工作面的不经转载的直达运输。由于是吊挂式运输，与巷道底板状况无关，有效利用巷道断面，运行阻力小，效率较高。单轨吊车爬坡能力较强，机车牵引可达18，绳牵引可达45，除日常的运人、运料和运设备以外，还可实现大件的整体搬运。但是，单轨吊车本身的运载能力不能太大，由于受巷道支护强度和稳定性
28、以及巷道顶板状况的限制，一般最大单件重量小于25t，运行速度最大2m/s。太大、太重的设备需解体运输。单轨吊车在运行中有一定的侧向摆动，所以要求巷道断面应有安全间隙，并加强吊轨锚固。单轨吊运输系统在整个巷道中，多采用U型钢材来支护，钢材消耗大，单轨要求进口，投资大、维护费用高，不能整体运输大于25t的大型设备，工作面搬家没有无轨胶轮车方便；且单轨吊机车需要借助固定在巷顶的一条单轨运行，对巷道支护要求高，而本矿井巷道顶板岩石多为砂质泥岩、粉砂岩，稳定性较差，易破碎，因此，本矿井不宜采用单轨吊运输方式。2、防爆柴油胶套轮齿轨卡轨机车运输系统防爆柴油胶套轮齿轨卡轨机车是在机车驱动轮的踏面上加一层胶质
29、轮套，从而增大了驱动轮与钢轨表面的粘着系数，同时，在机车上增设新的可靠的制动装置，使机车的爬坡能力大大提高，它可直接进入大巷和起伏不平的工作面运输巷和回风巷，可在普通窄轨上运行，便于井上、下的衔接，运输材料、设备无需中间换装，驱动机车少，承载车辆可根据实际需要适当增减；但胶套轮齿轨机车运输系统对井下工作面设备的搬迁及其它大型设备的运输，操作工艺复杂，费时费力，效率低，对运输坡度的适应性差，当坡度小于1:10(5.7)时靠胶套轮与轨面的摩擦力来驱动，胶套磨损快，当坡度大于1:10(5.7)时，须在轨道中间铺设齿轨，铺设精度要求高，运行效率低，也增加了投资与维护费用。且齿轨机车的转弯半径大，水平方
30、向大于10m，垂直方向不小于20m，这在顺槽巷道有一定的困难。胶套轮对运行轨面的污染敏感性强，对潮湿、煤粉大的轨面牵引力明显降低，4左右就要铺齿轨，适应性低，使用条件要求机车运行的巷道干燥，一旦有水容易打滑，其速度、牵引力等技术数据会大幅度降低，在34的坡度都很难保证其设备的运行能力。这种机车对巷道支护无特殊要求，但底鼓或积水较多的巷道不宜使用，由于煤矿井下巷道条件差，湿度大，易积水，胶套轮机车运输难以适应，为确保系统安全可靠，本设计不推荐防爆柴油胶套轮齿轨机车运输方案。3、无轨胶轮车运输系统无轨胶轮车机动灵活、方便快捷，装卸方便，特别适合高产高效矿井及沿煤层开拓的多分支巷道；便于采掘工作面的
31、设备搬迁，工作面搬家时间短，运输效率高，占用人员少，为矿井高产高效创造了先决条件；可以实现从地面材料、设备场点直接运输至井下使用场点的点对点运输；可根据运输物料品种的不同，方便地更换不同的承载车，做到一车多用，且目前普通（中、小型）无轨胶轮车的开发制造已基本国产化，可以满足矿井生产中的中小设备、材料及人员运输要求，基本解决了依赖进口的难题。但无轨胶轮运输存在车体较宽，行驶速度较快，要求巷道有较宽的安全间隙，还要设置必要的会让车点和转弯硐室，对巷道底板的硬度和不平度都有较高的要求，底板抗压强度应不小于100250kPa，最好铺混凝土路面进行硬化处理或加垫板，要求巷道有较大的弯道半径。初期设备、矿
32、建投资较高，但运行费用低。经上述综合分析比较，结合国内应用辅助运输系统的实际情况，鉴于本矿井为近水平煤层，煤层倾角小，缓坡暗副斜井及巷道的坡度均不大于6，采掘设备质量大(最大42t)， 采、掘推进速度快，要求工作面搬家倒面时间短。因此，无轨胶轮车连续运输方式无疑为首选的辅助运输方式，该运输方式除一次性投资高外，系统维护工作量少，运行速度快、能力大、效率高、成本低、灵活性强、不受中间环节的影响，为有效利用工时、提高工效及实现快速采掘创造了有利条件。故设计推荐本矿井辅助运输方式采用防爆低污染柴油机无轨胶轮车连续运输系统，担负全矿井除煤以外的所有辅助运输任务，同时满足整体运送液压支架等大型设备的要求
33、。矿井辅助运输系统为：地面副立井井下辅助运输大巷缓坡暗斜井(后期)工作面辅助运输顺槽采掘工作面。对于无轨胶轮车下副立井是否转载，设计进行了多方案比较：方案一为无轨胶轮车全部在副立井井底换装、转载。该方案所需罐笼窄，井筒断面小，矿建投资少，但运输环节多、换装工作量大，效率低，不能充分体现无轨胶轮车高效运输的优越性，且液压支架不能整体升降，故设计不予推荐。方案二为全部胶轮车都能直接开进罐笼下井，副立井井底不换装。该方案运输效率高，但所需罐笼长(达10m)、井筒直径大、提升设备大，设备制造、购置、运输及井巷工程施工都很困难，投资非常高，目前只有南非个别矿井采用此方案，本设计也不推荐。根据上述二种方案
34、特点，鉴于本矿井下所用液压支架，长达7.6m，需整体升降，致使副立井井筒直径达8m以上，故设计推荐本矿井无轨胶轮车运输系统采用部分车辆连续直达，部分车辆转载换装方式，即大部分胶轮车(运送材料、矸石、中小型设备的胶轮车)采用从地面副立井井下生产场所，不转载连续运输方式；少数运送采煤机、液压支架、支架搬运车等大型设备的胶轮车，在副立井井底换装。升降运送人员，为了安全，也在副立井井底换乘无轨胶轮人车。二、辅助运输设备（一）设计依据本矿井辅助运输系统担负全矿井人员、矸石、材料及设备等升降任务，并要求辅助运辅系统先进、可靠、高效。根据辅助运输方式方案比选，本矿井辅助运输采用无轨胶轮车立井井下不转载+少量
35、大件部分转载的运输方式。达产时生产能力4.00Mt/a，井下布置采掘工作面共5个，其中1个综采工作面，每个面生产人员24人； 3个综掘工作面，生产人员11人； 1个局部普掘工作面，生产人员11人。矿井设有1个机运队，生产人员16人，1个通修队，生产人员20人。按此7个队配置辅助运输设备。1、矿井年产量：生产能力4.0Mt/a。2、工作制度： 330d/a，每天4班作业，3班生产，1班准备；3、井下辅助运输巷道及缓坡暗斜井(后期)均为单车道双向行驶，每隔300m距离设一会让车点；人员等候点设在井口及井下各作业地点，地面设备材料库距副井口约150m。4、运输最大件质量为42t；5、矿井初期达产时的
36、辅助运输量。本矿井主要大巷为锚杆（喷）支护，顺槽为锚网支护，辅助运输巷道铺设混凝土路面，厚度200mm。根据巷道布置与支护方式及采掘进度，矿井主要辅助运输的物料为水泥、砂石、坑木、锚杆、金属网片、管道等，主要运输的设备为采掘工作面装备和电器设备；为错开运输高峰，考虑工作面安装和搬家与大巷铺底错开；运送人员考虑以各采、掘工作面人员、及工程队人员一次运到位为基础，兼顾其它零星的人员运输。辅助运输量：最大班下井人员： 168人/班，10车/班材料： 35车/班矸石： 87吨/班设备： 3车/班其它： 5车/班最大班辅助运输总量为60车/班。7、矿井辅助运输距离根据矿井的开拓布置、开采方法、开采顺序，
37、初期投产时3-1煤布置1个采煤工作面，3个综掘面，1个普掘面。为此，辅助运输系统设备选型，以初期达产时的运输距离为依据，辅助运输距离详见采区图C1811B-163-1。（二） 无轨胶轮运输车设备方案根据国内外诸多矿井辅助运输系统使用经验，设计本矿井无轨胶轮运输设备均选用防爆低污染柴油机作动力，通过配置不同型号的无轨胶轮车，以满足不同吨位物料、设备的运输要求。根据国内外各种车型的技术性能和功能的分析比较，设计本矿井无轨胶轮车设备采用进口设备与国产设备相结合的方式，即关键设备选用进口，大部分中小型设备采用国产，力求以最少的投资和运行费用，达到高效、安全、经济、合理的目标。对于重型无轨胶轮车运输设备
38、(支架及大件设备搬运车) 、多功能车、特种车辆等，考虑到国内生产技术不成熟，设计选用进口设备，而大部分常规的通用车辆，采用国产设备。根据矿井的辅助运输量和运距，下井整装物料及一般设备在地面设备材料库装载，经无轨胶轮车由井底车场采掘工作面和各使用点；下井工人在井底换乘无轨胶轮人车后直接到达工作地点；检查人员及其它零星人员在井底换乘生产指挥车；大型设备及支架由支架搬运车运输。（三）无轨胶轮运输车设备选型根据本矿井井下各辅助运输巷道的坡度和长度以及无轨胶轮车的性能，设计重车运行速度18km/h，空车运行速度23km/h；井下弯道段及其它有要求慢行段运行速度均取5km/h；运人车辆运送人员时最高运行速
39、度不大于18km/h，无轨胶轮车在整个运行过程中，平均运行速度按16km/h计算。根据矿井达产时最大班辅助运输应达到的总时间，考虑井下每班辅助运输净时间不大于4.5h。并借鉴神华集团公司的管理模式，主要运人车、自卸车及普通材料车分配到各生产队自备自用，为了节省人员下井路途时间，提高工效，井下各处作业人员必须一次运送到位，即根据矿井车辆采用分队管理模式计算矿井达产时的无轨胶轮车数量，具体选型如下：1、对于中、轻型无轨胶轮车运输设备，设计国产无轨胶轮运输车为主。1) 运送人员：设计选用国产WC20R型国产低污染运人胶轮车11辆；在副井底转载。WC20R型国产低污染轻型 20人防爆运人胶轮车，均配备
40、45kW防爆柴油机。该车采用全金属封闭客厢，整体高度低，承载能力大，转弯半径小，其主要技术参数为：自重4620 kg，最大牵引力37kN，额定装载质量2000kg，可乘座人员20人；满载行驶速度530km/h，最小转弯半径：向外7.5m，最大纵向行驶坡度15，最大横向行驶坡度7.5。2) 运送散装物料、矸石、小型设备：设计选用国产WC5型5t防爆铰接自卸式胶轮车5辆、国产WC8型8t矿用低污染防爆铰接自卸式无轨胶轮运输车10辆、国产WC3J型3t无轨胶轮运输车3辆。均无需转载，可直达运输。国产WC5型5t轻型自卸式防爆胶轮车配备65kW防爆柴油机，其主要技术参数为：额定装载质量5000kg，重
41、车满载行驶速度530km/h，最小转弯半径：向外7.5m，最大行驶坡度15。WC8型8t矿用低污染防爆铰接自卸式无轨胶轮运输车，配备85kW防爆柴油机，有两套独立的油门和制动装置，其主要技术参数为：额定装载质量8000kg，重车满载行驶速度730km/h，最小转弯半径：向内 3.3m，向外6.9m，最大纵向行驶坡度15，最大横向行驶坡度7.5。WC3J型低污染3t胶轮车，配备50kW防爆柴油机。该车主要技术参数为：额定装载质量3000kg，满载行驶速度530km/h，最大纵向行驶坡度14，最大横向行驶坡度7.5。3) 顺槽用运输运送及井筒、大巷带式输送机检修：选用国产WC2型 2t顺槽用胶轮车
42、3辆。国产WC2型顺槽用胶轮车配备45kW防爆柴油机，其主要技术参数为：自重6400 kg，额定装载质量2000kg，重车满载行驶速度014km/h，最小转弯半径：2.4m，最大纵向行驶坡度16，最大横向行驶坡度7.5。立井不用转载，可直达运输。4) 矿井井下生产调度指挥、紧急抢修时运送少量人员、物品：设计选用国产WC5R型5人生产指挥防爆胶轮车5辆。WC5R型生产指挥防爆胶轮车配备50kW防爆柴油机，可乘座人员5人，行驶速度8.529km/h。本矿井井下掘进矸石，利用多功能铲运车或防爆装载机铲装，由自卸无轨胶轮车运至井下废旧巷道回填或井底矸石仓。根据矿井达产时配用的各种中、轻型无轨胶轮车台数
43、，无轨胶轮车平均运行速度及矿井达产时的运量，经计算，矿井达产时，每辆运送材料、设备等的无轨胶轮车辅助运输最大班作业时间平均3.15h，井下最大班、最远距离人员到位时间为49.9min。上述中、轻型无轨胶轮车台数是以矿井达产时运输距离为基础计算的，将来随着盘区的接替和运输距离的不断加大，需增加车辆数量以满足矿井辅助运输需要。2、考虑到重型无轨胶轮车运输设备、多功能车、特种车辆国内生产技术不成熟，主要选用进口，部分用国产。设计选用1台进口FBL-10型 10t，171.5kW多功能铲车，配有RAS快速连接系统，带铲叉、2个3.5m3铲斗、带7吨旋臂起重机及卷电缆/卷胶带器。选用1台进口ST710型
44、7t多功能车，配用149kW防爆柴油机，带铲斗（硬岩清底铲斗）、9000kg升举搬运叉、电缆或胶带收放器等，并可快速连接。满载爬坡15度，适应横向12度。短途物料、设备的运送、巷道清理，修理路面选用2台进口SMV B系列4t小型多功能铲车，带有铲斗、耙叉、升降平台、散装混凝土料斗、拖车等。该车配备65kW防爆柴油机，主要技术参数为：最大装载质量4000kg，行驶速度，水平路面，20km/h；4轮转向，最小转弯半径：内2.43m：向外5.01m。最大纵向、横向行驶坡度均为14。小型设备及散装物料的装载，选用3台国产FBZL16型1.6t 0.9m3防爆装载机，配用50 kW防爆柴油机。运送特种物
45、料：设计选用2台进口SMV D系列2.5t，65kW防爆特种运输车, 1台带回转式吊臂，用于特种材料、设备运输； 1台带防爆油箱、加油泵，用于运送、加注油料。管道运送：选用国产WC3J(A)型3t，45kW防爆单排加长胶轮车2台。国产WqC3J（A）型3t防爆长头平板胶轮车配备45kW防爆柴油机，其主要技术参数为：自重4350 kg，额定装载质量3000kg，重车满载行驶速度529km/h，最小外转弯半径：7.5m，最大纵向行驶坡度14，最大横向行驶坡度7.5。立井不用转载，可直达运输。3、采掘工作面大型设备运输车的选型与配置为实现采煤工作面快速搬家，保持车辆正常循环的需要，根据采煤工作面设备
46、配置，经计算，选用2台进口LWC-50T型50t支架搬运车；选用2台进口FBL-55型55t支架铲运车，用于支架短途运输就位。为了减少投资，提高效益，本矿井工作面大型设备的安装、搬家、运输所用支架铲运车及支架搬运车均采取向矿区生产服务中心租赁使用。矿井达产时所选辅助运输车辆见表5-2-1。（四）无轨胶轮车辅助运输系统的安全运行本矿井达产时，同时运行的无轨胶轮运输车约16辆。由于井下大部份辅助运输巷道按单车道双向行驶设计，为了保证安全行车，应制定专门的车辆驾驶与操作规程，无矿井达产时无轨胶轮运输车配置表表5-2-1车辆类型数量主要性能参数主要用途备注FBL-10型多功能车1 载重10t，发动机功
47、率171.5kW，带铲斗、铲叉、卷带器等主要用于中小型设备、材料等物品的装卸或搬运、道路整修及设备抢修等。引进ST710型多功能车1 载重7t，发动机功率149kW，带铲斗、搬运叉、电缆收放器等主要用于中小型设备、材料等物品的装卸或搬运、道路整修及设备抢修等。引进WC8铰接悬挂自卸胶轮车10 载重8t，发动机功率85kW，带自卸车厢主要用于井下水泥、沙子、石子等材料的运输，也可用于井下矸石运输。国产WC5 铰接自卸式防爆胶轮车5载重5t，发动机功率65kW，带自卸车厢主要用于井下水泥、沙子、石子等材料的运输，也可用于井下矸石运输。国产WC20R型运人胶轮车11 乘人20人，发动机功率45kW，全封闭客厢主要用于井下工人的运送，平时则用于井下重量小于2t的设备零部件的运输。国产WC3J型普通材料车