无极绳绞车在矿井辅助运输系统中的应用

山西能源学院学报

JournalofShanxiInstituteofEnergyFeb.，2019Vol.32No.1

·煤电技术研究·

无极绳绞车在矿井辅助运输系统中的应用

闫苏采

（大同煤矿集团临汾宏大豁口煤业有限公司，山西

【摘

临汾

041000）

要】为提高矿井运输系统的稳定性与安全性，本文以山西某矿运输条件为基础，对无极绳绞车运输方式

在矿井辅助运输系统中的应用进行了研究。研究结果表明，无极绳绞车运输系统可实现矿井上部车场与下部车场运输的连续性，简化运输环节，降低了事故发生率，显著提升了运输与生产效率，并且能够满足对大型设备的运输，提高了矿井运输能力，有着很好的应用前景。

【关键词】无极绳绞车；辅助运输；工作原理；牵引力【中图分类号】TD525

【文章编号】2096-4102（2019）01-0015-02

【文献标识码】A

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

目前国内许多煤矿都采用轨道运输方式，其优

点是，可以减小工作人员的劳动消耗、简化井下运输流程、减少井下工作人员负担，同时有着较好的安全性。但由于煤矿煤层赋存条件的复杂与多样性，部分矿井出现巷道坡度较大、一些巷道由于底板属于软弱岩层易出现底臌等现象。此外工作面现场工作中容易产生很多的浮煤与矸石等，导致绞车轨道在铺设过程中出现悬空或稳定性差的问题。特别是在运输大型设备时，其难度较大，易出现翻车等情况，对生产安全造成威胁。为提高矿井辅助运输方式的稳定性与安全性，有必要对矿井运输方式进行优化分析。

1󰀉工程概况

山西某矿生产煤层水平为+670m水平，目前开采至井田西部范围内时，由于煤层走向等问题，将新设计+560m水平为辅助生产水平。该辅助生产水平采用材料斜井与轨道大巷进行连通，实现井下设备与材料的运送，目前该斜井运输长度已超过600m，运输任务负担较大。

材料巷断面为矩形断面，宽度对于+560m水平，

为3.8m，高度为3.0m，巷道内绞车运输长度为620m，绞车提升倾角为14°，采用38kg/m轨道、轨距600mm、双轨道的运输方式，对于+670m水平，运输大巷总长度为9700m，巷道采用矩形断面，宽度为4.3m，高度为3.0m，绞车轨道轨型为38kg/m，采用电机车进行运输。矿井运送的设备通过+670m水平运

收稿日期：2018-10-25

输大巷送至材料巷的上部车厂，再由无极绳绞车拉

完成设备的运输。到+560m水平车场，

2󰀉无极绳绞车工作原理

无极绳绞车辅助运输系统主要包括电控、信息系统、托绳轮组、尾轮、转弯轮组、梭车、绞车、张紧装置等，将钢丝绳进行组合完成运输任务。无极绳绞车系统可以在井下实现连续运转，减少过去运输的接替任务，代替小型绞车多次对拉方式，使得运输系统更为便捷，从而降低运输中出现脱钩事故。此外，采用无极绳绞车运输方式，运输过程较为平缓，可减少运输系统遇到冲击情况，避免绞车出现脱轨现象，提高运输工作的效率。

一般在巷道中有多个转弯点存在，过去的绞车运输方式通过在转弯点加设绞车完成转弯，这种方式耗费较多的成本，并且转弯时易出现脱钩、脱轨等情况，安全性低。无极绳绞车运输方式在转弯点采用转弯护轨与梭车设备可实现水平转弯，这种方式可与普通轨道相结合同时能够完成S型转弯。在绞车布置时，这种方法绞车既可以与轨道平行布置，也可采用垂直布置方式。若运输方式为单项运输时，通过在轨道内布置两根钢丝绳或者在绞车内、外各布置一根钢丝绳，可实现绞车在两个方向出绳。另一方面，无极绳运输方式中绞车采用对称式设计，这种方法可以在各种类型下的巷道进行适应，其稳定性较强，便于操作，可减少人员操作带来的风险。无极绳运输时采用梭车设备进行辅助运

作者简介：闫苏采（1976—），男，山西临汾人，大同煤矿集团临汾宏大豁口煤业有限公司助理工程师。

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闫苏采：无极绳绞车在矿井辅助运输系统中的应用

输，梭车设备具有成本低、运输能力高的优点。无极

绳运输采用张紧装置对钢丝绳进行作用可实现对牵引力的调节，此外钢丝绳使用时限更长，可利用导向轮减少钢丝绳的磨损，同时通过将储绳安装在梭车上，根据具体的工作面长度缩短钢丝绳的长度，节约一定的材料成本。

3无极绳绞车运输能力分析在选择矿井辅助运输设备时，需对设备的各参数能力进行计算，该矿井+560m水平辅助运输采用SQ-90型无极绳绞车运输方式。

3.1运输系统最大静张力

无极绳绞车运输系统的最大静张力Wm计算公式为：

Wm=qg（f1cosβ+sinβ）+2f2P0gL（1）式中：Wm为绞车钢丝绳的最大静张力，kN；q为最大转载重量，包括支架重量和板车重量，取为27t；g为重力加速度，取为9.8m/s2；f1为矿车阻力系数，取为0.015；β为巷道角度，取最大为14°；f2为钢

丝绳阻力系数，取为0.25；

P0为每米钢丝绳的重量，直径为32mm，取为3.5kg/m；L为运输系统的最远距离，取为618m。

将上述各参数代入公式中，得运输系统的最大静张力Wm为78.7279kN。

3.2无极绳连续牵引车张力

无极绳绞车连续牵引车张力包括绞车重车段阻力和空车段阻力，其计算公式为：

Fz=qg（±sinβ+f1cosβ）+P0gL（±sinβ+f2cosβ）（2）Fk=P0gL（sinβ+f2cosβ）（3）式中，Fz为重车段阻力，kN；Fk为空车段阻力，kN。

将数据代入公式中，计算得：Fz=78.3886kN，Fk=10.532018kN。

首先假设运输系统中的最小张力点为S1，最小张力大小FS1

为2940N，对运输系统中各点的张力计算从而求得钢丝绳的最大张力为80.149kN。

3.3钢丝绳安全系数校验FP/Fmax≥m，m=5-0.001L（4）根据《煤矿安全规程》规定，倾斜无极绳绞车运物时，钢丝绳的安全系数取值为5-0.001L，系数必须大于3.5。

式中，FP为钢丝绳发生破断时的最大张力，取为568kN。

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经计算，FP/Fmax=568÷80.149=7.31，m=5-0.001×618=4.382。钢丝绳安全系数7.31>4.382，因此该钢丝绳选取符合安全生产要求。

3.4最大运输能力

对无极绳绞车运输能力计算时，令绞车牵引力为最大牵引力，根据牵引力大小确定牵引车最大载重。根据公式（1），得无极绳绞车运输能力公式为：

q=Wm-2f2P0gLg（f）

（5）1cosβ+sinβ绞车最大牵引力为90kN，将计算参数带入，得无极绳绞车的最大运输能力为31.488t。

4应用效果分析

在采用无极绳辅助运输系统后，将上部车场材料斜井和下部车场运输流程进行了结合，实现了连续运输，运输流程中无挂钩等环节，运输效率提升明显，设备运行比较稳定，并且能够满足对大型设备的运输，运输能力有较大的提升。

运输过程中两个车场所需人员减少，降低了劳动成本，生产效率提升明显。

无极绳绞车运输系统使用便捷，操作简单，对运输环节进行了简化，自该辅助运输系统使用到目前为止，事故发生率大大降低，设备运行稳定可靠，无影响生产的情况出现，因此该运输系统符合安全生产要求。

5结论

本文以山西某矿运输系统为基础，对无极绳绞车运输方式及作用原理进行了分析，计算了无极绳绞车运输系统的各参数条件，并将其运用到矿井现场中。根据矿井应用效果表明，无极绳轿车运输系统能够简化运输环节，减少事故发生率，提高了运输、生产效率，同时能够满足对大型设备的运输，运输能力有了较大的提升。

【参考文献】

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