无轨胶轮车运输设计及设备选型计算

辅助运输方式选择

一、井下辅助运输选择的基本原则

矿井辅助运输主要担负井下人员、矸石、材料及设备的运输任务。井下辅助运输方式应遵循下列基本原则：1．本矿井生产能力0.9Mt/a，辅助运输适应矿井地质条件和运输系统和运输量的需要；

2．系统简单，安全可靠，设备和中转环节少，减少运

输转载次数，有利于减少辅助运输人员，提高运输效率，并具有良好的经济效益；

3．辅助运输设备操作简便，维修容易，适应巷道倾角

的变化，能满足运输人员、物料等运输的需要，最大范围地实现连续运输。

二、辅助运输方式

目前国内煤矿辅助运输方式主要有传统的电机车、绞车、矿车等辅助运输系统及无轨胶轮车运输系统等，无轨胶轮车作为新型辅助运输设备在国内得到了较快发展。

根据本矿井井下开采条件，设计认为其可行的辅助运输方式有两种类型，一是有轨运输系统，一种是无轨胶轮车运输系统。

方案一：有轨运输系统

有轨运输时，考虑本矿井支架、采煤机等大型宽重设备

运输，地面及井下辅助运输的巷道选择铺设600mm轨距的钢轨，采用矿车运输。为保证运输的高效性，井底车场及大巷采用蓄电式电机车牵引，盘区和工作面巷道采用无极绳绞车牵引，联络斜巷采用绞车牵引。

方案二：无轨运输系统

无轨胶轮车辅助运输多用于煤层赋存倾角不大的近水

平煤层矿井中。目前无轨胶轮车运输方式在我国神东公司和济三煤矿用得较好，我国其它一些煤矿正在推广使用。

无轨胶轮车运输特点是运行灵活，装卸方便，水平转弯半径小（4～6m左右）；运行速度快（重载支架车可达1～3m/s，运料车和运人车可达2～8m/s，载重能力大，可以整体搬运液压支架等重型设备。能实现从地面（平峒或斜井开拓时）直至盘区工作面不经转载的直达运输。

以上两种运输方式中，方案一转载环节多，系统复杂，用人多，效率低；方案二系统简单，运输连续，用人少，效率高。

由于本井田煤层倾角2-7°，煤层倾角平缓，近年来国内大型矿井采用无轨运输的成功实例越来越多，逐渐被使用单位接受和认可，使用的矿井逐渐增多，该运输方式已成为辅助运输的主要发展方向之一，有条件时优先应用。

因此，结合矿区煤层赋存条件及矿井辅助运输经验，故选择方案二：无轨运输系统。

物料、设备及人员等从地面经副斜井→辅助运输大巷→2煤辅助运输巷→2号煤工作面顺槽或掘进工作面。

井下工作人员上、下井乘坐WC20/R（D）人车。

车辆设备选型

一、车辆选择依据

因矿井采煤工艺为综采，工作面順槽采用综掘，掘进煤入煤流系统，巷道支护采用锚喷或锚杆支护，井下辅助运输量不大。井下辅助运输设备主要集中在采掘工作面搬家、安装时的采煤机、掘进机、液压支架等运输。

1．设计依据

矿井生产规模0.9Mt/a，矿井达产时2#煤共布置1个长壁综放工作面、2个综掘工作面。

2．矿井辅助运输量

井下各工作面采用无轨胶轮车连续运输，承担矿井运送人员、矸石、材料、设备等全部辅助运输任务。根据开拓巷道布置、支护方式及采掘进度，主要运输的物料为锚杆、锚索、金属网片、水泥、砂石、坑木等，主要运输的设备为采掘工作面装备和电器设备；工作面安装期为14d，搬家期为10d；为错开运输高峰，考虑工作面搬家和安装与铺底错开，且每天运输4班；人员运输考虑以各采掘工作面人员、巷修铺底人员一次运到位为基础，兼顾其它固定工作点的人员运

输。

副斜井井下最大班运输工作量：设备3车；长材、支护材料6车。散装材料（水泥、沙子、砖、料石等）2车；其它作业7车。

下井人员70人，升井人员67人。

二、车辆选型计算

（一）运料车辆选型：

1、无轨胶轮车所需最大牵引力可按下式计算：

F ＝)cos )(sin αωα++h i Q Q g （

式中：1ω___胶轮与路面的滚动摩擦系数，混凝土路面取

0.010～0.012；处理后的碎石路面取0.012～0.020；碎石、砂石路面取0.020～0.025。

g ＿＿重力加速度m/s 2

i Q _胶轮车质量

3500kg h Q _物料质量1900kg

α-巷道倾角6°

F=9.8×（3500＋1900）×（0.105＋0.012×0.995） F=6188N

2、无轨胶轮车运行速度为12km/h

3、无轨胶轮车防滑条件应按下列公式确定：

4、无轨胶轮车下滑力按下式计算：

αωαcos )(sin )q g f j 1j h h h Q q g Q +-+=（

式中：g ＿＿重力加速度m/s 2(9.8n/kg)

h Q ＿＿运载货物质量1900kg ；

j q ＿＿无轨胶轮车质量

3500kg ； ＿＿胶轮与路面的滚动摩擦系数，混凝土路面取

0.010～0.012；处理后的碎石路面取0.012～0.020；碎石、砂石路面取0.020～0.025；

h f =9.8（3500+1900）×0.105-9.8×0.012（3500+1900）

×0.995

h f =4925N

5、无轨胶轮车静摩擦力可按下式计算

αωcos )(f j 2m h Q q g +=

式中：＿＿车轮与路面的滑动摩擦系数，不得小于0.6； h Q ＿＿运载货物质量1900kg ；

j q ＿＿无轨胶轮车质量

3500kg ； m f =9.8×0.6（3500+1900）×0.995

m f =31593N

6、无轨胶轮车安全防滑必须符合下式规定：

2f f n

m > 64925

31593f f m h ==>2 F h /fm ＞2，符合无轨胶轮车安全防滑规定

根据以上计算公式，选用WC1.9E 型防爆柴油机无轨胶1ω2ω