综采工作面单轨吊设计

双柳煤矿312工作面单轨吊安装设计方案

一、工作环境

33412工作面位于三采区前进方向的北翼，设计西侧为33412运巷和33412专用瓦斯抽采巷，东侧为33412材巷，北侧为33412切割巷，工作面由北向南推进。其中33412材巷通过33410运联巷、瓦斯抽采联巷与三采轨道下山相连；33412运巷通过33412运料联巷与郭家山副立井井底车场相连，在33412运巷风桥与三采胶带下山交叉处为溜煤眼，形成工作面的出煤系统；由于33412工作现还未掘进，故参考临近工作面33410工作面巷道情况，工作面巷道倾角为0—12°，平均4°，在工作面南—中部，煤层较为平缓，在距切割巷南约350米的区域内，巷道倾角变化较大，为10-12度之间，巷道设计截面为矩形，33412工作面材巷设计全长2185米（33410抽采巷），净高3米，净宽4.4米，运巷全长2185米，净高3.4米，净宽4.6米。

二、单轨吊机车的选型计算

依据我矿巷道实际情况，参照运输最大部件和单轨吊机车的最大运行坡度进行选型计算：（支架重量为22T，巷道最大坡度12度、单轨吊运输运输要求运输最大坡度12度，故巷坡度道符合安装单轨吊运输要求）（一）、设备选型计算

设备物料运输:

【16T（机车自重）+0.8T³3（6T起吊梁自重）+6T³3（物资质量）+】²g（9.8）³sin12°（最大爬坡角）+【16T（机车自重）+0.8T³3

（6T起吊梁自重）+6T³3（物资质量）】²g（9.8）³cos12°（最大爬坡角）³0.03（滚动摩擦系数）=所需牵引力84.63kN

支架运输

【16T（机车自重）+2T（25T起吊梁自重）+22T（支架重量）】²g （9.8）³sin12°（最大爬坡角）+【16T（机车自重）+2T（25T起吊梁自重）+22T（支架重量）】²g（9.8）³cos12°（最大爬坡角）=所需牵引力90.04kN

综上所述，为保证井下运输能力， DX100型单轨吊符合以上要求（最大牵引力为100KN、爬坡能力为12度），故选用在33412工作面使用此单轨吊机车进行运输。

（二）、单轨吊运输效率

运输量：

满载最大速度：1m/s（一辆单轨吊一次运3车物料，拉运支架一次拉1个支架）

行驶时间：2185m÷ 1m/s≈36分

空载最大速度：1.6m/s

行驶时间：2185m÷ 1.6m/s≈23分

转载时间：10分

卸载时间：10分

共计:79分，约等于1小时19分钟

每班8小时计算，每班可运18车物料，6个支架，一个圆班可运54车物料，18个支架。

（三）、无极绳绞车运输相比

根据我矿308工作面使用无极绳绞车运输准备工作面时实际运输情况比，308工作面准备运输时正常情况下，每班最多运输支架4—5个，使用单轨吊后可达6个，运输量得到了提升，此外单轨吊运输为无轨运输，减少了轨道维护、托绳轮、压绳轮维护的影响，有效避免了掉道、翻车事故的发生，运输安全可靠，从而提升了运输能力。

三、单轨吊巷道安装设计布置

设计工作面的整个运输系统为单轨吊，担负工作面设备和物料的运输任务，主要设备包括采煤机组、液压支架、皮带、支护材料及相关电气设备，最重单件为液压支架，重22T，高2 m，宽1.5m；要求运输支架巷道最小高度3.4米，最小宽度4.6米，支护方式均为锚杆锚网支护，锚杆用22*2200mm高强锚杆，最大锚固力不小于125kN；由于33412工作面材巷为33410抽采巷，现已差20余米将掘进完成，巷道高度不符合拉运支架要求，考虑到巷道一侧为33410工作面回采区，会对顶板造成一定的影响，从而影响单轨吊的正常运行，故将材、运两巷互换使用，故33412工作面材巷在掘进时巷道按照高3.4米、宽4.6米布置，在掘进期间就安装使用单轨吊运输，由于单轨吊机车最高部件为人车，故按照人车尺寸进行布置。

单轨吊材、运两巷布局如下图示：

运巷单轨吊布置图

材巷单轨吊布置图

四、单轨吊设计安装要求、巷道设计布置

轨道采用I140E型专用轨道，采用直轨，每节2.25m，宽68mm，高155mm，中板厚7mm；材料屈服应力500MPa，轨道最大静载荷30kN。单根轨道允许垂直夹角3.5°，水平夹角±1°。巷道弯轨水平曲率半径不得小于4m，每节弧长不大于2m，弧长大于1.6m时，在其中点设一吊耳；垂直弯轨曲率半径不小于10m，每节弧长不大于2.25m，弧长大于1.6m 时，在其中点增设一吊耳。水平弯轨间及轨道与道岔连接处均采用专用法兰螺栓连接。轨道总计约5000m。

轨道采用双锚杆单悬挂板链条悬吊方式悬挂。轨道的每个悬挂点均由￠22³2500mm双锚杆悬吊，单个锚杆锚固力不小于100kN，每个吊点锚杆间距220mm，悬挂板由两锚杆固接后与链条销接，链条通过U型环与轨道吊耳销接，确保轨道具有应有的承载能力，挂接方式如轨道挂接图示：

轨道挂接图

充电区、检修区、装载区均位于郭家山井底车场内，每处充电区可

共一列机车更换电池，充电洞室在巷道两侧对称布置，其中两个位置有电池，两个位置为空位，机车更换电池时，先将没电的电池置于空位，然后挂接充好电池。电池更换时，由电池更换小车完成，小车为自带动力装置。电池更换小车用轨道为矿用24kg轨道，如下图示：

充电洞室示意图

三、巷道要求

1、所有巷道坡度均不超过12°；

2、在轨道转弯处要求转弯内侧帮过度圆半径不小于3m。

3、要求集中轨道巷内，拱形巷道截面高不小于3.6m，宽度不小于4.5m；工作面材料巷截面为宽4.4m，高3.4m，皮带巷截面为宽4.4m，高3m。井底车场巷道高度要求不小于3.8米。

4、锚杆锚固力要求不低于100kN，安装时要求做抽样测试；

5、要求充电峒室设置在进风巷道。