阳煤一矿大走向工作面顺槽单轨吊运输设计

总第191期2019年第3期

机械管理开发

MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT

Total191

No.3,2019

设计理论与方法D01:10.16525/l4-n34/th.2019.03.022阳煤一矿大走向工作面顺槽单轨吊运输设计

梁泉生

（阳泉煤业（集团）有限责任公司一矿，山西阳泉045008）

摘要：为解决长距离大走向工作面顺槽运输的难题，提供安全高效的运输装备，阳煤一矿根据工作面布置情

况和生产实际，在大走向工作面顺槽设计安装了单轨吊进行运输。通过计算验证和设备选型，选择了安全可靠

高效的单轨吊。

关键词：大走向工作面顺槽运输单轨吊

中图分类号:TD524文献标识码:A

引言

随着煤矿高效生产的需要，大走向大采长工作面逐渐成为发展趋势。阳煤一矿多年来一直优化工作面设计，布置大走向大采长高效工作面。工作面的

走向长度也大幅增加，基本达到了1500~2000m,也带来了大走向工作面顺槽长距离运输的难题，随着综采装备的大型化和重型化，原来的调度绞车运输和无极绳连续牵引运输不能很好地满足长距离高效运输的要求。因此，在长距离工作面顺槽应用了单轨吊进行设备和人员运输,取得了很好的效果。

1工作面概述

丈八三采区8304工作面地面位于窑子沟以南，三亩坡以东，南叉疙梁以西,弯进咀以北。井下位于

三采区东副巷以东,S8303工作面（准备回采）以南，S8305工作面（尚未掘进）以北,S8210工作面（尚未掘进）以西。工作面设计长度大约2900m左右，巷道设计高度3.5m,宽度5.5m,最大坡度15。；综采工作面支架为7800型，质量27t,高度1.8m,宽1.5m,长7.6m;矿井深度在300-500m,井下平均温度12T左右，最高温度20七左右，最低温度6七左右，物料斜井无极绞车运输，平板车高度300mm。

2单轨吊介绍

2.1单轨吊组成

煤矿安全运输柴油机单轨吊机车系统，立足于解决我国煤矿井下辅助运输中存在的效率低、安全性差、成本高等突出问题，通过自主创新，实现了电液比例控制技术、计算机控制技术、通讯技术与传动设计有机结合，形成了全电传和电液控制的新一代煤矿辅助运输系统。

DC260Y柴油机单轨吊机车由1个主机部、多个驱动部、2个驾驶室、机械连接元件及用于电信号传收稿日期:2018-11-14

作者简介：梁泉生（1989—）,男，本科，助理工程师，现在阳煤集团一矿从事机电技术管理工作。

文章编号：1003-773X(2019)03-0048-02

输的线路和电缆等组成。其中主机部包括防爆柴油机、变量液压主泵和补油泵、辅助泵、液压控制单元、风冷却器、燃料和液压箱、起动装置、灭火设备等。

DC260Y柴油机单轨吊机车由六缸直喷式KC6102ZLYFB（C）防爆柴油机驱动，该防爆柴油机是在康明斯发动机的基础上，对发动机尾气的排放

进行了优化。该发动机的标称输出为150kW,使用排气涡轮增压器，按照直接喷射原理，防爆柴油机单轨吊机车排出的废气，在废气冷却箱的水浴中被冷却。矿物油的使用符合国家相关标准，驱动轮夹紧在道轨上，制动装置采用弹簧蓄能制动方式。

主液压系统为闭式循环系统，系统用变量柱塞泵、行走马达、辅助油泵等主要部件选用德国力士乐品牌产品，具有故障率低、机械效率高、性能可靠等优点。照明和电子控制系统由一个防爆发电机

（KBYF24）供电,驾驶室与主机部分之间的数据交换通过CAN总线来实现,该控制系统的主要任务是控制和显示机车运行状态。机车两个驾驶室均设有照明信号灯,具有灯光与信号的自动切换功能。

2.2单轨吊特点

防爆柴油机单轨吊机车是用一条吊挂在巷道上空的特制工字钢作轨道，由具有各种功能的吊挂车辆连成车组，用防爆柴油机牵引.沿轨道运行的系统。防爆柴油机单轨吊车运输的主要优点：

1）单轨吊车本机截面小，巷道断面空间利用率高；

2）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；

3）可完成从采区车场直至工作面不经转载的辅助运输，可用于把主要运输大巷和采区巷道连在一

起的辅助运输作业。运行灵活，1台可多岔道多支线直达运输，运行阻力小、效率高、能直接进入工作面；

4）自动起吊，装卸方便,劳动强度低；

5）保护齐全，制动可靠；

2019年第3期梁泉生：阳煤一矿大走向工作面顺槽单轨吊运输设计•49•

6）投资和维护费用较低。使用柴油机牵引，灵活

性好，运距不受限制，爬破能力强，最大倾角可达

30°；

7）机车可实现多种布局组合，满足不同种类及

重量货物的运输需求。

2.3单轨吊性能参数（见表1）

表1DC260Y（10驱）单轨吊机车主要性能参数表

额定牵引力/kN260

最大牵引速度/（m-s_,）

空载W2.1额定负载0.5

限定速度/（m-s-1） 2.41

最大坡道W25。

轨型I140E或I140V国产轨型制动装置最大制动力/kN520

最小转弯半径/m 水平4垂直8

防爆柴油机

型号KC6102ZLYFB(C)功率、转速150kW.2200r/min 油箱容积/L140

夕卜形尺寸（宽x高X长）/（mm x mm x mm）1100x1609x29956

质量/kg11800变量柱塞泵

型号A4VG280

额定压力/MPa34液压驱动马达

型号MS05-2

额定压力/MPa34

驱动部数量10

制动闸数量26

3单轨吊机车选型、效率计算

3.1机车牵引能力验算和选型

三采区线路最大坡度17°，支架重量43.5t o根据运输要求2台机车需满足单个工作面循环运输，因此以核算机车牵引力。二机车运料运人，每台机车配置48t起吊梁1台,16t起吊梁1台，8t起吊梁1台，RC-20人车1台，由于机车运人时不运货，且运货时载重远大于运人时载重，因此牵引力计算以最大载重为依据,机车牵引力计算如下：

F=（W1+W2+W3）x（sina-iyxcosQ!）x g.

式中:F为运输需要牵引力；叼为最大载重，取43.5 t;旳为机车自重，取11.8t；%为起吊梁，取8t;a为线路最大坡度，取17°；/为机车运行阻力系数，取0.03；g为换算因数，取9.8。计算得F=178.53kN。

机车运行时，牵引力冗余系数按0.3计算，机车额定牵引力F总=1.3F,因此F总=232.09kN。

DC260Y机车配置10个驱动部，牵引力为260 kN,能满足使用要求。

3.2单轨吊运输效率计算

三采区单轨吊运输支架线路总长约3050m,最大坡度17。（长度100m）,其余为缓坡。运输支架时，柴油机单轨吊机车配备48t起吊梁1套，吊运支架重量43.5t o机车负载下总载荷重量约为63.3t、机车空车返回时总载荷重量约为20t,根据机车驱动速度图表，知机车载重速度值约为0.4m/s（17°上坡时，支架43.51）,平缓坡段速度可控制在1m/s,机车空载速度值为1.5m/s0

3采区运输支架时，其中17°上山100m,缓坡2950m,假设均为上山，运输时间为:支架运输时间7}=（100/0.4+2950/1）/60=54min；空车返回时间7^=3050/1.5/60=34min o

则机车运送物料到切眼所需总时间为

丁=升+£=88min,装、卸物料需要时间10min,每班按6h计算,则每班可以运输物料（6x60）*（88+10）«3趟。

4结语

随着工作面优化设计和高效工作面的推进，工

作面顺槽的长度不断增加，综采设备的吨位和体积朝重型化发展，对承担设备材料和人员的辅助运输系统要求越来越高。单轨吊运输相比其他运输方式（无极绳绞车、胶轮车运输）有着运输效率高、运输环节好、运输安全性能高和劳动强度低等优点，有巨大的应用优势。

（编辑：王慧芳）

Transport Design of Monorail Crane in Large Strike Working Face

of No.1Coal Mine

Liang Quansheng

(No.1Mine of Yangquan Coal Mine(Group)Co.,Ltd.,Yangquan Shanxi045008) Abstract：In order to solve the difficult problem of Iong-distance and large-strike working face along the groove, provide safe and efficient transportation equipment,according to the working face layout and production practice,the design and installation of monorail crane is carried out in the large-strike face.Through calculation verification and equipment selection,a safe,reliable and efficient monorail crane is selected.

Key words：large strike working face;chute transport;monorail crane