無極繩連續牽引車的實踐應用研究

申凱文

（霍州煤電集團豐峪煤業機電科，山西 霍州 031400）

1 工程概況

霍州煤電集團豐峪煤業20110工作面井下煤炭運輸采用帶式輸送機運輸方式，集中運輸大巷安裝兩部DSJ100/63/2×125型膠帶輸送機。根據軌道大巷的坡度、運距、運量及最大件重量，集中軌道巷安裝了SQ-20型無極繩連續牽引車和JD-1.6調度絞車，電機功率分別為22kW和25kW，無極繩連續牽引車運輸距離為950m，鋼絲繩繩徑為Ф21.5mm，并在巷道內安裝了三檔智能捕車器。

2 無極繩連續牽引車選型計算

2.1 20110輔運順槽、20110機軌合一順槽

2.1.1 校核依據

20110 輔運順槽、20110機軌合一順槽運輸距離950m，巷道最大傾角3°，運輸最大件重量（支架加平板車重量）16t，布置一臺無極繩連續牽引車擔負設備、材料、矸石等輔助運輸任務。運輸系統簡圖如圖1所示。

圖1 運輸系統簡圖

2.1.2 設備選型

（1）牽引力計算

F=(G+G0)×(0.02×cosβmax+sinβmax)+2μqRL

式中：

G-最大載荷重量，G=16t；

G0-梭車自重，G0=1.8t；

μ-鋼絲繩阻力系數，μ=0.23；

qR-單位長度鋼絲繩重量，1.74kg/m；

β-運行線路最大傾角，β=3°；

L-運輸距離，L=950m。

F= ( 1 6 + 1 .8 ) × ( 0 .02× c os3° + s in3° )× 1 000 + 2

×0.23× 1.74× 950 = 17.8× 0.07× 1000 + 760.4

= 1 287.1+ 7 60.4 = 2 047.5kg = 20.07kN

（2）鋼絲繩張力計算

式中：

n-摩擦力備用系數，n為1.1～1.2；

μ-摩擦系數，取μ=0.14；

α- 鋼總圍抱角，α=3.5×2π=7π。

（3）電機功率驗算

式中：

F-牽引力，F=20.07kN；

V-梭車速度，提升最大件時的速度為1.0m/s；

η-絞車傳動效率，取η=0.8。

滾筒直徑D≥40×d=880mm。

（4）鋼絲繩強度驗算

式中：

n-鋼絲繩安全系數；

QZ-鋼絲繩破斷力，QZ=304.714kN；

S4max-鋼絲最大繩張力，取38.22kN；

[n]-鋼絲繩許用安全系數，取n=4.1。

根據計算結果，采用22 NAT 6×19S＋FC 1570 ZZ 251 174 GB8918-2006型無油鋼絲繩滿足本次設計要求。主要技術參數：直徑22mm，公稱抗拉強度為1570MPa，單位重量qR=1.74kg/m，鋼絲繩最小破斷力總和Qz=304.714kN。

（5）張緊器選擇

運距為950m，S1=1.55kN。

選用三輪張緊器一組，配12=2×6（＞155×2÷60≈6）個配重。

（6）運輸時間

T=950÷1.0÷60=15.83min。

（7）制動器選型

根據電機功率計算制動器扭矩：

TC=K×T

TC=K×9550×（Pw/n）

=2×9550×（75/740）=1935.8N·m

式中：

T-理論扭矩，N·m；

TC-計算扭矩，N·m；

Pw-驅動功率，kW；

n-工作轉速，r/min；

K-工作情況系數，取K=2。

選用BYWZ5B-500/121型制動器，制動力矩為2240N·m，匹配推動器型號為YT1-90Z/8，符合設計要求。

根據計算結果，20110輔運順槽、20110機軌合一順槽選用一臺SQ-30/37型無極繩連續牽引車，能夠滿足輔助運輸要求。設備技術特征如下：

設備型號：SQ-30/37；電動機：配套防爆電動機，功率37kW，電壓660V，轉速740r/min；滾筒直徑：950/1200mm；最大牽引力：30kN；繩速：1.0m/s；變速方式：機械變速；最大運輸傾角：3°；最大運輸長度：950m；鋼絲繩：22 NAT 6×19S＋FC 1570 ZZ 251 174 GB8918-2006型無油鋼絲繩滿足本次設計要求，主要技術參數：直徑22mm，公稱抗拉強度為1570MPa，單位重量qR=1.74kg/m，鋼絲繩最小破斷力總和Qz=304.714kN。

無極繩連續牽引車牽引礦車在井下大巷中運行，必須遵守《煤礦安全規程》及MT/T885-2000行業標準等規程規范對其運行要求的相關規定，并配置相應的安全設施裝置，確保其安全運行。

2.2 20110機軌合一順槽、20110回風順槽

2.2.1 校核依據

20110 回風順槽、20110機軌合一順槽運輸距離1392m，巷道最大傾角10°，運輸最大件重量（支架加平板車重量）16t，布置一臺無極繩連續牽引車擔負設備、材料、矸石等輔助運輸任務。運輸系統簡圖如圖1所示。

2.2.2 設備選型

（1）牽引力計算

F=(G+G0)×(0.02×cosβmax+sinβmax)+2μqRL

式中：

G-最大載荷重量，G=16t；

G0-梭車自重，G0=1.8t；

μ-鋼絲繩阻力系數，μ=0.23；

qR-單位長度鋼絲繩重量，qR=1.74kg/m；

β-運行線路最大傾角，β=10°；

L-運輸距離，L=1392m。

F= ( 1 6 + 1 .8 ) × ( 0 .02× c os10° + s in10° )× 1 000 + 2

×0.23× 1.74× 1392 = 17.8× 0.19× 1000+ 1114.2

= 3 382+ 1 114.2 = 4496.2kg=44.06kN

（2）鋼絲繩張力計算

S1=2.45kN

S4=46.51kN

式中：

n-摩擦力備用系數，取n=1.1～1.2；

μ-摩擦系數，取μ=0.14；

α- 總圍抱角，α=3.5×2π=7π。

（3）電機功率驗算

式中：

F-牽引力，F=44.06kN；

V-梭車速度，提升最大件時的速度為1.2m/s；

η-絞車傳動效率，取η=0.8。

滾筒直徑D≥40×d=880mm。

（4）鋼絲繩強度驗算

式中：

n-鋼絲繩安全系數；

QZ-鋼絲繩破斷力，304.714kN；

S4max-鋼絲最大繩張力，取56.51kN；

[n]-鋼絲繩許用安全系數，取3.6。

根據計算結果，采用22 NAT 6×19S＋FC 1570 ZZ 251 174 GB8918-2006型無油鋼絲繩滿足本次設計要求。主要技術參數：直徑22mm，公稱抗拉強度為1570MPa，單位重量qR=1.74kg/m，鋼絲繩最小破斷力總和QZ=304.714kN。

（5）張緊器選擇

運距為950m，S1=1.55kN。選用三輪張緊器一組，配18=2×9（＞245×2÷60≈9）個配重。

（6）運輸時間

T=1392÷1.2÷60=19.3min。

（7）制動器選型

根據電機功率計算制動器扭矩：

TC=K×T

TC=K×9550×（Pw/n）=2×9550×（75/740）=1935.8N·m。

式中：

T-理論扭矩，N·m；

TC-計算扭矩，N·m；

Pw-驅動功率，kW；

n-工作轉速，r/min；

K-工作情況系數，取K=2。

選用BYWZ5B-500/121型制動器，制動力矩為2240N·m，匹配推動器型號為YT1-90Z/8，符合設計要求。根據計算結果，20110回風順槽、20110機軌合一順槽選用一臺JWB-75BJ型無極繩連續牽引車，能夠滿足輔助運輸要求。設備技術特征如下：

設備型號：JWB-75BJ；電動機：配套防爆電動機，功率75kW，電壓660V，轉速740r/min；滾筒直徑：1000mm；最大牽引力：80kN；繩速：0.67～1.2m/s；變速方式：機械變速；最大運輸傾角：10°；最大運輸長度：1392m；鋼絲繩：22 NAT 6×19S＋FC 1570 ZZ 251 174 GB8918-2006型無油鋼絲繩滿足本次設計要求，主要技術參數：直徑22mm，公稱抗拉強度為1570MPa，單位重量qR=1.74kg/m，鋼絲繩最小破斷力總和QZ=304.714kN。

無極繩連續牽引車牽引礦車在井下大巷中運行，必須遵守《煤礦安全規程》及MT/T885-2000行業標準等規程規范對其運行要求的相關規定，并配置相應的安全設施裝置，確保其安全運行。

3 結語

本文對霍州煤電集團豐峪煤業20110工作面井下無極繩連續牽引車輔助運輸設備進行了實踐應用研究。經計算校核，驗證了應用無極繩連續牽引車在豐峪煤業20110輔運順槽和20110機軌合一順槽、20110回風順槽和20110機軌合一順槽運輸的可行性。實踐應用結果表明，該設計合理可行，有效降低了井下運輸安全事故的發生率。