砂墩子礦井運(yùn)輸能力的相關(guān)計(jì)算

郝鑫

摘 要：砂墩子礦井目前是潞安新疆公司的主要礦井之一，隨著潞新公司一礦、潞新公司露天礦，煤炭資源的日益枯竭。新建的砂墩子礦每年的出煤量對潞新公司來說，起著越來越重要的作用。砂墩子礦設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力500萬噸。為了保證2015年產(chǎn)量650萬噸，并且通過技術(shù)改造后，達(dá)到年產(chǎn)1500萬噸原煤。這就要求對采面帶式輸送機(jī)的運(yùn)量及北翼膠帶運(yùn)輸大巷的運(yùn)量做一測定和計(jì)算。

關(guān)鍵詞：砂墩子礦井；運(yùn)輸能力；測定和計(jì)算

砂墩子煤礦2015年主要有N4001和N4005兩個(gè)采煤，北翼運(yùn)輸大巷負(fù)責(zé)所有采面原煤的運(yùn)輸，下面就對兩個(gè)采面運(yùn)輸能力及北翼大巷運(yùn)輸能力進(jìn)行計(jì)算。

年產(chǎn)1500萬噸原煤，礦井運(yùn)輸能力要富裕20%，那么總運(yùn)輸能力為1800萬噸/年，每個(gè)采面的運(yùn)輸能力應(yīng)該為1800÷2=900萬噸/年。每年按300天計(jì)算，每個(gè)采面每天運(yùn)輸3萬噸，采面每天2個(gè)班生產(chǎn)，一個(gè)班檢修，每小時(shí)需運(yùn)送原煤1875噸。

N4005工作面上順槽為實(shí)體煤沿煤層底板走向掘進(jìn)。巷道全長2165m。巷道斷面規(guī)格：矩形斷面：凈寬×高=4.5×3.4（m×m）。最大坡度6°。N4005工作面下順槽巷道全長2165m。巷道斷面規(guī)格：矩形斷面：凈寬×高=5.4×3.3（m×m），采用錨網(wǎng)支護(hù)，最大坡度7°。下順槽作為煤炭運(yùn)輸及進(jìn)風(fēng)巷道，提升高度為80米。

1 N4005工作面相關(guān)計(jì)算

（1）輸送能力QN=3600AmaxVC

（2）帶寬初定位1200mm，帶速初定為4米/秒。最大傾角為7°則C st=0.97，Amax=0.165m （堆積角去20°）。QN=3600AmaxVCst=2304m3 /h，原煤密度取0.9噸/m3，則運(yùn)量QN=2073噸/小時(shí)>1875噸/小時(shí)。滿足運(yùn)量的要求。對帶寬進(jìn)行驗(yàn)算：驗(yàn)算公式為：B≥2Xmax+0.2。原煤是未經(jīng)篩分的散狀物料，經(jīng)破碎機(jī)后要求Xmax不大于300mm，即Xmax=0.3m，B≥2Xmax+0.2也就是1.2≥2*0.3+0.2。不等式成立。結(jié)論為選取1.2米的帶滿足要求。選取1m的帶寬，當(dāng)達(dá)到允許最大帶速4米/秒時(shí)，運(yùn)量Q <1875噸/小時(shí)，不滿足要求。選取1.4m的帶寬顯然可以滿足要求，但是明顯為大馬拉小車，而且也不是最經(jīng)濟(jì)的。

（3）傳動滾筒圓周力和軸功率計(jì)算：對于一般布置、輸送長度大于80米的輸送機(jī)我們可以用公式：F=CNfLg[qt+（2q0+q）cosβ]+gqh計(jì)算。因?yàn)镹4005工作面下順槽巷道全長2165米，附加阻力系數(shù)CN取1.05.由于煤礦工作條件惡劣，多塵低溫、濕度大運(yùn)行阻力系數(shù)f取0.04.輸送帶長度L=2165米。qt=G1/L1+G2/L2；G1是承載分支托輥的質(zhì)量，承載托輥為Φ159三托輥組，L1=1.5米；G2是回空分支V型托輥組，為Φ159二托輥組，L2=3米。

qt=31.59/1.5+29.1/3=30.76（kg/m）q=Q/3.6v=144（kg/m）運(yùn)輸巷道最大高度差h=80米

初選PVG整體帶芯輸送帶1250/1，輸送帶質(zhì)量19.2kg/m.

圓周力F=CNfLg[qt+（2q0+q）cosβ]+gqh=1.05*0.04*2165*[30.76+（2*19.2+144）cos7°]+9.8*144*80=132155N

軸功率計(jì)算：P=FV=132155*4=528620W=528.6KW

（4）電機(jī)功率的確定：驅(qū)動系統(tǒng)采用雙滾筒雙電機(jī)傳動方式，每套驅(qū)動裝置由電動機(jī)、調(diào)速型液力耦合器，減速器、逆止器等組成。K=1.15，ξ=0.96，η=0.9，ε=0.9（針對煤礦選?。㏄=KP/ξηε=782KW傳動滾筒的功率比為1：1，所以選用兩臺防爆電機(jī)，每臺額定功率為400KW.

N4001工作面下順槽斷面：凈寬×高=5.4×3.6m，最大坡度-8°，平均傾角-4.5°，提升高度-40米，巷道全長2297m。

此巷道為輸送機(jī)運(yùn)煤巷道。

2 N4001工作面相關(guān)計(jì)算

（1）輸送能力QN=3600AmaxVC

（2）帶寬初定位1200mm，帶速初定為4米/秒。最大傾角為-8°則Cst =0.97，Amax=0.165m （堆積角去20°）。QN=3600AmaxVC =2304m3/h，原煤密度取0.9噸/m3，則運(yùn)量QN=2073噸/小時(shí)>1875噸/小時(shí)。滿足運(yùn)量的要求。對帶寬進(jìn)行驗(yàn)算：B≥2Xmax+0.2

原煤是未經(jīng)篩分的散狀物料，Xmax不大于300mm，即Xmax=0.3m，B≥2Xmax+0.2即1.2≥2*0.3+0.2不等式成立。結(jié)論為選取1.2米的帶滿足要求。

主要阻力FHL=CfLg[qRO+qRU+（2qB+qG）cosδ]=134676.74N 傾斜阻力FHOe=qGHg=-55622.7N

上支滿載前傾阻力Fε=Cεμ0Lεcosδ（qB+qG）gsinε=6792N；下支空載前傾阻力F'ε=Cεμ0LεcosδqBgsinε=1409N；導(dǎo)料槽阻力，清掃器阻力忽略不計(jì)。

（3）圓周力F=FHL+FHOe+Fε+F'ε+FstoL+FstoB+Fstu=10853N

（4）軸功率計(jì)算：P=FV=108523*4=434092W=434KW

（5）電機(jī)功率的確定：驅(qū)動系統(tǒng)采用雙滾筒雙電機(jī)傳動方式，每套驅(qū)動裝置由電動機(jī)、調(diào)速型液力耦合器，減速器、制動器等組成。K=1.15，ξ=0.96，η=0.9，ε=0.9（針對煤礦選取）P=KP/ξηε=641KW。傳動滾筒的功率比為1：1，所以選用兩臺防爆電機(jī)，每臺額定功率為350KW.

3 北翼膠帶大巷的相關(guān)計(jì)算

北翼膠帶大巷，直墻半圓拱，設(shè)計(jì)長度3377m，已掘進(jìn)長度2137m，其中初期設(shè)計(jì)斷面凈寬4.8m，凈高4m（巷道長度2027m），后設(shè)計(jì)斷面凈寬5m，凈高4.1m（目前掘進(jìn)110m）。設(shè)計(jì)坡度-6°--8°，沿煤層底板掘進(jìn)。最大高差180米。北翼膠帶大巷承擔(dān)著N4005和N4001采面煤的運(yùn)輸，運(yùn)量滿足1800萬噸/年，即3750噸/小時(shí)。

（1）帶寬初定位1400mm，帶速初定為4米/秒，輸送能力QN =3.6svkp

=3.6*0.228*4*0.98*1000=3217.5噸/小時(shí)<3750噸/小時(shí)。

故帶速定為5米/秒。QN=3.6svkp=4021噸/小時(shí)才能滿足要求。

同上面方法長度按已經(jīng)掘進(jìn)長度計(jì)算.

（2）圓周力：F=FHL+FHOe+Fε+F'ε+FstoL+FstoB+Fstu=597031N

（3）軸功率PA=2985.16（Kw）

（4）電機(jī)功率：PM=PA/η=3980.21（Kw）

上述計(jì)算不包括膠帶的強(qiáng)度校核，輸送帶張力的計(jì)算，制動力的計(jì)算。這些是對一般布置膠帶輸送機(jī)的計(jì)算?？梢詫ΦV井輸送能力的改造做些參考。endprint