砂墩子矿井运输能力的相关计算

郝鑫

摘 要：砂墩子矿井目前是潞安新疆公司的主要矿井之一，随着潞新公司一矿、潞新公司露天矿，煤炭资源的日益枯竭。新建的砂墩子矿每年的出煤量对潞新公司来说，起着越来越重要的作用。砂墩子矿设计年生产能力500万吨。为了保证2015年产量650万吨，并且通过技术改造后，达到年产1500万吨原煤。这就要求对采面带式输送机的运量及北翼胶带运输大巷的运量做一测定和计算。

关键词：砂墩子矿井；运输能力；测定和计算

砂墩子煤矿2015年主要有N4001和N4005两个采煤，北翼运输大巷负责所有采面原煤的运输，下面就对两个采面运输能力及北翼大巷运输能力进行计算。

年产1500万吨原煤，矿井运输能力要富裕20%，那么总运输能力为1800万吨/年，每个采面的运输能力应该为1800÷2=900万吨/年。每年按300天计算，每个采面每天运输3万吨，采面每天2个班生产，一个班检修，每小时需运送原煤1875吨。

N4005工作面上顺槽为实体煤沿煤层底板走向掘进。巷道全长2165m。巷道断面规格：矩形断面：净宽×高=4.5×3.4（m×m）。最大坡度6°。N4005工作面下顺槽巷道全长2165m。巷道断面规格：矩形断面：净宽×高=5.4×3.3（m×m），采用锚网支护，最大坡度7°。下顺槽作为煤炭运输及进风巷道，提升高度为80米。

1 N4005工作面相关计算

（1）输送能力QN=3600AmaxVC

（2）带宽初定位1200mm，带速初定为4米/秒。最大倾角为7°则C st=0.97，Amax=0.165m （堆积角去20°）。QN=3600AmaxVCst=2304m3 /h，原煤密度取0.9吨/m3，则运量QN=2073吨/小时>1875吨/小时。满足运量的要求。对带宽进行验算：验算公式为：B≥2Xmax+0.2。原煤是未经筛分的散状物料，经破碎机后要求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。结论为选取1.2米的带满足要求。选取1m的带宽，当达到允许最大带速4米/秒时，运量Q <1875吨/小时，不满足要求。选取1.4m的带宽显然可以满足要求，但是明显为大马拉小车，而且也不是最经济的。

（3）传动滚筒圆周力和轴功率计算：对于一般布置、输送长度大于80米的输送机我们可以用公式：F=CNfLg[qt+（2q0+q）cosβ]+gqh计算。因为N4005工作面下顺槽巷道全长2165米，附加阻力系数CN取1.05.由于煤矿工作条件恶劣，多尘低温、湿度大运行阻力系数f取0.04.输送带长度L=2165米。qt=G1/L1+G2/L2；G1是承载分支托辊的质量，承载托辊为Φ159三托辊组，L1=1.5米；G2是回空分支V型托辊组，为Φ159二托辊组，L2=3米。

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

初选PVG整体带芯输送带1250/1，输送带质量19.2kg/m.

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

轴功率计算：P=FV=132155*4=528620W=528.6KW

（4）电机功率的确定：驱动系统采用双滚筒双电机传动方式，每套驱动装置由电动机、调速型液力耦合器，减速器、逆止器等组成。K=1.15，ξ=0.96，η=0.9，ε=0.9（针对煤矿选取）P=KP/ξηε=782KW传动滚筒的功率比为1：1，所以选用两台防爆电机，每台额定功率为400KW.

N4001工作面下顺槽断面：净宽×高=5.4×3.6m，最大坡度-8°，平均倾角-4.5°，提升高度-40米，巷道全长2297m。

此巷道为输送机运煤巷道。

2 N4001工作面相关计算

（1）输送能力QN=3600AmaxVC

（2）带宽初定位1200mm，带速初定为4米/秒。最大倾角为-8°则Cst =0.97，Amax=0.165m （堆积角去20°）。QN=3600AmaxVC =2304m3/h，原煤密度取0.9吨/m3，则运量QN=2073吨/小时>1875吨/小时。满足运量的要求。对带宽进行验算：B≥2Xmax+0.2

原煤是未经筛分的散状物料，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。结论为选取1.2米的带满足要求。

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

上支满载前倾阻力Fε=Cεμ0Lεcosδ（qB+qG）gsinε=6792N；下支空载前倾阻力F'ε=Cεμ0LεcosδqBgsinε=1409N；导料槽阻力，清扫器阻力忽略不计。

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

（4）轴功率计算：P=FV=108523*4=434092W=434KW

（5）电机功率的确定：驱动系统采用双滚筒双电机传动方式，每套驱动装置由电动机、调速型液力耦合器，减速器、制动器等组成。K=1.15，ξ=0.96，η=0.9，ε=0.9（针对煤矿选取）P=KP/ξηε=641KW。传动滚筒的功率比为1：1，所以选用两台防爆电机，每台额定功率为350KW.

3 北翼胶带大巷的相关计算

北翼胶带大巷，直墙半圆拱，设计长度3377m，已掘进长度2137m，其中初期设计断面净宽4.8m，净高4m（巷道长度2027m），后设计断面净宽5m，净高4.1m（目前掘进110m）。设计坡度-6°--8°，沿煤层底板掘进。最大高差180米。北翼胶带大巷承担着N4005和N4001采面煤的运输，运量满足1800万吨/年，即3750吨/小时。

（1）带宽初定位1400mm，带速初定为4米/秒，输送能力QN =3.6svkp

=3.6*0.228*4*0.98*1000=3217.5吨/小时<3750吨/小时。

故带速定为5米/秒。QN=3.6svkp=4021吨/小时才能满足要求。

同上面方法长度按已经掘进长度计算.

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

（3）轴功率PA=2985.16（Kw）

（4）电机功率：PM=PA/η=3980.21（Kw）

上述计算不包括胶带的强度校核，输送带张力的计算，制动力的计算。这些是对一般布置胶带输送机的计算。可以对矿井输送能力的改造做些参考。endprint