英国煤矿井下辅助运输现状.pdf

9 茅 朴 辅 ， 事 英 国 煤 矿 井 下 辅 助 运 输 现 状 煤 炭 科 学 总 院 上 海 分 院 垦 1 9 9 1 年 4月上海分院组团赴英参观 了三 个煤矿 、五 个辅助运输设备 制造公 司或 厂。 主要针对井下蓄 电池胶套轮 电机车 和齿轨车 的设计 、 制造和井下使用等情况进行了考察， 还对无轨胶 轮车 、复式能源 电机车 蓄 电池 电机车及机车用蓄电池等产品作 了了解。 一 、英 国煤 矿井 下辅助运输机械化 装备情况 我们所考察的三个矿井 ，均 为综采、综 掘机械化矿井， 工作 面长2 6 0 m左右 ， 顺槽 走 向1 2 0 0 m以上，主煤运输均 为皮带 运输，采 区分别不同情 况设置立 井或 移动式巷 道 煤 仓。井下材料 、人员 和设 备的运输 都已实现 了机械化 。几个矿井均 为单一煤层 开采 。缓 倾斜 煤层运输巷道较长， 坡度变化 不大 ，巷 道干燥 ，粉尘较大 ， 辅助运输系统 比较简单。 形成了以采用大吨位高速机车和胶套轮蓄电 池电机车为主、 辅 齿轨／ 粘着机车 单轨吊、 普通液压绞车和无轨胶轮车等多种设备并存 的格局 ，互相补 充，形成 一套完整 的辅助 运 输系统 。 赛尔比联台煤矿井下辅助运输采用B O B O型柴油机或蓄电池机车 坡度l 1 5 和 蓄电池胶套轮机车 坡度可达到l 1 0 并用的 运输方式。为了减少维护费用和方便使用， 近期将逐步以蓄电池机车取代柴油机车。据 介绍每台 P ON Y 型蓄电池机车每年维护总 费用 比相应柴油机车低，与钢绳牵引卡轨车 相比，总成本可降低2 0 。 在人员运输方面，除在主巷道有柴油机 彳 一 弓 车或蓄电池机车牵 l 的高速人车外 车速司 达3 O ～仰km／ h ， 还在采 区设 有运人皮带机。 该矿综采工作面搬家采用l D 马力 的 无 轨胶轮车，其运行无轨地段 ，与有轨地段 的 衔接处有转载起 吊装卸 点。 、 英 国几种 辅助运输 设备 的开 发、 制造和使用情况 1 ． 蓄电池胶套轮电机车 主要生产厂家是克莱顿公 司。该公 司生 产 的防爆特 殊型 即增安型 胶套轮 电机车有 三 种 1 单 司机室胶 套轮蓄 电池 电机车外 形 及 主要尺 寸见 图 l，包 括蓄 电池 电源 装置 在 内 自重4 ． 2 t ，结构简 单、尺寸小 、机动灵 活、制动 司靠 ，适 合在 低矮巷道 巾行驶 轨 型最小为3 5 磅／ 码 ，爬坡坡度1 1 0 ，通过弯 道 最小半径为4 m。 图 l 该机车的制动装置有三种 一是由控制 器手柄控制的反接制动，二是施加在每个车 轮上 的手动机械闸瓦制动器 ，三 是紧急制动 盘闸 通过脚踏 板和超速 开关控制 。不论 哪 一 种制动失灵都不影 响其 它两 种制动发挥作 用。因此，制动比较可靠，此种机车主要用 一 2 l 一 维普资讯 于车场调车编组和采区顺槽的材料设 备 运 输 2 双 田机室 P ONY型 歧套 轮蓄电池 电机车 见 图2 它是上述机车 的派生产 品。 制动装置增加气制动， 行走 部与“ 小马 相似。 其 特点是机身低矮，双司机室 ，前后均 可操 作 ，司机视线好 ， 适 于在 低矮 的巷道 内运行 ， 司机 正向驾驶 。 图 2 3 B O ～ B O型 轮架式莆电池胶套轮 电机车 见图3 此种机车的特点是功率大、 牵 引力大 、双机头 、双 转向车架 ，可减小机 车转弯半径。 圈 3 考察 中，我们发 现胶 套轮 电机车 均不设 轨制动。 厂家认为胶套轮与轨道的摩 擦系数 约为0 ． 5 ， 而轨 制动 的制 动靴与轨道 的摩 擦系 数只有0 2 4 ，因此，没有必要如轨制动。 关于胶套轮胶 套的材 质， 目前英国均采 用天然胶，有抗静电和阻燃要求。这种材料 适于车速 l 6 约1 0 。 时要增设防掉轨挡。 当机车进入齿轨 段 时由一组导入 装置过 渡，以保证 轨车齿轮 与 齿条 正确啮合而不 造成顶卡掉道 。当机车 由粘着驱动转换为 齿轨轮驱动时，驱 动动力 的传递和切换是由一组液压多片摩擦离合器 来 实现。也就是说， 当依靠齿轨驱动时 ，车 轮随 动 不传 递驱动力 矩 ， 只承受机车 粘重 。 当机车脱离齿轨时，车轮主动 既承受机车 维普资讯 粘重，也传进驱动力矩 该公司还生产l O o k W 蓄 I 池 街轨 车。 它 司 以从水 平大巷直 接进 入采区 ， 巷道倾 角1 O 。 以下均司运行 。但 由于其体 积大 、 结构复杂 ， 特别是齿轮和齿轨传动 的工作条件差，磨损 快，一般不宜进入采 区顺 槽 3 ． 普通矿用 蓄电池电机车 据 厂家介绍 ，英 国煤矿 的政策是井下轨 道运输设备逐步 由蓄 电池 电机车代替柴油机 车 ，因此，有关 厂家对发展蓄 电池 电机 车都 非常重视。方向是t提高机车的吨位、牵引 力和车速，从而提高机车的运输能力，以适 应工作 面开采能力 的提 高。如亨斯莱特公司 生产的蓄电池机车，单机粘重达2 8 t ， 功率达 1 5 0 马力，车 速可达3 0 k m／ h 。为 了解决大吨 位蓄电池电机车外形尺寸大、车身长、转弯 不便 的问题 ， 多采用双 机头 轮架 式 的B O B O 型结构。其中比较典型的是克莱顿公司生产 的C B 1 8 型蓄电池电机车。该机车的特点是 电控采用可控硅，以实现对牵引和制动、速 度的无级控制。蓄电池电源装置为增安型。 驱动装置 由牵 引电机和蜗轮蜗杆 减速 箱 组 成，制动装置比较完善，除由气制动作为工 作制动外，还在每个台车转向架上设置 4个 轨制动，作为紧急制动和停车制动。另外根 据用户 需要还 可增设机车 下坡运行 时的减速 制动装置。 在 电器方面还 设有机车故障诊断， 超 速保护等检测保护装置。 4 ． 无轨胶轮车 伽立克、道布琛公司是英国无轨胶轮车 的主要生产厂家，它们生产各种型号的柴油 机或蓄电池作动力的矿用无轨胶轮车。这种 设备 主要用 于综采设 备 的近 距离搬家，远距 离运输由轨道运输设备来完成，其问有个转 运点 装备有起吊设备 。伽立克公司生产的 MP I 5 0 型 无轨胶轮车，功率为1 5 0 马力 ， 柴 油 机驱动， 白重1 9 ． 1 8 t ，可铲运1 7 t 液鹾 支架 ， 爬1 t 3 、 5 的坡， 机器前部可挂平板或铲斗等器 县，可运大件设备或材料等。 轮胎是实心的， 外部是橡胶， 内注充填物质 该机车轮轮胎司 用 四年 以上 。轮胎 的失效 形式 主要是撕 裂、 掉 块、． 磨损 是次要的。 关于无轨胶 轮车用于综采搬家 的效 率， 据 矿上 介绍 一 个拥有1 5 0 架 支架 的工 作面 包括刮板运输机、采煤机等设备 ，顺槽长 1 6 0 0 m，当采完一个面 向另一个 面搬 家 时， 运距约2 0 0 0 多米 ，用 2台MP I 5 0 型无轨胶轮 车搬家， 1 2 N1 5 人 分成两组 ，一组拆运，一 组卸装，共需 4周完成。 三 对我 国发展辅助运输设备的 几点 看法 1 ． 我国地 大矿多，地质条件千变万化， 需要 各种性能 的辅助运输设备去适应它，才 能满足煤炭生产的需要。尽管英囝煤矿技术 人员有 的认为蓄电池无污染、无噪音、维 护 工作 最小、事故率 低，有取代柴油机车 的趋 势， 但目前我 国机 车用蓄电池还 存在 容 量 小，能 量有 限的问题 ，有 些条件 下仍只能选 用柴油机作 为牵 引机车 的动力 源。冈此，我 们应根据 使用条 件和用户 需要 ，同时发展柴 油 机和蓄 电池为动力源 的辅助 运输 设备。 2 ． 我国井下的运输设备与国外相比不论 在 品种上还是在设 备性能上都 存在 一定 的差 距。 例如t蓄电池胶套轮电机车胶套的材质、 制动装置和控制方式等都有待于吸收国外的 先进经验。因此，应加强关键技 术和元部件 的研究。 3 ． 积 极开 发大 吨位高速机车 ， B o B O型 机车在英国煤矿井下用的比较多，用户反映 也不错。它适台于大运量 长距离输进，且 机车断面尺 寸增加不大 ， 转弯半径 也比较小 ， 运输效率比较高。我国应着手开发以满足国 内用户急需。但这种机车牵引矿车多、速度 快 、运行惯 量大 ，应特别注重制动装置 撕 究 。 4 ． 加强设 备的标准化、系列化和通用化 工作。对共 同性 的关键技术和元部件，集中 一z 3 一 维普资讯 ， 府 讴 铷孳 ， 擘 甲 牛 一 高效辅助运输设备与合理使用条件 河 北 煤 炭 科 学 研 究 所 一 ， 7 ‘ 为适应采掘综合机械化发展，近年来我 围在引进消化 的基础上， 经研 制 和 正 在 开 发 了单轨 吊车、卡轨车 、齿 轨机车、胶套轮 机车和无 轨胶 轮车 等不 同『 种 、多种系列 的 辅助 运输设备。 它们在技术特性、运输效率 和使用安 全方 面具 有明显 的优点t 1 牵 引力大，载重量大，能够实现液 压吏架 等的整体运输，对散料长材能够进行 集装运输。 2 运行速度快，安垒 性能好 ，有齐全 的防跑车制动装置和防脱轨系统 指有轨运 输 ，有司靠的信号 和通讯装备。 3 适应采区巷 道使用，机动性强，爬 坡能力 强，能够在起伏变坡较大、弯道和岔 道较多情况下连续长距离运输 ， 转载次数少。 4 有完备的配套设备和运载车辆，能 够满足人员和各种材料设备的运输，装卸作 业机械化 。 本文对几种新型辅助运输设备的使用条 件提 出些看 法，供选型使用参考。 1 ． 单轨 吊车运输由不 同方 式牵 引 的 机车或绞车 单轨吊车拖动载重车组沿着吊 挂在巷道顶板 或支架顶粱 上的单根 专 用 轨 道， 实现 卡轨导 向运行 。它 的特点是 ，机动 性好，转弯半径小，一台机车能够在数个供 料点和用料点之间运行，可以在多岔道长距 离范围连续运输 。液压 支架 实现整 体运输 ， 装卸作业靠机械操作 。 这种运输方式不受巷道底鼓或底板变形 影响，机车 运行在巷道上部，通过断 面小， 充分 利用了巷道 空间。在顶 板稳定或 支架 强 度较高、吊挂轨道可靠的巷道，或底鼓明显 时能够实 现高效运输 。但是 ，由于敷设 吊轨 的巷道顶板或 支架 在承受矿压同时，还承受 机车物料 的运输 载荷，所 以在顶板不够 稳定 或交护强度较低的巷道不宜采用 。 单轨 吊车 的实际运输量较大 6 6 k W 机 车 在水平道司运载8 O r ． ，5 。 坡度 可运载3 8 t ， 1 O 。 坡道 可运载2 4 t ，但必须考虑轨道 吊挂 安全要求。单轨吊 车允许最大载重不应大 于1 8 t 。单件最大载重，3 m轨长时不应 大于 1 2 t ，2 m轨长时不应大于1 6 t 。 单轨吊车爬坡能力较大 机车牵 I 可达 1 8 。 ，绳牵引4 5 。 ，但是随着坡度增大， 机车 牵 引的有效 载荷明显减小。因此使用 单轨 吊 车一般应在1 2 。 以内， 短 距离也不应大于1 6 。 。 绳牵 引单 轨 吊运输 一般 应在2 5 。 以内使用。 单 轨吊车在运行中，机车随吊轨有一定的侧向 摆动，所 以在 确定巷道断面 安全间隙时，应 在t 煤矿安全规 程 第1 9 条基 础上增加2 O 。 在顶板稳定，支护条件好 的巷道，可以 选用单轨吊运输，特别对采掘综合机械化采 医，它能 够实现综采 支架整 体运输 和练 掘高 效运料。 2 ． 无轨胺轮运输车以防爆柴油机或蓄 电池组为动力，利用 胶轮直接在巷道底板 上 自由行驶，无需铺设轨道。 这种机车特点是， 机动灵活，适应性强，载重大，速度快，能 够整体铲运或搬运液压支架，是矿井材 料设 备和人员运输的高教设备。它要求巷道底板 人力和物力攻关。如胶套轮胶套、防爆低污 染柴油机、液压系统及其元部件、高容量机 一 甜一 车用蓄电池的开发等。加强与国外的技术交 流和合作。 维普资讯