ABB电动卡车斜坡道运输系统的应用.pdf

① 一 ； S e fi N0 2 9 1 Au g t t 2 0 0 0 金 属 矿 山 MET ALM l NE 总 第 2 9 0期 2 0 0 0 年第 8期 AB B 电动 卡 车斜 坡 道 运输 系 √ 集 统 的 摘要介绍丁AB B电动卡车斜坡道运输系统在三 三 山岛金矿的应用情况。电动卡车 矿设备 ， 在三山岛金矿深部工程的矿石运输中发挥着越来越太的作用 ． 关 键 词 电 动 卡 车 l； q 云 ．f 车 应 用 是国际上一种先进的运 主 殇 Th e A pp l i c a t i o n o f Th e Ra mp Ha u l i n g S y s t e m o f ABB El e c t r i c Dr i v e Tr u c k s n g Ma o x { n g Ta n J i n g s h e n g Z h a o J i e S a n s h a n d a oG o l dMi n e ， S 7 吐w G o l d C o L td 用 Al ll a c t 1 k a j c a t m o f t h e I mn p h n g s 1 ∽ AB B e l e c t i e d r i v e t r u c k s i n S a n s h a n d a o Go l d Mi n e is d e s c r i b e d El e c t r i c d riv e t r u c k s a r e a n i n t e r n a t i o n a l l y a d v a n c e d o r e h a u l i n g e q u i v me n t a n d a r e p l n g i n c r e a s i n g l y g r e a t e r r o l em t h e u l i n g t h e d e e p p r o j e c t i n S a n s h a n d a oGo l dMme Kwo c fl a Ma i n r a mp ， De d o g me a t ， E l e ct ric d r v e t r u c k 三山岛金矿矿床为大型低品位金矿床。为进行 大规模开采 ， 一期工程采用 了主竖井 、 辅 助斜坡道开 拓系统 ， 并全套引进 了国外 先进 的无轨栗掘设备 ， 实 行无轨开采 ， 即用凿岩台车凿岩 ， 用铲运机和坑 内卡 车出碴 、 出矿， 用锚杆台车打锚杆， 用液压碎石机破 大块 ， 用剪式升降 台车 、 油车、 材料车和人车等辅助 设备进行辅助作业。一2 4 0 m 以上为无轨开采范 围， 在矿体下盘每膈2 0 0 IT I 布置有一条矿石溜井， 矿 石溜至 一2 5 0 m有轨集 中运输水 平 ， 由 1 0 t 电机 车 双机 牵 引 8辆 4 底 侧卸 矿 车， 将 矿 石卸 到 一 2 5 0m水平卸矿站 内， 进入主竖井旁侧的矿石溜 破系统 ， 最后由箕斗提升至地表矿仓， 这样， 实现 了 无轨开采和有轨运输。深部工程 包括二期工程和 三期工程 采用 了主斜坡道开拓、 电动卡车运输系 统 ， 从瑞 典 A BB公 司进 口了 2台 K 6 3 5 E架 线式 3 5t 自 卸电动卡车， 进行矿石运输， 即形成 了 A B B电动 卡车斜坡道运输系统 。电动卡车斜坡道运输系统是 9 0 年代国际上刚刚兴起的坑内矿山无轨开拓系统． 其技术核心是采用性能优良的大型 电动卡车， 承担 坑 内矿石 运输 任 务。随着 我 矿一期 工 程采 场 的结 束 ， 一2 5 0 m水平的电机车和矿车集 中有轨运输将 完全被电动卡车运输所取代， 从而将完全取消有轨 运输 ， 全 部实现无 轨运输 1 主斜坡道开拓 三山岛 金矿深 部 工程 开 采 一2 4 0 n l 以下 的矿 体， 采用主斜坡道开拓。主斜坡道布置在矿体下盘 的岩体中， 太部分位于 3 2 勘探线以南的弱含水区， 绕开了 断层， 避开了竖井富水区。主斜坡道采用 折返式， 从 一2 4 0 m水平的一期辅助斜坡道开始 ， 二 期工程开拓延深至 一4 3 5 m水平 ， 全长 1 8 4 0 m。主 斜坡道断面按通过 3 5 t 电动卡车和经常行人考虑， 净断面尺寸为 直线段 5 ． 1 m4 ． 5m， 弯道段 5 ． 6 m 4 6 i“11 。根据 3 5 t 电动卡车的性能和运输矿石的 特点， 主斜坡道干线坡度为 1 4 ％， 弯道段 、 缓坡段及 分段平巷联接处坡度为 5 ％， 全线长度内的平均坡 度为 1 0 ％。主斜坡道转弯半径为2 0 m， 变坡段竖曲 线半径为 2 5 m。主斜坡道除可在各分段巷人 口处 作为调车地点外， 还设有两个专门的调车道 ， 供两台 电动卡车运行时调车用。主斜坡道是电动卡车、 无 轨设备运行 的主要通 道 ， 用 于 深部 工程 的矿 石 、 废 石、 人员 、 材料及设备的运输和通风。 根据深部矿体的赋存条件， 深部二期工程开采 一 2 4 0 m～ 一4 2 0 m标高之问的矿体， 分两个中段 即一4 2 0m中段和 一3 3 0m 中段同时向上回采， 中 耿茂共． 山东黄金集团有 限公 司三山岛金矿生产灶． 高级 工程师 2 6 1 4 4 2山东省莱州市。 3 7 维普资讯 总第 2 9 0期 金 属 矿 山 2 0 0 0年第 8期 段高度为9 0 m。在两个中段中， 分别按分段向上 回 采 ， 分段高度为 1 5 I 2 1 ， 中段巷和分段巷位于矿体下 盘 ， 为下盘沿脉 巷遭。在主斜坡道 内 ， 采用分 散的定 点集中装矿方式 ， 从 一2 4 0 m到 一4 3 5 m， 主斜坡道 缓坡段附近布置有 5个装矿站， 即 5条矿石溜井， 安 装有放 矿闸门 ， 每条矿石溜井服务 2 ～ 3个分段 ， 与 相应 的分段巷经矿 石溜井联 络道联通 ， 各分段采场 采出的矿石 ， 由铲运机 和坑内卡车 运到 各分段 的矿 石溜井中， 溜放到下部主斜道附近的装矿站 ， 经风动 闸门装入电动卡车内。深部三期工程开采 一4 2 0 m 以下的矿体 ， 同时开 采的两 个 中段 为 一6 0 0 m 中段 和 一5 1 0m 中段 。 在主斜坡道 内， 采用从瑞典 A B B公 司进 口的 K 6 3 5 E架线式 3 5 t自卸 电动卡车进行矿石运输。 电动卡 车在 装 矿站装满 矿石后 ， 经主 斜坡道 和 一 2 4 3 r r 谴 矿平巷到 一2 4 3 m水平 卸矿站 ， 将 矿石卸 到矿石溜井内。卸矿站下部的矿石溜井通向原主竖 井旁侧的原矿仓 ， 这样， 矿石就进入了原主竖井旁侧 的矿石溜破系统 ， 最 后 ， 由箕斗提 升到地 表矿仓 ， 这 样 ， 就实 现了无轨运输 。 2 路面 铺垫 主斜坡道是深部采场矿石运输的主要通道， 路 面应能承受载重 3 5 t ， 总重 6 O 多吨的电动卡车的运 行荷载。根据 A B B公司提供的资料、 设计院的施工 图设计及对莱州市公路局咨询和仓上金矿露天采场 路面考察结果， 并结合我矿实际， 召集矿内有关技术 人员进行了充分讨论， 最后确定了主斜坡道路面的 辅垫方案为 主斜坡道采用碎石结构路面， 即在基岩 上用平均 3 0 0 mm厚 的碎石铺垫 主斜坡道路面垫分为 3 层进行施工， 即承压层、 面层和磨耗层 承压层厚 1 8 0 1T ff ll ， 碎石成 品料粒 径级配为 粒径 ㈣ 为 6 ～ 1 0 2 ～ 4 1 ～ 2 0 ． 5 ～ 1 3 2 2 3 石料在地表按级配要求搅拌 均匀后用坑 内卡 车运 至井下施 工地点 ， 采用 机械摊 铺和人 工找平相结 合 的方法进 行铺 垫 ， 即先 由铲运 机将石 料基 本摊 平 ， 再 由人 工用 扒 子 和铁锹 铲平 最后 ， 使用铲运机和坑 内卡车多次反复均匀碾 压 ， 并 由人工随后将碾压形成的压沟找平 ， 直到碾压平整 密实。碾压密实度标准为重载设备行走时不再产生 压沟为准。承压层铺设完成后 ， 进行面层铺设 。面 层厚 1 1 0 mm， 碎石成品料粒径级 配为 粒径 c r n 为 2 ～ 4 1 ～ 2 0 ． 5 ～ 1 3 3 4 。面层铺设 方 法和碾压后 的密实 度 与承压层相 同 ， 压 密后 的路 面 - 3 8 - 平整 、 直顺， 坡度满足设计要求。为了使主斜坡道路 面的平整度更好地满足电动卡车运行要求， 面层铺 垫完毕后， 还要在面层上增加一薄层磨耗层。磨耗 层厚 1 0 mm， 所用材料 为粒径0 5 c n 1 石子 。 我矿井下 涌水大 ， 为加强主斜坡 道路 面泄水 和 路基渗水 ， 在斜坡道 中间或两侧设有水沟 ， 开始水沟 用混凝土砌筑而成， 后改为用 l O ～ 1 5 c n 1 的石块砌 筑 在使用过程 中， 有专人对主斜坡道路基 、 路面经 常进行维护， 以保证电动卡车的正常运行 3架线 安装 主斜 坡道顶部架设有 三相 电流导线 系统 ， 即架 线系统， 用于向电动卡车供 电。架线到主斜坡道路 面的最小高度为 3 ． 5 m。架线的电源来 自坑内专门 的变电所， 每个变电所内安装有 1 台 1 6 0 0 k v A变 压器 电动卡车架线由吊挂锚杆、 钢体托架、 导体 、 绝缘子 、 固线块和联接块等组成。架线分为直线段 和曲线段， 与此相应， 把主斜坡道细分为支巷道区、 调车道区、 装矿区和卸矿区 直线段钢体托架一般 按 1 0 m 一段组 装， 曲线段钢体托架按 曲率半径 1 5 m、 3 0 m、 5 0 m和 7 0 m加工制作 ， 并组装成长约 1 0 m的拱型托架 ， 用吊挂锚杆以 5 m的间距固定在 巷道的顶部。钢体托架安装采用焊接， 导体安装采 用对接。架线 的导体 由3根 4 5 o n n 的铜管构成 ， 分别传送三相电流。导体铜管由安装在巷道顶部钢 体托架支撑固定 ， 整个架线构造简单， 坚固耐用。 2台电动卡车调车时， 重车上坡靠架线停车等 候， 与此同时， 空车下坡脱离架线靠电瓶运行进入调 车道 ， 当重车通过后 ， 空车靠电瓶运行至架线下， 再 使其集电弓接合架线。各装矿站和卸矿站的布置均 使电动卡车靠电瓶牵引运行的距离最短， 而且路面 平整， 路况 良好， 便于电动卡车运行。另外， 各装矿 站和卸矿站旁侧或对面均布置有倒车巷， 方便电动 卡车倒车。 在分支巷道处和架线末端设有信号板， 以控制 集电弓脱离架线。分支巷道处的信号板用可焊钢板 制作 ， 焊在左方钢的顶部 ， 电动卡车通过传感器产生 一 个信号， 输入计算机， 约 1 s 后 ， 集电弓脱离架线。 架线末端的信号板采用 自动接合的末端信号板， 方 钢和铜管的端部与架线 的夹角为 1 5 ， 当集 电弓进 入端部时， 电动卡车的传感器发生脱离架线的信号。 另外 ， 在装矿站安装有机械刮板 ， 以防止电动卡车装 载过高。在架线入口处安装有限高装置， 以防止过 高的车辆进入架线区域。机械刮板和限高装置距主 维普资讯 耿 茂兴等 A B B电动卡车斜坡道运输 系统的应 用 2 0 0 0年第 8期 斜坡路 面 3m 4 电动卡车性能 为进行深部开采， 我矿从瑞典 P d 3 B公司进 口了 2台K 6 3 5 E架线式 3 5 t自卸电动卡车。该电动卡 车的最大速度为 4 ． 2 m／ s ， 爬坡能力为 2 0 m／ h 。电 动卡车采用计算机控制， 性能稳定 ， 技术先进 ， 具有 能耗小 、 运行速度快、 爬坡 能力大、 故障率低 、 噪音 小 、 便于维修、 设备利用率高 、 不产生废气污染环境 等优点， 但其价格昂贵， 一次性投资较大。 K 6 3 5 E架线式 3 5 t自卸电动卡车载重 3 5 t ， 空 车重 3 0 t ， 供 电电压 6 9 0 V， 三相交流 电， 车体 长 1 0 m， 宽 3 m， 高 2 ． 9 m， 车箱堆装容积 2 1 H 。电动 卡车通过安装在主斜坡道顶板上 的架线供电， 电流 通过一个半导体控制器由电动卡车的集电臂连接到 两个异步滑环电机上 ， 一个电机驱动两个前轮， 另一 个电机驱动两个后轮 电动卡车上还附有牵引电池 组 ， 可以使卡车离开架线进行运行 ， 在水平巷道离开 架线可运行 2 5 0 m， 进行错车、 装矿和卸矿等工 作。每台主电机的功率为 2 0 0 k W， 用带有空气过滤 器的风扇冷却。牵引电池为 N i c d 型， 能力为8 0 A h ， 可以在架线 上或 3 8 0 V插 座上进行充 电 电动卡 车 的控制和调节系统的中心元件是一台计算机， 它控 制集电臂 、 半导体控制器 、 车箱的卸载 、 质量计量和 故障显示。电动卡车的集电系统由 1 个沿导轨滚动 的架线车 、 6 个集电的碳刷子和 1个集电臂组成， 集 电臂可以上向给架线施加压力 ， 并可使架线车水平 转动和垂直运动 当架线车脱线时， 集电臂降下至 水平休息状态， 接线时可以在距离架线 0 ． 5 m范围 内接上。电动卡车信息系统收集、 存贮卡车的信息， 并在一个文字显示板上用清楚的语言表达信息 ， 可 以收集显示的信息包括卡车的故障信号 、 故障原因 、 生产统计和过载统计等 电动卡车的计量器安装在 车箱下面的 4 个角上， 以骑止电动卡车超载。电动 卡车的电视监控摄像 机能显示集 电器工作和卡车尾 部 的’ 隋况 电动卡车的结构 可靠 ， 性 能优 良， 虽然一次性投 资较大 ， 但维护量少 ， 作业成本低 ， 用于我矿深部矿 石的运输 ， 技术上是可行的， 经济上也是合理的。 5系统运 行 经过近 1年的安装 、 调试 和试 车 ， 到 1 9 9 8年 1 0 月， 我矿 A B B电动卡车斜坡道运输系统全面峻工。 1 9 9 8年 1 月 1 6日， 我矿 采矿 车 间电运 工 区成 立 ， 标志着 A B B电动卡车斜坡道运输系统正式投人生 产运行。在一2 4 3 m运矿平巷卸矿站附近， 设有专 门的电动卡车维修硐室， 硐室简单 ， 硐室顶部有两小 段架线 ， 硐室内还有弧焊机、 钻床、 砂轮机等～些必 备工具和 2台电动卡车充电装置， 便于对 电动卡车 进行维修。斜坡道内安装了完善的通信系统和信号 系统 ， 布置有交通信号灯 ， 信号灯由计算机集 中控 制， 电动卡车司机可以用遥测器发出信号， 司机还配 备有手机进行通信联系， 从而能保证电动卡车的安 全高速行速 。 由于我矿一期工程中还有部分采场没有结束， 二期工程的采场还没有能够全部投人 ， 处于一期采 场和二期采场同时进行 回采的阶段， 所以， 没有足够 多的矿石供电动卡车运输 ， 无法最大限度地发挥 电 动卡车的运输能力 ， 该运输系统在我矿运行 1年多 来 ， 一直是单班运行 ， 即每 日只运行一个班， 每班运 行约 2 5 ～ 2 6 趟， 平均班运量为 7 5 0 t ， 最高达 8 5 0 t ， 月运矿总量达 2 万余吨。 电动卡车是发达国家已经成功应用的一种先进 的井下运矿设备， 是世界领先技术 ， 要求操作、 维护、 管理人员具有较高的素质。我矿已建立起了一套高 水平的、 比较完善的电动卡车管理制度 ， 培训了一批 高素质的操作、 维护和管理人员， 使电动卡车在我矿 二期工程的生产中发挥了很大的作用。 6结语 电动卡车是 9 0年代发达国家已经成功应用的 一 种坑内运输新型设备 ， 在我国尚无先例。在国外 也只有瑞典、 加拿大和澳大利亚等几个国家采用。 A B B电动卡车斜坡道运输系统具有基建工程量少 、 基建周期短 、 工程布置简单、 施工管理容易、 可分期 下掘、 投资风险低 、 有利于探矿 、 对生产干扰小、 技术 先进、 维修简单 、 司机能见距离大 、 行车较安全、 生产 管理简单 、 道路易于维护 、 运行速度快、 运输能力大、 利用电能、 环境污染少等优点， 适合于矿山的深部开 采运输。三 山岛金矿是我 国黄金行业生 产规模最 大、 采矿装备水平最高的坑内矿山， 有一支从干部到 工人的过硬队伍 ， 具备管理好现代化矿山的能力。 A B B电动卡车斜坡道运输系统在三山岛金矿的成 功应用 ， 对焦家金矿 、 新城金矿乃至全国类似矿山的 深部开采都具有重要的参考价值。 收稿 日期 2 0 0 0 0 2 ． 0 8 维普资讯