井下运输设计.pdf

“ “ “ “ 第十篇 井下运输设计 第一章井下运输设计原则 第一节设计技术原则 井下运输设计， 应对井下煤炭、 矸石、 材料、 设备及人员等的运输作统筹安排。运输 方式与设备的选型， 应根据矿井设计生产能力、 煤层赋存条件、 瓦斯情况、 采煤方法等因 素确定。 采区运输 大、 中型矿井的采区， 要积极采用连续化运输， 发展重载下运带式输送机。 辅助运输要采用高效能、 适应性能强、 单机服务范围广的设备， 减少环节逐步发展集装箱 运输， 要根据条件采用单轨吊车、 卡轨车、 胶套轮机车、 齿轨机车、 无轨胶轮车或其他运输 设备， 逐步实现全矿井辅助运输的机械化、 连续化。 大巷运输 主要运输大巷的运输方式应根据运量、 运距和技术经济效果优化确定。 凡井型较大、 采区生产集中、 条件适合的矿井， 可采用带式输送机， 实现全矿井的连续运 输。采用轨道运输的矿井， 要发展底卸式或侧卸式矿车。要研制改造与底卸式矿车配套 的双轨同步牵引电机车， 大功率电机车和防爆柴油机车。 采区运输、 大巷运输、 矿井提升和地面储、 装、 运生产系统， 要发展自动化集中控制， 配备先进可靠的保护装置。 “ 第一章井下运输设计原则 第二节矿井运输方式和运输设备 一、 必须考虑矿井开拓系统状况， 并与运输系统统一规划， 注意上下环节运输能力的 配合， 以及局部运输与总体运输的统一。 二、 必须做到井上下两个运输环节设备能力基本一致， 设计时应合理地选择生产不 均匀系数和设备能力的备用系数； 为缓和井上下两个运输环节的生产不均匀性或不连续 性， 要采取一些缓冲措施， 应设置煤仓或储车线等； 采区煤仓的容量， 要保证回采工作面 的正常连续生产， 煤仓设计中要有防堵措施和处理堵仓的措施。井底煤仓的容量， 应满 足最大限度发挥提升、 运输能力的需要。 三、 运输系统尽量简化， 注意尽量减少运输转载的次数， 不要出现输送机 轨道 输送机 轨道的情况。 四、 必须使设备的运输、 安装和检修方便， 运行安全可靠， 工作条件舒适， 并应考虑运 输设备对通风、 供电的要求是否合理， 电压等级是否相符合等。 五、 必须在决定主要运输的同时， 统一考虑辅助运输是否合理经济。 国内部分矿井井下运输情况， 见表 “ 。 ’ （小时制） 8’95**’- -’’ （小时制）’*;’ （小时制） 蓄 电 池 “*95*- ,;*, （小时制）,;9 （小时制） “95’’。如果各轮轴都是制动闸瓦时， 则机车的制动重量等 于机车全部重量； 眉线高度， 。 埋设深度 * *（2 / ;8） 眉线角“ “/ （“） （2 / ;6） 式中 矿石自然安息角， （“） ； * 埋设深度， 。 振动台面宽度 “ 应较车厢长度小 5 9 ， 若车箱较长， 可移动矿车分两次装 满。 ,-. 系列振动出矿机的额定激振力 为 *） 式中 振动台板面积， ;； * 单位槽台所需的激振力， 取* 6’ ;； 工况系数， 对含泥量少、 不易结拱的矿块， 取 17 9 40，也可大 于 410； 对于粘性大、 易结拱的块矿、 粉矿， 可取 410 9 41。 （三） 板式给矿机 板式给矿机有重型、 中型与轻型三种。选用时根据溜井 （矿仓） 中矿柱的压力和给矿 块度来确定。溜井放矿常选用重型的。重型板式给矿机多用于向输送机、 破碎机以及箕 斗装矿计量漏斗给矿。板式给矿机用于溜井放矿装车的矿山实例有 0624 第五章井下运输设备 黄石石灰石矿， 露天开采、 溜井平硐开拓， 矿石最大块度 “““。溜并放矿装车用 ““ （图 “ - 第五章井下运输设备 “ ） 即可卸矿。矿车不粘结技术在新建锡矿、 老厂锡矿、 前进铜矿与王家滩铁矿进 行过工业性试验， 效果较好， 不损坏矿车， 没有噪音， 卸矿时可把结底矿岩一起卸出。但 矿车价格约增加百分之十； 技术上有些地方尚需进一步解决。 图 “ ’不粘接矿车示意图 带状电极； 绝缘带； 车箱； 汇流母线 图 “ 不粘接矿车清扫作业示意图 矿车； 供电接触装置； 直流供电装置； 卸矿装置 电机振动清车器如图 “ * 所示。它的振源是振动电动机。这种清车器结构 简单、 操作方便。弓长岭铁矿应用的电动清车器的电动机功率 “,-， 安装在卸矿口的 工字梁上， 清扫 .侧卸式矿车， 效果较好。 三、 推车机、 高度补偿器与阻车器 /推车机 在轨道运输中， 推车机用于短距离推送单个矿车或车组。 （） 推车机类型 按用途分为罐笼前换车推车机与车组推车机； 按结构分为钢丝绳式推车机、 链式推车机、 气动推车机、 液压推车机与直线电机推车 机。钢绳式推车机依钢绳布置形式， 还可分为垂直式、 水平式两种。 ’“ 第十篇井下运输设计 图 “ 电动振动清车器示意图 电动机座； 矿车车轮； ’钢轨； 振动台面； 橡胶缓冲面；振动电动机； *弹簧 按动力分为电动、 气动与液压推车机； 按推车机与矿车相对位置分为上方式推车机， 推车机在矿车的上方； 下方推车机， 推 车机在矿车的下方。 （） 推车机的应用特点 罐笼前换车推车机 速度较快， 推力较小， 一般推爪小车能上摇台， 推爪作往复运动。 ** 第五章井下运输设备 用于推送矿车进入罐笼， 并把罐内矿车置换出来。 车组推车机 推力较大 速度较慢， 推爪作循环或往复运动。用于推动摘钩或未经 摘钩的车组， 常用在翻车机前、 装车站、 地表车场或井底车场。 电动钢绳推车机的优点是结构简单， 重量小， 钢丝绳来源方便， 可以有较长的行程， 可在弯道上推车。缺点是钢丝绳容易损坏， 拉紧行程较长。垂直式钢绳推车机 （图 “ ） 钢丝绳的寿命较长， 易于与摇台配合， 但地沟较深。水平式钢绳推车机不需地沟， 但钢丝绳磨损较快。 图 “ 垂直式钢丝绳推车机示意图 “垂直拉紧装置； 推爪小车； ’导轨； 头部绳轮； 驱动装置； 牵引钢丝绳 链式推车机 如图 “ ’ 所示， 这种推车机的优点是链条强度高、 牵引力大、 寿 命长。缺点是设备较重、 噪音较大。链条有四种 焊接圆环链、 滚子链、 板链和模锻链。 模锻链和板链节距大， 在传动过程中动载荷较大， 仅用于低速传动， 同时制作困难， 现在 应用较少。滚子链已有标准产品， 多用于换车推车机。使用滚子链换车推车机的矿山， 有开滦钱家营煤矿及湖北李家湾铜矿。焊接圆环链强度高、 自重轻、 能耐磨。这种链条 也已有定型产品。使用圃环链换车推车机的矿山有盛林堡煤矿。 气动推车机 为气缸活塞式， 它的优点是结构简单， 自重轻， 适于井下潮湿泥泞的环 境， 缺点是气缸长、 加工精度要求较高， 活塞密封圈较易磨损， 产生漏气现象， 耗气多， 噪 音大。使用气动推车机的矿山有 弓长岭铁矿、 河北铜矿、 丰山铜矿以及开滦吕家坨煤 矿。罐笼前气动推车机见图 “ ’“。 上方式电动推车机 这种推车机的原理， 是用两根导轨装在矿车的上方， 一个电动自 行小车沿着两条导轨移动， 安装在自行小车上的推车机的推车杠杆， 推着矿车车箱前进。 它的优点是设备有较好的工作条件， 便于维修， 不影响轨道铺设。缺点是推力小， 仅适用 *“ 第十篇井下运输设计 于推动小矿车， 矿车车箱易变形， 特别是对井口下放长材料有影响， 故采用较少。 图 “ “链式推车机示意图 驱动装置； 首轮装置； 托链架； ’活动导轨； 固定导轨； 推爪小车； 滚子链； *螺旋拉紧装置 图 “ 气动推车机示意图 气缸； 推爪小车； 导轨 直线电机推车机 直线电机推车机是一项新技术， 已在铜川王石凹煤矿、 王家河煤矿 等多个矿山使用。它的基本原理是 直线电机 （初级， 即定子） 安装在矿车运行轨道中间， 通过空间行波磁场直接驱动次级板 （次级， 即转子） 作直线运动。并通过安装在次级板上 的推爪， 推动矿车前进。这种推车机结构简单、 重量轻、 占地面积小。但现有产品不能用 于装有摇台的井口， 而且推力较小， 电控较复杂， 这种推车机尚处于推广试用阶段。 液压推车机 它的优点是体积小、 推力大、 工作平稳、 噪音小。缺点是工作介质压力 高， 制造、 维修技术要求高。 在金属与非金属矿山中， 罐笼前换车推车机使用得较多， 车组推车机使用得较少。 换车推车机以钢丝绳的较多， 气动的、 链式的次之。液压的只个别矿山在应用。直线电 机推车机还没有推广。煤矿采用钢丝绳推车机较多， 近年来圆环链的应用在增加。部分 设计研究院设计的推车机及其技术性能参数见表 “ 。 第五章井下运输设备 “ 第十篇井下运输设计 “高度补偿器 高度补偿器用于补偿矿车在自溜运行中所损失的高度， 一般采用爬车机与垂直升降 的气动顶车器两种。这两种形式， 各有特点， 爬车机生产能力较大， 操作简单、 顶车器结 构简单、 占地小。 爬车机的种类， 按牵引形式分为链式和绳式两种。链条形式有模锻链、 板链、 滚子链 与焊接圆环链四种。圆环链爬车机见图 ’。 图 ’圆环链爬车机示意图 逆止器； 爬车爪； ’尾轮装置； 圆环链； 主横梁； 导向轮装置； *驱动装置 链式爬车机的优点是链条连续运转， 效率高， 链条强度高， 寿命长。缺点是重量较 大。 往复式钢丝绳爬车机的优点是结构简单、 重量轻、 钢丝绳来源方便。缺点是爬爪只 能作往复运动、 效率较低、 钢丝绳较易磨损、 电动机经常要正反转。 部分设计研究院设计的钢绳爬车机的技术性能参数见表 *。煤炭系统编制 了, 系列圆环链爬车机通用设计。爬车机链速 “’’’-./， 爬高 0 ’“-， 适用于 1 和 “1 的矿车。 表 *钢丝绳爬车机技术性能参数 轨距 （--） 矿车容积 （-’） 2*“*2* 电动机功率 （34）“25 爬速 （-./）2552“2 爬角 （6） 补偿高差 （-）’“*2’ 水平距离 （-）2252 重量 （37） 555’ 图 号’8’’9’ 资料来源 昆明有色冶金 设计研究院 北京有色冶金 设计研究总院 同 左 苏州非金属矿山设 计研究院 5 第五章井下运输设备 “线路阻车器 阻车器是窄轨线路上的一种阻车设备， 它能使运动着的矿车， 停止在某一要求的位 置上， 如停止在翻车机、 罐笼以及道岔的前面。冶金矿山安全规程规定， 地表车场与井底 车场进车侧， 必须装设阻车器。因此它也是安全设备之一。 阻车器的形式 按用途分 有单式阻车器、 复式阻车器 （又称限数阻车器） 以及限速阻车器 （又称制动 器） ； 按阻车方式分 有阻矿车车轮的、 阻矿车碰头的以及阻矿车轮轴的三种； 按动力分 有气动的、 电动的、 手动的、 液压的以及机械联动的四种。 单式阻车器的作用， 仅用于使矿车停止定位。气动单式阻车器的结构 （阻车轮） 见图 。复式阻车器除能使矿车停止定位外， 还起分解车组的作用。使车组每次只 向翻车机或罐笼供给一辆或两辆矿车。图 ’ 表示复式阻车器在自行启动坡度 线路上的工作情况。位置 阻爪 关闭， 阻爪 打开， 阻住车组， 位置“ 阻爪 关闭， 阻 住车组； 阻爪 打开， 放出第一辆车。位置与位置相同。 图 气动单式阻车器 阻爪； 机架； 气缸； ’连杆 限速阻车器的作用， 是降低矿车速度， 并随即停止定位。其作用类似单式阻车器。 但它可以容许矿车有较大的临近速度。图 为限速阻车器的一种， 实质上它是 由一个阻轮轴的气动单式阻车器与一个限速器组合而成。制动时， 限速板落下， 与车轮 踏面相摩擦， 矿车逐渐减速。同时阻爪抬起， 阻挡轮轴， 矿车被阻停止。当阻爪落下， 限 速板升起， 便放出矿车。 第十篇井下运输设计 图 “ 复式阻车器动作原理示意图 图 “ 气动限速阻车器 限速板； ’限速器支架； 气缸； 、 橡胶弹簧； 阻爪； 气缸 阻矿车车轮形成的阻车器结构简单， 阻车可靠， 应用较多。阻矿车碰头形式的阻车 器， 矿车受力状态较好， 但阻爪是否抬起较难觉察。阻轮轴形式的阻车器， 阻爪起落不易 观察， 轮轴承受冲击易损坏。阻车器动力以气动较多， 电动、 电液推杆传动、 手动、 机械联 动都有应用， 液压传动少见。 部分设计研究院设计的阻车器的技术性能参数见表 “ ’*。 四、 运输辅助设备的估价 表 “ ’ 列出部分非标准设备价格估算指标， 以供参考。 * 第五章井下运输设备 表 “ 线路阻车器技术性能参数 名称 轨距 （’’） 矿车容积 （’ ） 电机功率 （*） 气缸直径 （’’） 阻车 方式 重量 （ ） 图号资料来源 电动单式阻车器,““-， -,阻车轮 .“/0,, 昆明有色冶金设计研究 院 同上,““-,， 同上““/0,同上 同上,““-同上““/0,.1同上 同上,““11同上2/02-同上 电动复式阻车器,““同上.“/0“同上 同上,““-,1同上,/0.同上 同上,““11同上,/0221同上 气动单式阻车器,““1““同上2. 北京有色冶金设计研究 总院 气动复式阻车器,““1““同上.同上 气动单式阻车器,““1““同上32“45/“ 苏州非金属矿山设计研 究院 气动复式阻车器,““1““同上2“45/“同上 同上,“““1， “12， -““同上“通用 65..“ 长沙有色冶金设计研究 院 同上2,“同上通用 652.2同上 同上,““-““同上“2670“同上 气动单式阻车器,““1， “12““同上2670“同上 表 “ . 非标准设备价格指标 设备名称., 年参考价格 （元8吨）设备名称., 年参考价格 （元8 吨） 链式放矿闸门,““ 9 3““气动推车机 3“““ 9 ““ 指状放矿闸门““ 9 2““钢绳爬车机 3““ 9 “““ 扇形放矿闸门““ 9 ““链式爬车机 ““ 9 ,““ 电动双车翻车机3““ 9 3““手动阻车器33““ 9 ,““ 3 第十篇井下运输设计 设备名称“ 年参考价格 （元吨）设备名称“ 年参考价格 （元 吨） 电动单车翻车机’ *气动阻车器 *’ 矿车翻车架 “电动阻车器 “ 电动钢绳推车机* 振动出矿机“ 注 , 表中以单台生产估计价格； -.单台设备重量大取小值； , 已有专门厂家生产的定型产品， 不按上表价格； *, 影响非标准设备价格的因素很多， 上表仅供估价时参考。 第五章井下运输设备