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矿井提升与运输,本篇主要内容,手册编排思路 矿井提升与运输系统 矿井提升技术及装备 矿井运输技术及装备 相关标准及规范 需探讨的几个问题,编排思路,一、四个定位问题 读者定位 （总工、副总） 手册主要内容定位 （先进性、权威性和实用性，常用、新技术、前沿） 体系结构定位 （设备类型、生产环节） 应用案例定位 （系统、设备）,编排思路,二、总体构思 以立井开拓入手 提升、主运、辅运均能体现 以生产、管理环节为主线 提升、主运、辅运 以新建、生产和改扩建的技术需求为目标 技术装备、扩能、优化配置,编排思路,三、总体构思 体现生产、安全的新技术、新要求 性能检测、安全装备 以总工为主、兼顾副总需求 给出了选型计算公式 灵活使用标准、规范 具体技术内容和附录中体现,矿井提升与运输系统,主要内容 组成 提升、主运、辅运 分类 分类依据、具体名称 典型应用 常用、先进的提升、主运和辅运实例 发展概况 目前先进技术装备的典型参数,1.提升运输系统组成,提升系统,按用途分,主井提升 提升煤炭,副井提升 升降人员、材料、设备、提升矸石,按提升容器分,箕斗提升 用于主井,罐笼提升 用于副井，小型矿兼着主井,按滚筒类型分,缠绕式提升 可用作主井或副井,摩擦式提升 可用作主井或副井,按井筒角度分,立井提升,斜井提升,按拖动方式分,交流提升,直流提升,液压传动提升,2.分类,矿井运输系统,按运行方式分,连续运行式 输送机、无极绳牵引等,往返运行式 机车、有极绳等,按用途分,主运输 运输煤炭,辅助运输 运输材料、矸石、人员、设备,按工作区域分,采区运输 工作面、顺槽、上下山,大巷运输 运输大巷,按牵引原理分,链啮合牵引 刮板机,挠性体摩擦牵引 胶带机,车轮粘着牵引 机车牵引,钢丝绳牵引 绞车,提升机国内外典型应用,带式输送机的典型应用,刮板输送机的典型应用,无轨胶轮轮车的典型应用,高速架空乘人装置（猴车）的典型应用,3.国内外发展概况,1)提升技术装备 要求 安全性、可靠性、经济性 国内外先进装备的技术指标 最大速度达25m/s；一次提升量达50吨；电机单机容量已超过2000kw，井深超过2000m（分段提升超过3600m）。 其中国内最大18m/s.一次提升量达45吨。,2)带式输送机,向大型化和高速化方向发展。 带速达8m/s ，带宽达2m以上，单机长度达16km,单机功率达1100kW,带强达ST7300。(国内6300) 不断完善驱动技术。 开展动态分析研究。 采用多点驱动技术。 监测监控 关键零部件研究,3)国内辅助运输发展现状,我国现状 我国大部分煤矿的井下辅助运输系统相当落后，尤其是采区辅助运输，仍然采用传统的小绞车、回柱绞车运输。一条巷道一般需要68部绞车接力、对拉运输，运输环节多，占用人员多，运输效率低，严重制约着工作面的安撤速度，而且安全隐患多，是安全管理的薄弱环节,新型高效辅助运输设备的发展需求已成为必然。 现实要求 在运输系统和工艺方面，随着井型和开拓范围的不断扩大，运输距离越来越长，尤其是采区工作面顺槽越来越长，已达到20003000m（最长超过5000m)。辅助运输问题更加突出，已经成为制约我国煤炭生产发展的薄弱环节,改造提升辅助运输系统已成当务之急。,国内外高效辅助优势 当前国内外煤矿实用的高效辅助运输设备与传统的辅助运输设备相比，在技术特性、运输效率和安全性能方面都具有许多明显的优点，如： （1）运行安全、可靠性高。 （2）爬坡能力强，能在起伏坡度较大和弯道道岔较多情况下运行。 （3）牵引力大，能实现重型设备如重型液压支架的整体搬运。 （4）运行速度快。 （5）能实现远距离连续运输。 （6）有比较完整的配套设备，可实现装卸作业机械化。 由于具有这些特点，所以这些设备发展很快。,矿井提升技术及装备,思路 以矿井提升系统组成为主线，根据提升装备的生产特点（多行业、多厂家），同时，考虑其安全、可靠、高效的要求，分别介绍系统装备主要技术指标、选择依据及选型计算。 主要内容 提升机、提升容器及其辅助装置、钢丝绳、盘式制动器、电控。结合新的技术特点还介绍了安全装备、性能测试和扩能问题。,提升机,钢丝绳,盘式制动器,操作台,液压站,电控柜,一、矿井提升机,常用的几种提升机 单绳缠绕、多绳摩擦、液压和变频绞车 主要技术参数 仅给出国内的系列参数，国外主要是ABB和SIMAG的产品,同时，一般主轴装置和减速器为同一厂家产品 选型参数及依据 选择提升机的主要参数有：卷筒直径D；卷筒宽度B；提升机最大静张力Fjmax；及最大静张力差Fjc。其中卷筒直径D为选择提升机规格型号的依据；其它三个参数为校核参数。,二、提升容器及辅助装置,常用提升容器 单绳箕斗、罐笼，多绳箕斗、罐笼 需注意的几个问题 与提升机不一定是同一厂家生产 特殊需要可定制非标容器（如长形40t箕斗） 轻型容器不适合摩擦提升机（有防滑要求） 容器附属装置 悬挂、罐耳 名义载荷与实际载荷（涉及超载问题）,罐笼辅助装置,防坠器 与单绳罐笼配套使用，按规程要求检查、试验 推车装置 链式推车装置 销齿式推车装置 罐笼承接装置 普通摇台 罐笼井底自适应补偿托罐摇台 缓冲阻尼同步摇台,箕斗辅助装置,箕斗装载设备 要求：定重装载 现用装载设备：板式输送机方式、定量输送机方式和定量箕斗方式。 传感要求：耐冲击 注意问题： 有定重装载也可能出现超载。,1一斗箱；2一控制缸；3-拉杆；4一闸门；5一溜槽；6一测重装置 定量箕斗装载设备示意图,4.箕斗辅助装置,箕斗卸载装置 要求：自动卸载 现用装置： 固定曲轨卸载 、外动力卸载 特点： 固定曲轨方式：运行及维护费用低，有冲击，行程需增大1. 52. 5m，卸载时间短 。 外动力方式：可采用三阶段速度图，能缩短提升循环时间，需要增设动力没备 ，卸载时间较短。,上开式扇形闸门卸载曲轨,下开式扇形闸门卸载曲轨,三、钢丝绳选型计算,主要内容 钢丝绳结构与分类、钢丝绳选型计算、钢丝绳检测检验 选型计算要点 根据用途使用条件选择结构 根据最大终端载荷、安全系数和钢丝绳破断力确定钢丝绳直径。 需注意的问题 钢丝绳安全系数 钢丝绳检测和使用寿命,三、钢丝绳选型计算,4.计算公式,四、提升系统空间布局设计,两种布置方式 单绳缠绕提升机为落地式，多绳摩擦提升有落地和塔式 布局计算见表 需注意的问题 缠绕式“咬绳”问题 摩擦提升布置方式的选择问题,塔式多绳摩擦提升,影响提升机安装位置的主要参数关系图,五、矿井提升制动系统,主要内容 对制动系统的要求、盘式制动器及液压系统、制动装置参数计算 需注意的几个问题 液压系统压力：低、中高压 两种制动方式：恒力矩、恒减速 二级制动：两种方式、二级制动力矩及延时 争议问题 监护是否放在此处,五、矿井提升制动系统,制动方式的确定 问题提出 载荷变化，不能满足规程对制动减速度和防滑减速度要求 恒减速实现 电液比例、反馈控制 目前状况 国外恒减速居多 国内恒力矩居多。,五、矿井提升制动系统,二级制动 问题提出 采用一级制动不能满足煤矿安全规程要求 二级制动方式 两级油压+延时 A、B管+延时 制动参数 力矩：一级满足减速度，二级满足3倍静力矩 延时：停车时施加全部力矩,t0空行程时间； tzh1一级制动时间； Mzh1一级制动力矩；Mzh2最大制动力矩 二级制动特性,六、矿井提升控制系统,主要内容 控制系统分类及选择、直流、交流控制系统特点及主要配置、综合自动化控制 控制系统选择依据 投资费用、运行费用、控制性能、电机容量。 直流控制系统 V-M磁场换向 全数字设备及技术特征 谐波较大,六、矿井提升控制系统,交流控制系统 新型转子串电阻调速系统 功能：有级调速，半自动或手动。 特点：PLC控制、投资小、效率低 交-交变频控制 功能：无级调速，全自动、半自动。 特点：变频、计算机控制、投资较大、效率高 交-直-交变频控制 功能：无级调速，全自动、半自动。 特点：变频、计算机控制、投资较大、效率高,六、矿井提升控制系统,控制系统注意几点 国内与国外产品 直流与交流 转子与定子变频 谐波,七、提升机技术性能测试,问题提出 安全、管理和维修要求 测试项目 机电控制系统 制动系统 井筒、井架 分析项目 注意问题,八、矿井提升安全设备,过卷过放缓冲装置 功能 过卷过放后防止事故扩大的后备保护 原理 摩擦、液压、塑性变形吸能 结构,BS型摩擦滚筒缓冲装置+FHT型防撞梁托罐保护装置,HZSN型多功能过卷保护装置,2.制动失效保护装置,1制动盘；2闸瓦；3活塞；4碟形弹簧5原液压站；6补偿液压站 盘式制动器工作液压站与补偿增压液压站的系统关系,3.摩擦提升滑动监控装置,4.提升机载荷动态无线监测系统,提升机载荷动态无线监测系统组成,5.提升状态监护装置,提升机状态监护原理,位移传感器,油压传感器,安全回路通断接点,压力继电器,模拟量变送 器,开关量变送 器,PLC数据采集与处理,信号分析与故障诊断上 位 机,制动器运行状态及故障显示,故障报警或（和）断安全回路,旁油路电磁阀,轴编码器,6.钢丝绳探伤检测,检测方法 常规、探伤仪器 检测原理 磁通量变化 评判方法 绝对、相对 注意问题,九、提高矿井提升能力的改造途径,依据 提高一次提升量 提升载荷已达到提升机张力差 提升载荷未达到提升机张力差 缩短提升循环时间（有时需改进装备）,矿井运输技术与装备,思路 主运与辅运 采区与大巷 传统设备与新型设备 控制系统统一介绍 争议 共用设备、技术如何处理 是否给出系统案例、选型计算实例,一、矿井运输方式的选择,主运输选择 高产高效矿井带式输送机 辅助运输选择 有轨无轨 运人运料 多样性 选择原则,二、矿井主要运输方式及设备,采区主要运输方式及设备,工作面刮板输送机系列性能参数表,注,刮板输送机,与采煤机配套、适应工作面生产,转载机的主要机型,带式输送机,可伸缩式带式输送机 普通带式输送机 钢丝绳芯带式输送机 大倾角带式输送机,大 巷 主 要 运 输 设 备,带式输送机,多驱动带式带式输送机,钢丝绳芯带式输送机,轨道运输,架线式电机车,蓄电池式电机车,2.大巷主要运输方式及设备,中间多驱动带式输送机,三、辅助运输方式及设备,轨道运输 矿用电机车 直流架线式电机车 蓄电池电机车 交流变频电机车 卡轨车 绳牵引 柴油机牵引,1直线轨道；2弯道；3道岔；4缓冲装置；5弯道导向轮组；6托绳辊；7空绳导向轮；8通过式导向轮组；9牵引车（带储绳筒）；10控制车；11带人座运输车；124人座车；13运输车；14制动车；15连接杆；16可翻转容器；17调度用卡轨车；18储绳滚筒；19牵引绞车，20张紧装置21带操纵台的泵站；22返回绳（空绳）；23牵引绳；24回绳站；24.1带护板回绳轮；24.2测力计；24.3棘轮张紧器；24.4锚固装置 钢丝绳牵引的卡轨车系统,齿轨车,1-主司机室；2-驱动部；3-主机；4-副司机室；5-平板车；6-制动车 KZP-8/900(600)型齿轨车,2.绞车运输,内齿轮绞车 无极绳绞车 布置方式 驱动方式 关注问题,1牵引绞车 2张紧装置 3梭车 4压绳轮组 5托绳轮组 6尾轮 7楔块 无极绳连续牵引车典型布置示意图,内侧布置,外侧布置,双轨双向运输,三轨双向运输,横向布置方式,1、轨枕组件 2、内护轨 3、外护轨 4、转向轮 5、压板 6、护轨连接板 7、主绳 8、副绳 9、引绳板 钢丝绳转弯装置结构示意图,3.架空运输,架空乘人装置 原理 技术要求 选型原则 注意问题,单轨吊车,1道轨；2有绳轮座的轨道；3与弯轨连接的直轨；4弯轨；5牵引绳导向架 6紧急制动车；7连接杆；8、9承载吊车；10吊车梁；118乘人吊车；12道岔；13缓冲器；14尾部绳轮；15尾轮拉紧装置；16头部张紧装置；17摩擦轮绞车；18通用可翻卸式集装箱;19牵引钢丝绳； 20钢丝绳回绳轮 钢丝绳牵引单轨吊车,柴油机牵引单轨吊,4.无轨运输,无轨胶轮车的分类 按用途：运输类 、铲运类 、特种类 按结构：铰接和整体车架 按动力：柴油和蓄电池 特点 适应各种辅助运输任务 可实现一车多用 可实现直达运输 对底板有要求,选型原则,总体选型原则 ： 车型选型 总体结构型式选型 驱动型式选型 制动型式选型 外形尺寸选型 人员运输选型原则 根据煤矿设计产量来确定运人车的数量 根据巷道的断面尺寸来确定运人车辆的规格、车辆品种和结构型式,设备运输选型原则 根据设计产量来确定设备运输车辆的数量及品种 参考巷道尺寸来进行选型 材料运输选型原则 矸石及松散物料运输选型原则 根据矸石、散物料的使用量来选择车型的数量 根据巷道断面尺寸来确定车辆的大小和吨位 支架运输选型原则 根据矿井年产量来选择支架车数量 根据支架的外形尺寸来确定车辆的大小和吨位,四、运输设备的安全监护装置,刮板输送机的软启动技术 阀控充液式液力偶合器 双速电动机驱动 调频调压软启动器,液力偶合器用于输送机的原理图,软启动方式对比,2.带式输送机的软启动,阀控充液式液力偶合器软启动器 电液控制软启动 调压调速软启动器 变频调速软启动 液体粘性软启动 永磁调速器,3.带式输送机的安全保护装置,带式输送机的有关安全规定 对带式输送机安全防护装置的规定 对带式输送机制动装置的规定 带式输送机的安全保护装置,五、矿井运输系统改造与优化,运输方式