第九章矿井生产系统

1、第九章矿井生产系统 通知 考试时间： 第第9周星期二（周星期二（2010.4.27）晚上）晚上7：009：00。 地 点： 新附新附2103（地质（地质07-1/2），新附），新附2104（地质（地质07-3/4）。）。 考试形式： 闭卷。闭卷。 请各位同学做好复习迎考准备，严格遵守考场纪律！请各位同学做好复习迎考准备，严格遵守考场纪律！ 第九章矿井生产系统 第九章 矿井生产系统 地面生产系统：以主井、副井和铁路装车站 为核心建立起一套为生产、管理等服务。 井下生产系统：掘进和回采两个主要环节， 还有运输、提升、排水、材料和动力供应等 生产环节。 第九章矿井生产系统 第九章 矿井生产系统 第一

2、节 矿井地面生产系统 第二节 煤炭的加工与利用 第三节 矿井运输与提升系统 第四节 矿井供电与排水系统 第九章矿井生产系统 第一节 矿井地面生产系统 原煤：经过装卸、运输、加工、储存的过程，然后 装车外运； 矸石：运到矸石场； 材料和器材设备：运送到井下。 第九章矿井生产系统 矿井地面生产系统涉及的内容非常广泛，通常包 括地面提升系统、运输系统、排矸系统、选煤系统 和管道线路系统。 此外，还有变电所、压风机房、扇风机房、锅炉 房、材料仓库、机修厂，坑木加工场及行政福利设 施等专用建筑正确地确定地面生产系统的布置方式 以及合理的选择其加工及贮存设备，对于降低矿井 的建设投资和经营费用，提高劳动生

3、产率具有重要 意义。 第九章矿井生产系统 第一节 矿井地面生产系统 一、矿井地面生产系统的类型 按照煤的性质、用途、加工方式分类： 1、无加工设备的地面生产系统 适用于原煤不需要加工或拟送往中央选煤 厂去加工的煤矿。 第九章矿井生产系统 2、设有选矸与筛分设备的地面生产系统 该系统适用于对原煤进行简单加工的煤 矿。不同粒度的煤炭分别装车外运。 第九章矿井生产系统 3、设有洗选厂的地面生产系统 煤炭除含有可用的可燃物外，还含有一些 有害的杂质，如灰分、水分、硫分、鳞分等。 因此需将原煤进行机械或化学加工，除去 杂质并加工成一定质量规格的产品，所以要 设置洗选厂。 在洗选厂内设有筛分和洗煤等主要工

4、艺 过程。 第九章矿井生产系统 二、地面工业场地的布置 一般以主井、副井及铁路装车站为布置中心。 1、井架或井塔 井架，高几十米，竖立在井筒上，用于支托天 轮。绞车房设于井架旁。井塔（矿井不在地面建立 绞车房，直接将提升机安装在井架顶端。） 主井井架内设有卸煤设备；副井井口有窄轨铁路。 第九章矿井生产系统 2、铁路装车站 车站设有煤仓、储煤场、材料场。 用来装卸调度煤炭运出、材料设备。 3、行政公共建筑 行政福利大楼、更衣室、领取矿灯、沐 浴室、食堂、保健室等。 第九章矿井生产系统 4、排矸系统 5、其他 变电所、机修厂、压风机房、锅炉房、 蓄水池、沉淀池、水泵房等 第九章矿井生产系统 第二节

5、 煤炭的加工与利用 目前我国煤炭洗选加工量不到总产量的40%， 大部分煤炭直接燃烧，造成了对环境的严重污染。 一、煤炭的洗选加工 包括筛分、洗选、成型。主要目的是去除灰分、 脱硫等，提高煤质。 1.筛分 按块度分成大块、中块、小块、粒煤和末煤。 目的：分成粒级，剔除矸石杂物 工具：各种各样的筛子 第九章矿井生产系统 2.煤炭洗选 目的：出去矸石或其他杂质。 方法：跳汰机法、重介质法、浮选法。 跳汰机法，原理是将煤放入水中，经过 外力（机械力）使水流产生上下脉动。从而 把煤与矸石分开。适应于粒度为0150mm 的煤炭。 第九章矿井生产系统 重介质法 选用的介质密度大于煤而略小于矸石。从 而煤将浮

6、在介质中，从而与矸石分开。 该方法可在较大的相对密度范围内进行 分离。 第九章矿井生产系统 浮选法 适用于洗选粒度1mm的动力用煤和冶金 用煤。 原理：空气通过细粒煤的水悬浮液，本 质上疏水的煤粒附着于气泡上，并在浆液顶 部形成泡沫。刮取泡沫，便得到煤。 第九章矿井生产系统 2.煤的成型 将粉煤加工成煤球、煤砖、蜂窝煤等。 加粘结剂成型 在粉煤中添加粘结剂后把原煤压制成型煤。 粘结剂：焦炉焦油沥青、石油沥青、亚硫酸盐废液以及黏 土、石灰等。 不加粘结剂成型 靠煤自身具有的粘结性成分在一定的压力挤压下成型。 方法：用风力使疏松的煤粒挤紧、压实成型。 第九章矿井生产系统 二、煤炭的综合利用与深加工

7、 1.煤炭的焦化与气化 焦化：在隔绝空气的情况下，加热煤炭，使之受热分解， 产生焦油、苯类产品和煤气逸出，最后留下焦炭。 煤炭气化是合理利用煤炭的一个重要途径，也是煤炭转 换中热效率最高的方式之一。 气化：焦化与气化同时进行，既产生焦炭又产生煤气。 第九章矿井生产系统 2.煤炭的液化 煤炭的液化是煤炭的深加工技术之一，利用煤 炭液化代替石油是我国研究的主要方向之一。 将煤炭在高温、高压和催化剂作用下，通入氢 气，使之转化成液体燃料。 3.水煤浆（液态燃料） 水煤浆是一种煤水混合物，一般是由灰分很低、 挥发分较高的粉煤加入一定数量的水，再掺少量化 学添加剂而制成的一种液态燃料。 第九章矿井生产系

8、统 第三节 矿井运输与提升系统 运输与提升是煤炭生产过程中必不可少的重要环节。 一、矿井运输 1.矿井运输的任务 运煤炭、运矸石、运人员和设备。 2.矿井运输的特点 紧凑、尺寸下； 耐腐蚀、可靠性高、防爆； 矿井运输设备要求有多种类型； 井下运输流动性强； 便于移动。 第九章矿井生产系统 3.输送机运输 分类：刮板输送机、胶带输送机 刮板输送机：用于采煤工作面和回采巷道的运输，也可用于采 区巷道和掘进工作面的运输。可沿水平巷道，也可沿倾斜巷 道运输。 胶带输送机：主要用于采区平巷、倾角小于17的倾斜巷道、 地面生产系统的煤炭运输、大巷的煤炭运输和斜井运输等。 （1）刮板输送机 刮板输送机主要由

9、机头部、机身部、机尾部、剧板链组 成，如下页图所示。刮板链4绕过机头、机尾链轮，呈闭合 环路在槽内运行；将装在中间溜槽中的煤炭运到机头并卸 下来，回空链在下槽内返回。机头链轮是内电动机经联轴器(或 液力偶合器)、减速器来驱动的。机层链轮可以是主动轮， 也可以是导向轮。 第九章矿井生产系统 第九章矿井生产系统 胶带输送机 刚性机架胶带输送机 分类：固定式、解体移动式 特点：安装于固定的落地机架上，且固定在地 基上。 用途： 固定式，用于矿井地面和斜井的煤炭运输 解体移动式，用于工作地点经常变动的采区巷道。 第九章矿井生产系统 绳架式胶带输送机 用途：在采区上山、下山及集中巷内运输。 特点：以钢丝

10、绳为机架，机身高度可调节， 安装拆卸和调整方便。 第九章矿井生产系统 可伸缩式胶带输送机 v 特点：机身长度可以伸缩，主要由机头、传动装置、 储带装置、收发输送带装置、机身、机尾、输送带和电气挟 制系统等组成。机身为可伸缩部分，机尾为移动部分，其余 为固定部分，不需打基础安装。 第九章矿井生产系统 嵌钢丝绳芯胶带输送机 特点：强度大，铺设距离长，一台可代 替几台普通型胶带输送机。 用途：适用于井下大巷运输与斜井提升。 第九章矿井生产系统 钢丝绳胶带输送机 以钢丝绳作为牵引机构而胶带只起承载作用。 特点：胶带寿命长、运输能力大、运行 阻力小、运输距离长和运输成本低。 主要用途：斜井提升和大巷运输

11、。 倾斜角：向上18度，向下15度。 第九章矿井生产系统 4.轨道运输 轨道 轨道由道砟、轨枕、 钢轨及连接零件等组成。 轨距分600mm和 900mm两种。 轨道坡度：35 ，下坡减少重车消耗 的功率，利于井下流水。 第九章矿井生产系统 矿用车辆 运货、乘人、专用 常用矿车图：右图所 示。 大巷运输矿车分类： 1t、1.5t、3t、5t 第九章矿井生产系统 电机车 按电源不同分类： 直流电机车、交流电 机车。 直流电机车分类： 蓄电池式、架线式 。 蓄电池式由自 身携带的蓄电池组供 电，不需在整个线路 上设置供电线路，主 要有8t、12t两种。 第九章矿井生产系统 架线式由裸线导 体和轨道作

12、为供电回 路，可随时取得电能， 主要有7t、10t、14t。 优点：运输能力 大、运输成本低，一 般在低瓦斯的主要运 输巷道内使用。而高 瓦斯矿井则常用蓄电 池式电机车。 第九章矿井生产系统 5.钢丝绳运输 分类：有极绳运输、无极绳 运输。 有极绳运输（右图a、b所示） 单绳运输（右图a） 采用单滚筒绞车沿倾斜巷道 牵引矿车向上运行，下行时靠本 身自溜运行。 第九章矿井生产系统 双绳运输（图b） 一般采用双滚筒绞车，每个滚筒上各有 一根钢丝绳，每根钢丝绳各挂一组车辆。当 绞车开动后，一根缠绕，则另一根松放，使 一个车组向上运行，另一根自溜向下。 第九章矿井生产系统 无极绳运输 用摩擦轮绞车带动

13、 一条封闭的钢丝绳循环 运转。 适用于井下水平巷 道或倾斜角小于5 20 的上、下山运输 和地面运输 第九章矿井生产系统 6.现代化辅助运输方式 单轨吊车 单轨吊车是用一条吊挂在巷道上空的特 别工字钢作轨道，由具有各种功能的吊挂车 辆连成一个车组，用牵引设备牵引沿轨道运 行。 运距：10002000m，最大3000m。 牵引方式：钢丝绳牵引、机车牵引。 第九章矿井生产系统 牵引方式：钢丝绳牵引、机车牵引。 钢丝绳牵引 组成：驱动装置、牵引车、储绳筒、承载 车、起吊梁、安全自动车、张紧装置、回绳 站、连接装置、轨道等。 第九章矿井生产系统 机车牵引 分类：柴油机牵引、蓄电池牵引 柴油机牵引装置：

14、柴油机车、承载车、起 吊梁、安全制动车、悬吊装置、连接装置、 轨道、道岔等。 第九章矿井生产系统 无轨胶轮车 以防爆柴油机或蓄电池为动力，利于脚 轮在巷道地板自由运行，不用铺设轨道。 特点：机动灵活、适应性强、载重大、 速度快。 第九章矿井生产系统 二、矿井提升系统 1.矿井提升系统及提 升设备 竖井罐笼提升系统 罐笼：升降人员、提 升或下放物料。有单、 双层。设有断绳保险器。 罐道：在井中沿一定 轨道运动，避免和减少 罐笼在井筒中摆动。 天轮与井架：建在井 口上，为钢筋混凝土结 构建筑，高度20m 40m。 第九章矿井生产系统 竖井斗箕提升系统 作用：提升煤炭。 第九章矿井生产系统 斜井斗箕

15、提升系统 用于倾斜角大于25 的斜井。 运煤列车通过1将煤卸 入2，操纵3将煤装入4。 另一箕斗在地面栈桥6 上通过卸载曲轨7将箕斗打 开，把煤卸入煤仓8中。 两箕斗通过10后缠绕并 固定在提升机的滚筒上，靠 其旋转带动箕斗在井筒5中 往复运动，完成提升。 第九章矿井生产系统 斜井串车提升系统 作用：主提升系统或兼顾辅助提升。 一般用于小煤矿的斜井提升系统。 第九章矿井生产系统 2.提升钢丝绳 构造：一定数量的细钢丝，直径0.4 4mm，捻成绳股，再由若干股围绕绳芯捻成。 绳芯作用：储存绳油，减少磨损、防治 生锈、减少接触应力、增加柔性。 分类: 圆股绳：用于单绳缠绕式提升机 三角股绳：用于摩

16、擦轮提升 椭圆股绳:用于摩擦轮提升 第九章矿井生产系统 3.矿井提升机 按滚筒构造特点分类： 单绳缠绕式、多绳摩擦式。 单绳缠绕式 用处：中小型矿井的竖井、斜井中使用。 分类：单滚筒提升机、双滚筒提升机。 工作原理：一端固定，另一端绕过井架的 天轮悬挂提升容器，利用滚筒转动方向不同， 将钢丝绳缠上或放松来完成提升任务。 第九章矿井生产系统 多绳摩擦式 特点：靠钢丝绳与摩擦轮之间的摩擦力传 动。 优点：安全可靠、体积小、适用于深井提 升。 第九章矿井生产系统 第四节 矿井供电与排水系统 一、矿井供电系统 1.煤矿对供电的要求及负荷分类 要求： 供电可靠性 要求不间断供电。 线路:采用独立的双回路

17、供电线路，当一路 出停止工作时，另一电源自动供电。 第九章矿井生产系统 分类： 一类用户 矿井主要通风机、主排水泵、副井提升机，采用双回路 线路进行供电。 二类用户 大型煤矿：矿井运输、主井提升设备，采用双回路供电 或环式供电线路供电。 中小型煤矿：一般采用单回路的专用供电线路。并备用 一定数量的变压器、电缆等供电设备，以便及时更换。 三类用户 机修厂或生活福利设施等，不需要备用供电设备。 第九章矿井生产系统 供电安全 采取防爆、防触电、过负荷及过流保护措施。 煤矿井下有水、火、瓦斯、煤层以及顶板5大自然 灾害存在，并且在井下有着空间狭小、空气潮湿、 电气设备移动频繁、负荷变化大等持点，容易发

18、生 触电或由电火花引起的瓦斯、煤尘爆炸。为保证煤 矿井下达到安全生产，在我国煤矿井下采取了变压 器中性点不接地系统，以及对电气设备采用加装过 电流、接地和漏电保护等安全措施。 第九章矿井生产系统 2.煤矿的电源及电压的等级 煤矿供电系统 井下供电形式：深井供电、浅井供电。 方式取决于井田范围、煤层埋藏深度、 矿井年产量、开采方式、井下涌水量、机械 化和电气化程度。 深井供电方式：井下所有用电设备有敷 设在副井井筒内的高压电缆供电，通过井下 中央变电所向各采区变电所配电，由采取变 电所降压后分别输送到各个机械设备上去。 第九章矿井生产系统 浅井供电方式： 特点是井下不设变电所，井底车场附近 的用电设备有敷设在副井井筒的低压电缆供 电。 第九章矿井生产系统 煤矿地面变电所 任务：把高压电变为6KV，然后向地面 提升、通风、动力供应及地面照明设备输送 电源，且至少应有两条以上6KV的高压电缆 向井下供电。 第九章矿井生产系统 井下中央变电所 设在井底车场附近。 将6KV降到380V（或660V、114