第五章辅助运输设备.

1、第五章 辅助运输设备第一节 概 述一、辅助运输的任务、特点及其设备的类型 辅助运输设备是在矿井内运送矸石、材料、设备和人员的设备。任务?使用综采机组的工作面，辅助运输是一个重要环节,因为综采机组调换工作面时，整件重量大，运量大，要求占用时间短，采用合适的运输设备，可缩短机组调换工作面占用的时间，对提高煤炭产量及机组的利用率有重要意义。辅助运输的特点是： 运输线路随工作地点的延伸(缩短)或迁移而经常变化； 运输线路水平和倾斜互相交错连接； 工作地点分散，使得运输线路环节多、分支多； 待运物料品种繁多，形状各异；井下巷道空间受限制，有沼气和煤尘，需用防爆设备。特点?多样性 辅助运输的上述特点，决定

2、了辅助运输设备的类型具有多样性。 除了过去常用的矿用绞车(缠绕式和无极绳)、调度绞车、电机车和平板车、材料车外，目前又出现了许多先进的辅助运输设备，如单轨吊车、卡轨车、粘着齿轨单轨吊车、卡轨车、粘着齿轨机车、胶套轮机车、无轨运输车机车、胶套轮机车、无轨运输车(轮胎式或履带式)等。多样性二、国外辅助运输发展简介 (一)辅助运输设备及其发展 美国、德国、俄罗斯、英国、法国、捷克等国为了解决辅助运输机械化问题，研制出先进的辅助运输设备并在井下使用，并已逐步充实和完善。这就较好地解决了煤矿辅助运输不配套的难题，对煤炭产量的提高起到了积极的作用。在这些国家中，解决辅助运输的关键是大力推广行之有效的先进辅

3、助运输设备。其中以单轨吊车和卡轨车的使用最为普遍。 (二)国外辅助运输发展的主要方向 尽管国外已经基本解决煤矿辅助运输机械化的问题，但是运输环节仍然是构成采煤工耗的最主要因素。为了进一步提高工效、降低成本，还需对整个运输系统进行改革，从技术、安全、经济各方面谋求最合理的解决方案。 国外主要产煤国对辅助运输存在的主要问题及其发展途径的看法是一致的，即降低辅助运输的劳动强度和提高辅助运输设备的效率。国外辅助运输主要研究和发展方向有以下几个：(1)井下材料、设备和人员的运输设备的研制，特别注意采区辅助运输设备的研制；(2)对于供料地点到井下用户运输线路中转载点最少的运输系统和设备的研制；(3)对辅助

4、材料不经转载直接运到用户的合理组织和最佳运输路线方案的研究； (4)完善运输辅助材料的有轨运输设备，增加专用的辅助运输设备 (5)为扩大自行矿车(胶轮运输车)的使用范围，必须改进它的结构，减小外形尺寸，提高通过能力和研制不污染矿井大气的动力源； (6)进一步完善单轨吊车和卡轨车，使其具有更大的适用性。辅助运输设备视频钢丝绳运输n有极绳运输n无极绳运输 无极绳绞车 无极绳绞车1n架空乘人装置 架空乘人装置n 辅助运输视频1 辅助运输视频2单轨吊车视频第二节 单轨吊车一、概述 单轨吊车的轨道是一种特殊的工字钢，工字钢轨道悬吊在巷道支架上或砌镟粱、锚杆及预埋链上。单轨吊车运输是将材料、设备等通过承载

5、车或起吊梁悬吊在巷道顶部的单轨上，由单轨吊车的牵引机构牵引进行运输的系统。 单轨吊车是煤矿井下，尤其是在采区上、下山和工作面平巷内用来运送材料、设备和人员的先进辅助设备之一。 单轨吊车运输运距一般为10002000m，最大可达3000m。 运行速度为：运人为l.52m/s；运料和设备为22.5m/s，有时高达4.5m/s。性能?(一)单轨吊车的分类及其组成 单轨吊车按牵引方式的不同，可分为钢丝绳牵引和机车牵引两大类，而机车牵引方式又可分为防爆净化柴油机车和蓄电池机车牵引两种。 钢丝绳牵引单轨吊车主要由驱动装置、牵引车、储绳筒、承载车、起吊梁、安全制动车、张紧装置、回绳站、悬吊装置、连接装置、轨

6、道等部分组成，如图5 5一一l l。 柴油机车牵引单轨吊车主要由柴油机车、承载车、起吊梁、安全制动车、悬吊装置、连接装置、轨道、道岔等部分组成。 按牵引方式可分为?(二)单轨吊车的工作原理及其适用条件 绳牵引单轨吊车的工作原理与机车牵引绳牵引单轨吊车的工作原理与机车牵引不同，前者为摩擦传动，后者为粘着驱动。不同，前者为摩擦传动，后者为粘着驱动。 绳牵引就是用无极绳绞车牵引，通过牵引钢丝绳与驱动轮之间的摩擦力来带动钢丝绳运行，从而牵引单轨吊车沿单轨轨道往复运动，图5252所示为绳牵引单轨吊车工作原理图。牵引原理 图5-2 绳牵引单轨吊车工作原理图 1摩擦轮； 2钢丝绳；3牵引车； 4制动车； 5

7、集装箱；6回绳轮；7张紧装置r单轨吊车工作原理： 牵引钢丝绳2绕过摩擦轮1后，一端固定在牵引车3上，钢丝绳另一端绕经张紧装置7后，再绕过换向轮6，固定在牵引车下方的卷绳筒上。钢丝绳两端固接好之后，由张紧装置将钢丝绳拉紧，使钢丝绳具有一定的初张力靠S后启动电动机，带动液压泵运转，液压泵排出的高压油输送到牵引绞车的液压马达上，从而驱动牵引绞车的摩擦轮运转，使无级绳和挂在钢丝绳上的运输吊车作往复运动。它与一般无极绳牵引的不同之处是用牵引车来固定牵引绳的两端，即牵引钢丝绳的一端固定在牵引车上，另一端固定在牵引车下方的卷绳筒上，目是为了方便地调节运输距离。 机车牵引的单轨吊车由机车产生牵引力带动列车组沿

8、单轨运行,其牵引力即粘着力是由一定数量的配有耐磨胶圈的成对的驱动轮通过液压或机械方式压紧在单轨的腹板上而产生的，它与机车本身自重无关。 为了防止驱动轮打滑。牵引力F应根据下式计算：nfRF2式中：R为加在驱动轮上的力；f为轨道与驱动轮耐磨胶圈接触面的摩擦因数；n为成对驱动轮的数量，根据需要可取14。单轨吊车的适用条件： (1)单轨吊车挂在巷道顶板上或支架上运送负载，不受底板变形(底鼓)及巷道内物料堆积影响，但需要有可靠的吊挂承载装置。吊挂在拱形或梯形钢支架上时，支架应装拉条加固，用锚杆悬吊时，每个吊轨点要用两根锚固力各为60kN以上的锚杆。巷道断面要大于或等于7m2。 (2)可用于水平和倾斜巷

9、道运输。用于倾斜巷道运输时，机车牵引单轨吊车，坡度要小于或等于18，最佳使用坡度为12以下，国外最大达。绳牵引单轨吊车坡度要小于或等于25，国外最大达45。最大单件载重达12-15t，最小曲率半径水平为4m，垂直为10m。 (3)机车牵引单轨吊车具有机动灵活的特点，一台机车可用于有多条分支巷道运送物料、设备和人员，可实现不经转载直达运输，不受运程限制，绳牵引单轨吊车在弯道上需装设大量绳轮，而且不能进分支岔道。运距一般为12km。 (4)柴油机单轨吊车排放的气体有少量污染和异味，因此，使用巷道要有足够的风量来稀释柴油及排放的有害气体，使其达到无损害健康的程度。 (5)蓄电池单轨吊车的主要问题是受

10、到蓄电池的能重比的限制，功率偏小，自重较大。 适用于功率不大、自重较轻、牵引力较小、通风较差、硬度不大的掘进巷道里运送材料和人员。最大优点是没有柴油机的污染问题。 单轨吊车运输不论运距长短和运量大小，都必须有一个相互配套的完整系统。这个系统主要由巷道条件、轨道性能、悬吊结构、配套设备、辅助设施等主要部分组成。这个系统应具备的技术条件有： 满足运输设备的巷道断面和坡度； 可靠的巷道支护和轨道吊挂； 可供选择的主机和配套设备； 合理的巷道布置和为运输服务的辅助设施。 (三)单轨吊车适输的主要优缺点1优点： (1)采用柴油机(或蓄电池)单轨吊车运输，运行机动灵活，一台机车可以在多变坡、多道岔、多支线

11、巷道中不经转载实现连续直达运输，运行阻力小、速度快、效率高、用人少、轨道钢材量比普通轨明显减少。 (2)适用于坡度小于18的上、下斜巷运输(绳牵引坡度可达25)，牵引力大。在10坡道上可载重15t(绳牵引可更大)。通过弯道半径水平为4m，垂直为10m。(3)轨道吊挂在顶板或支架上，载重运行不受巷道底板变形、积水或物料堆积影响。(4)装卸、起吊、运输全部操纵由液压起吊梁实现，劳动强度低，装卸速度快，工作制动、停车制动、紧急制动三套制动设备齐全，运行安全可靠。 2.缺点 (1)要有可靠的单轨悬吊装置，对于拱形或梯形支架应有相应的加固措施。锚喷巷道要在顶板安装锚固力达8t以上的两根锚杆悬吊。 (2)

12、柴油机单轨吊车排出的废气有少量污染和异味。因此，除机车自身净化外，对巷道要适当加强通风，按一条巷道内同时运行机车的功率大小确定风量。 第三节 卡轨车一、概述(一)卡轨车系统的基本组成及工作原理 卡轨车系统主要由轨道装置、卡轨车车辆及牵引控制设备三部分组成。图510所示是钢丝绳牵引的卡轨车系统。卡轨车的牵引方式有液压绞车的钢丝绳牵引，也有内燃机、蓄电池和电机车的机车牵引。卡轨车的轨道，多用槽钢制成，槽钢轨与轨枕固定在一起形成梯子道，长3m或6 m。用快速装置联接安装在底板上，不铺道渣就成卡轨车的运行轨道。组成、分类 卡轨车的轨道结构和车辆行车结构使得卡轨车对煤矿井下的工作条件具有很强的适应性。

13、突出特点是：载重量大；爬坡能力强；允许在小半径的弯道上行驶，可有效防止车辆掉遭和翻车；轨道的特殊结构允许在列车中使用闸轨式安全制动车，可防止列车超速和跑车事故。 卡轨车是目前矿井运输中较理想的辅助运输设备，它能安全、可靠、高效地完成材料、设备、人员的运输任务，是现代化矿井运输的发展方向。 突出特点？（结合表5-5到5-7）(二)卡轨车的主要类型、特点及使用条件 卡轨车首创于德国，目前美国、俄罗斯、英国、法国都在研制和使用。纵观国外卡轨车的发展，20世纪60年代初随着综合机械化采煤的发展，传统的运输方式愈来愈不能满足现代化的开采需要，首先发展了钢丝绳牵引的卡轨车。70年代初又发展了柴油机牵引的卡

14、轨车，最近十年以蓄电池为动力的蓄电池卡轨车也得到了发展。随着我国煤炭工业的发展，对煤矿辅助运输机械化也越来越重视，国内科研人员已研制出适合我国国情的KCY6900和F1型两种系列的钢丝绳牵引卡轨车。石煤第四节 其他类型辅助运输设备简介一、胶套轮机车和粘着齿轨机车(一)胶套轮机车 普通机车的爬坡能力小，一般只有23，为了增大爬坡能力，使机车能够安全可靠地在起伏不平的巷道(采区巷道)中运行而发展了胶套轮机车。胶套轮机车系统是在使用普通钢轨的基础上，将机车的钢轮套上一个橡胶圈套作轮缘踏面。同时，在机车制动系统中加装新型制动闸，以有效地加大机车牵引力和制动力。胶套轮机车可在57以下的坡度运行。胶套轮蓄

15、电池机车的适用条件： 胶套轮机车是借自重与胶轮的粘着力牵引和制动的，因而在上下坡时，直接受到机车自重的制约，再加上普通轨的轨面较窄，胶轮的比压有限，因此，这种机车只能适用于在5以下轨道上运行。用于沿煤巷掘进的起伏不定的巷道，是比较理想的掘进配套运输设备。也可以作为大巷和上下山齿轨机车系统的接力延伸系统。(二)粘着齿轨机车 齿轨机车系统是除两根普通钢轨外加装一根平行的齿条作为齿轨，而在机车上除了车轮作粘着传动牵引外，另外增加l2套驱动齿轮及制动装置，驱动齿轮与齿轨啮合，以增大牵引力和制动力，机车在平道上沿普通轨道用粘着力高速牵引列车。在坡道上机车可以较低的速度通过驱动齿轮与齿轨啮合，加上机车粘着

16、力共同牵引(以齿轮为主)，或单用齿轮系统牵引。如果轨道不是一般的钢轨，而是采用槽钢，则为齿轨/卡轨机车。普通轨加装卡轨装置也可成为齿轨/卡轨机车。 齿轨/粘着机车适用于下列条件： (1)可用在近水平煤层以盘区开拓方式的矿井中，实现大巷上下山采区平巷轨道一条龙运输，可满足一般矿井运送材料和人员的要求。 (2)轨道需加固，选用钢轨不得小于23 kg/m，轨距为600914mm。齿轨是特殊的弹簧矮齿轨。 齿轨机车自重大、造价较高，约比普通机车高12倍，齿轨约比普通轨道造价高2倍。二、无轨运输车 无轨运输车又称无轨胶轮车，英美称之为“自由驾驶车”，俄罗斯则称之为“自行矿车”。它是近10年来发展较快的一

17、种运输设备，无轨运输车是一种以柴油机、蓄电池为动力，不需专门轨道使用胶轮在道路上自动行驶的车辆。这种车辆是在铲运车(LHD)基础上演变而来的。目前，国外无轨采矿的比例约占冶金开采的2/3以上，全世界拥有的LHD设备产品型号多达245种以上，运输能力为0.617.69t，功率为30-400马力。无轨运输车适用条件： (1)适用于储层较浅、倾角不大的近水平煤层的矿井，最理想的是采用12左右的副斜井，用这种运输车从地面到采区直接运送人员、材料、设备和矸石。 (2)由于采用铰接车身，前部为牵引车，后部为承载车，可以在很小的曲率半径(36 m左右)转弯，能够在起伏不平的巷道底板上自由驾驶，可整运27t重

18、的液压支架，一车最多可运40人，一车可运煤矸1420t，在20s内自卸完毕。 (3)这种运输车有快速更换系统，司机在驾驶室里，在l2min内可更换各种用途的车辆，实现一机多用。 (4)这种车辆一般车体较宽(1.53m)，行驶巷道两侧需要有不小于220300mm的间隙，因而需要巷道尺寸较宽，且最好是无棚腿支护，如锚杆支护、锚喷支护巷道。底板最好是砂岩或砂页岩较完整的底板条件。有淋水时，需降低使用坡度。底板较软或破碎时，需经常铲平清理，有的甚至需加打混凝土路面，需要有技术熟练的司机驾驶，以保证安全快速地正常运行。z 无轨运输车辆作为一种新型的运输工具，它有着许多潜在的优点： 能减少转载环节；使用灵活，通过能力大，机动性强，初期投资少。特别是铲运车(LHD)，不仅可以用于煤炭运输和巷道掘进，而且还可以用来运送人员和材料，以及进行其他维修服务工作。 第五节 辅助运输系统的配套形式 我国煤矿辅助运输比较落后，尤其是以采区内各环节最为薄弱，如果只按某一种配套形式来实现辅助运输机械化是不合理的，也是不可行的，应该根据不同的地质条件和生产条件等因素，选用不同形式的系统配套方式，以发挥在多环节的各种设备的优点。 下面给出几种辅助运输系统的配套形式，供参考。(一)绳牵引卡轨车单轨吊车的