煤矿运输系统讲座

矿山运输与提升设备第一章矿井运输介绍第二章矿井主要运输方式及设备一、刮板输送机二、带式输送机三、立井提升系统第三章软启动方式目录矿井运输介绍13矿井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矿井提升和运输系统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矿井提升和运输系统分类

我国煤炭储量居世界前列，原煤年产量从1949年的3200万吨到2012年的36.6亿吨，成为世界第一产煤大国，煤炭在今后相当长时期内仍是我国的主要能源。

矿井运输与提升是煤炭生产过程中重要的生产环节。从井下采煤工作面采出来的煤炭，只有通过矿井运输与提升将其运输到地面，才能加以利用。6提升设备在矿井生产中的作用矿井运输与提升在矿井生产中担负着以下任务：一、将工作面采出的煤炭运送到地面装车站；二、将掘进出来的矸石运往地面矸石场或矸石综合加工厂；三、将井下生产所必需的材料、设备运往工作面或其他工作场所；四、运送井下工作人员。可以说，矿井运输与提升是矿井生产的“动脉”与“咽喉”，其设备在工作中一旦发生故障，将直接影响生产，甚至造成人身伤亡。此外，矿井运输与提升设备的耗电量很大，一般占矿井生产总耗电量的50%-70%。因此，合理选择、使用、维护这些设备，使之安全可靠、经济高效地运转，对保证矿井安全高效地生产，提高煤炭企业经济效益，具有重要的意义。提升设备在矿井生产中的作用矿井主要运输方式及设备28第一节刮板输送机910一、刮板输送机

（一）刮板输送机的基本组成、工作原理

工作原理：.图1-111（二）刮板输送机类型.刮板输送机按机头卸载方式和结构按单电动机额定功率大小90°转弯刮板机端卸式按中部槽布置方式和结构按刮板链的数目和布置方式侧卸式敞底式封底式并列式.中双链中单链边双链.重型(P>=90Kw)轻型（P<=40KW）中型(40<P<=90Kw)12（三）刮板输送机的适用范围及特点13二、刮板输送机结构特点及功能分析

（一）机头部141、机头架152、链轮组件163、驱动装置173、驱动装置

1）减速器183、驱动装置

2）联轴器19

（二）机尾部2021

（三）中间部

1、溜槽22

（三）中间部

1、溜槽23

（三）中间部

1、溜槽24

（三）中间部

2、刮板链1）刮板25

（四）附属装置

附属装置主要包括铲煤板、挡煤板、紧链装置和推移装置等

1、紧链装置

1）电动机反转式紧链装置

①摩擦轮紧链器

②闸盘紧链器

2）液压马达紧链器

262、推移装置及锚固装置27三、刮板输送机的选型计算

刮板链强度的验算第二节带式输送机28带式输送机29一、带式输送机的结构带式输送机由：1、胶带2、传动滚筒3、改向滚筒（拉紧重锤滚筒）4、电动机5、减速机6、上托辊7、下托辊8、下调整托辊9、缓冲托辊10、弹簧清扫器11、尾部清扫器12、逆止器13、导料槽14、拉紧装置15、支架（包括头部、尾部、中间）以及其它部件组成。二、带式输送机工作原理：胶带绕经主动滚筒和尾部改向滚筒形成一个无极的环形带，上下段胶带都支承在上下托辊上，拉紧装置给胶带以正常运转所需要的张紧力。工作时主传动滚筒通过它与胶带之间的摩擦力带动胶带运行，煤等物料在胶带上和胶带机一起运动。带式输送机30三、带式输送机主要部件：（一）输送带：在带式输送机中，输送带既是承载的构件，又是牵引构件，用来载运物料和传递牵引力。输送带是带式输送机中最重要也是最昂贵的部件，输送带的价格约占输送机总投资的30％－40％左右。1、输送带的分类：一般分为织物芯胶带和钢绳芯胶带。2、输送带类型：1）多层芯输送带2）整编芯输送带3）钢绳芯输送带4）波状挡板边输送带带式输送机31（二）、托辊1、托辊的作用：托辊是支承输送带和输送带上的物料重量，减少输送带的运行阻力，并使其垂度不超过一定的限度，以保证输送带沿着预定的方向平稳地运行。2、托辊的基本要求：托辊的质量好坏影响胶带的使用寿命、胶带的运行阻力。托辊的维修或更换费用是带式输送机营运费用的重要组成部分。因此其基本要求是：经久耐用、转动阻力小、托辊表面光滑、径向跳动小、密封装置能可靠的防尘、轴承能得到很好的润滑、自重较轻、尺寸紧凑’。带式输送机32

3、托辊的分类：按材质可分为无缝钢管托辊和塑料托辊；按用途可以分为槽形托辊、平行托辊、V型托辊、缓冲托辊、深槽型托辊、调偏托辊等五种。1）槽形托辊用于支撑重载段输送带，有固定和铰接式两种，前者用于固定式输送机，后者用于可拆卸移动式输送机。其槽形角为30°，35°。各托辊间距一般为1.2m，1.5m。

35º槽型托辊带式输送机33

2）平行托辊和V形托辊用于支撑空载段输送带，各托辊间距一般为3m,V形托辊具有防跑偏作用，一般隔数个平行托辊放置一个V形托辊，槽形角一般为10°。平行下托辊V形托辊带式输送机34

3）缓冲托辊：

它装在输送机的装载处，用于缓冲货载对输送带的冲击。与槽形托辊的结构相同，只是在管体外部加装阻燃橡胶圈。缓冲托辊35º缓冲托辊带式输送机35

4）深槽形托辊：

用于倾角为25°左右的大倾角带式输送机，支撑重载段输送带。常用双排4辊结构深槽形托辊带式输送机36

5）调偏托辊：

它具有防止和纠正输送带跑偏的作用，主要用于固定式输送机。重载段一般每隔10组上托辊放置一组回转式槽形调偏托辊，回空段每隔6~10组下托辊放置一组回转式平行调偏托辊。带式输送机37（三）驱动装置：

1、驱动装置的布置形式：1）按驱动装置的布置位置分，有头部驱动、头尾部驱动和中间多点驱动三种类型。

2）按驱动滚筒的数量分，有单滚筒、双滚筒及多滚筒驱动三种。3）按驱动单元的配置分，每个驱动滚筒可配置一个或两个驱动单元，一个驱动单元也可以同时驱动两个驱动滚筒。2、驱动滚筒驱动滚筒有光面、包胶和铸胶3、驱动单元类型：目前常用的可控驱动装置有：变频调速装置、液力调速装置和CST可控驱动装置变频调速装置和CST在第三章进行单独讲解。

带式输送机38（四）拉紧装置：

1、拉紧装置的作用：1）保证输送带具有足够的张力，使驱动滚筒与输送带间产生足够的摩擦牵引力；

2）限制输送带在两托辊间的垂度，使输送机能正常运行。

2、拉紧装置的类型：拉紧装置自动式固定式螺旋式拉紧装置：重力拉紧装置固定绞车拉紧装置自动电绞车拉紧装置自动液压绞车拉紧装置重锤式重载车式带式输送机3940（五）制动装置：

1、制动装置的作用：1）正常停机，即输送机在空载或满载情况下停车时，能可靠的制动住输送机；

2）紧急停机，即当输送机工作不正常或发生紧急事故时对输送机进行迅速而又合乎要求地紧急制动。2、制动装置按工作性质分为制动器和逆止器，前者用于输送机的停车，后者用于上运输送机在停机时防止其倒转。逆止器滚柱逆止器非接触式逆止器制动器电动液压推杆制动器盘式制动器41图2-34盘型闸制动器逆止器制动器42（六）清扫装置：

1、清扫装置的作用：清扫输送带表面的黏着物，如煤粉等，防止黏结在滚筒表面，引起输送带磨损、跑偏、电动机功率不平衡等。2、清扫装置分为头部清扫器和回空载段清扫器。43（七）保护装置与监控技术：

1、打滑保护装置2、超速保护装置（七）保护装置与监控技术：

3、跑偏保护装置2、纵向撕裂保护装置4445四、带式输送机的选型计算

（一）输送能力与输送带宽度的计算以使用3节槽形托辊为例，输送机的输送能力为：46（二）运行阻力的计算

1、直线段运行阻力：（Wzh

表示输送带在重载段的运行阻力，Wk

表示回空载段的运行阻力）47

2、曲线段运行阻力：曲线的运行阻力包括输送带绕经滚筒时的弯曲阻力和滚筒轴承的摩擦阻力。48（三）输送带张力的计算以下图为例，介绍输送带张力计算的一般方法。

1、S4与S1的关系：

1）利用“逐点计算法”列出驱动滚筒相遇点张力S4与分离点张力S1的关系

S4=S1+Sk+W2~3+Wzh

式中Wzh、Wk---输送带重载段和空载段运行阻力；W2~3---输送带绕经改向滚筒遇到的阻力

2）按摩擦传动条件并考虑摩擦力备用问题找出S4与S1的关系

2、求S4与S1的值：将以上两公式联立可求得S4与S1的值，同时也可得各点的张力。

49

3、输送带悬垂度验算：

为使带式输送机运转平稳，输送带在2组托辊间悬垂度不应过大，以免产生冲击和散料，

输送带的垂悬度与其张力有关，张力越大，垂度越小，反之亦然。输送带张力与垂悬度的

关系如图所示：

重载段输送带允许最小张力：

空载段输送带允许最小张力：

50五、带式输送机典型故障与分析51五、带式输送机典型故障与分析五、带式输送机典型故障与分析52第三节矿井提升系统53矿井提升系统由于井筒条件（立井或斜井）及选用的提升容器和提升机的类型不同，可组合各种不同的矿井提升系统。较常见的有：（1）立井单绳缠绕式箕斗提升系统（2）立井单绳缠绕式罐笼提升系统（3）立井多绳摩擦式箕斗提升系统（4）立井多绳摩擦式罐笼提升系统（5）斜井箕斗提升系统（6）斜井串车提升系统54矿井提升设备主要组成部分：提升容器、提升钢丝绳、提升机及拖动控制系统、井架、天轮及装卸载设备等。提升机钢丝绳盘式制动器操作台液压站电控柜提升容器竖井斜井主井—箕斗底卸式箕斗侧卸式箕斗副井—罐笼凿井时期—吊桶普通罐笼翻转罐笼箕斗后壁卸载式箕斗翻转式箕斗矿车人车翻转式箕斗提升容器是直接装运煤炭、矸石、人员、材料及设备的工具。提升系统组成一、普通罐笼及其承接装置

（一）普通罐笼

1、立井多绳罐笼型号标记.图1－5单绳普通罐笼结构图罐体的节点采用铆焊结合的形式。罐体的四角为切角形式，这样既有利于井筒布置，制作又方便。罐笼顶部设有半圆弧形的淋水棚和可打开的罐盖，以供运送长材料。罐笼两端装有帘式罐门。为了将矿车推进罐笼，罐笼底部铺设有轨道。为了防止提升过程中矿车在罐笼内移动，罐笼底部还装有阻车器及自动开闭装置。在罐笼上装有罐耳及橡胶滚轮罐耳，以使罐笼沿装设在井筒内的罐道运行。罐体：.

（二）防坠器防坠器：是罐笼上的一个重要组成部分，为了保证升降人员的安全。《煤矿安全规程》第332条规定；“升降人员或升降人员和物料的单绳提升罐笼(包括带乘人间的箕斗)，必须装置可靠的防坠器。”防坠器的作用：当提升钢丝绳或连接装置断裂时，可以使罐笼平稳地支承到井筒中的罐道或制动绳上，避免罐笼坠入井底，造成重大事故。防坠器的工作过程：当发生断绳时，开动机构动作，通过传动机构传动抓捕机构，抓捕机构把罐笼支承到井筒中的支承物上(罐道或制动绳)，罐笼下坠的动能由缓冲机构来吸收。

（三）承接装置形式：罐笼的承接装置有承接梁、罐座及摇台三种形式。承接梁：是最简单的承接装置，只用于井底车场，且易发生蹲罐事故。罐座：是利用托爪将罐笼托住，故可使罐笼的停车位置准确。摇台：是由能绕转轴转动的两个钢臂组成，如图1-9所示。它安装在通向罐笼进出口处。老矿井一般井口用罐座，井底用承接梁，中间水平用摇台，但在新矿井中多采用摇台。摇台的应用范围很广，井底、井口及中间水平都可使用，特别是多绳摩擦提升必须使用摇台。由于摇台的调节受摇臂长度的限制，因此对停罐准确性要求较高，这是摇台的不足之处。二、箕斗及其装载设备

（一）立井箕斗

我国煤矿立井广泛采用固定斗箱底卸式箕斗，老矿井普遍采用扇形闸门底卸式箕斗，新建矿井多采用平板闸门底卸式箕斗。

1、立井多绳箕斗型号标记

（二）箕斗装载设备箕斗装载设备采用预先定量的装载方式，其撒煤量大大降低。定量装载方式还能保证提升工作的正常化，有利于实现提升自动化。国内外广泛采用的定量装载设备有定量斗箱式和定量输送机式两种。三、提升容器的向导装置

提升容器在井筒内运行需设导向装置，提升容器的导向装置(罐道)可分为刚性和挠性两种。挠性罐道采用钢丝绳，刚性罐道一般用钢轨、各种型钢和方木，方木现已被淘汰。钢罐道的形式有钢轨罐道和用型钢焊接而成的矩形组合罐道。钢轨罐道的主要缺点是侧向刚度小，易造成容器横向摆动。刚性组合罐道的截面是空心矩形，一般由槽钢焊接而成。国外也有采用整体轧制型钢的。其主要优点是：侧向弯曲和扭转强度大，罐道刚性强，可配合使用摩擦系数小的橡胶滚动罐耳。这种罐道使容器运行平稳，罐道与罐耳磨损小，因此服务年限长。近年来国内外使用这种罐道的矿井逐渐增多，尤其是在终端负荷和提升速度都很大时，使用这种罐道更为合适。钢丝绳罐道与刚性罐道相比具有安装工作量小、建设时间短、维护简便、高速运行平稳、无罐道梁可适当减小井壁厚度、通风阻力小等优点。但使用钢丝绳罐道时，容器之间及容器与井壁之间的间隙要求较大，因此就必须增大井筒净断面积，且使井塔或井架的荷重增大，这些都限制了钢丝绳罐道的使用。特别是当地压较大，井筒垂直中心线发生错动．甚至井筒发生弯曲时，不能采用钢丝绳罐道，此时应采用刚性罐道。提升钢丝绳钢丝绳由丝股绳先由钢丝捻成绳股，再由绳股捻成绳。一、钢丝绳的结构、类型、特性及应用

（一）钢丝绳的结构1.钢丝材料：采用优质碳素结构钢，直径为0.4－4mm,抗拉强度为1400～2000MPa。按抗腐蚀能力分：镀锌钢丝和光面钢丝。按韧性标志分为：特号、Ⅰ号和Ⅱ号三种。2.绳股

钢丝绳绳股最多为34股，采用较多为6股和18股。绳股有圆股和异型股之分。3.绳芯

钢丝绳的绳芯主要有纤维绳芯和金属绳芯。绳芯的作用：（1）支持绳股。（2）使绳芯富于弹性，抵抗冲击，以缓和弯曲应力。（3）绳芯可贮存润滑油，减少钢丝间的相互摩擦。

（二）钢丝绳的类型、特性及应用

由于钢丝绳中股数、捻向、捻距以及绳股中钢丝数目、直径、断面形状和排列方式不同，提升钢丝绳可以分很多类型。1.按股内各层钢丝间的接触情况分类

（1）点接触钢丝绳。（2）线接触钢丝绳。（3）面接触钢丝绳。2.按股在绳中的捻向分：（1）左捻绳：股在绳中按左螺旋方向捻绕。（2）右捻绳：股在绳中按右螺旋方向捻绕3.按丝在股中和股在绳中捻向的关系分：（1）交叉捻（逆捻）；丝在股中的捻向和股在绳中的捻向相反。（2）同向捻（顺捻）：丝在股中的捻向和股在绳中的捻向相同。4．按绳股的断面形状分类（1）普通圆形股。绳股断面为圆形。（2）异形股。绳股断面形状为三角形或椭圆形。5、特种钢丝绳（1）多层股不旋转钢丝绳。（2）密封钢丝绳和半密封钢丝绳。（3）工扁钢丝绳。

（二）钢丝绳的标记方法矿井提升机一、提升机的类型

（一）提升机的类型单绳缠绕式提升机是较早出现的一种，根据卷筒的个数和结构有单滚筒、双滚筒和可分离滚筒三种形式，仅适用于浅井及中等深度的矿井，且终端载荷不能太大。多绳缠绕式提升机是一种新式提升机，又称布雷尔式提升机，它与单绳缠绕式提升机不同的是：几根提升钢丝绳同时缠绕在一个分段的滚筒上，属于多绳多层缠绕式，主要用于深井和超深井中，在我国少用。摩擦式提升机的出现及其发展，在一定程度上解决了单绳缠绕式提升机在深井条件下所存在的问题。提升机缠绕式提升机摩擦式提升机多绳缠绕式单绳缠绕式单绳摩擦式多绳摩擦式内装式（二）提升机的结构和工作原理1、主轴装置2、调绳装置3、减速机矿井提升机制动系统一、提升机制动系统的组成和类型

（一）制动器的组成和类型提升机制动系统是矿井提升机的重要组成部分，由制动器和传动机构两部分组成，他直接影响提升机的正常工