煤矿辅助运输设备教材课件.ppt

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1、第十章 煤矿辅助运输设备,POD-600/900齿轨卡轨机车,DLZ210F重型柴油动力单轨吊机车,第一节 概述,主要运输：煤炭运输。煤矿辅助运输：煤矿生产中除煤炭运输之外的各种运输，主要包括材料、设备、人员和矸石等的运输。在煤矿井下主要运输大巷，采用机车运煤时，材料、设备、人员和矸石也用机车运输；若用带式输送机运煤，则需另设专用的辅助运输设备。在采区巷道内，一般都采用刮板输送机或带式输送机运煤，采用钢丝绳绞车或蓄电池机车运送材料和设备。综采工作面设备安装搬家时，由于设备的整件质量大、数量多、时间紧，且要求安全、快速、高效，因此对辅助运输提出了更高的要求。,煤矿辅助运输的特点(1)运输线路随工

2、作地点的延伸(缩短)或迁移而经常变化；(2)运输线路水平或倾斜互相交错连接；(3)工作地点分散，运输线路复杂，运输环节多；(4)待运物料品种繁多，形状各异；(5)井下巷道空间受限制，并有瓦斯和煤尘等爆炸性物质，需用防爆净化设备。,常规辅助运输设备矿用绞车、调度绞车、电机车和一般的矿车、平板车、材料车新型高效的辅助运输设备单轨吊车、卡轨车、齿轨机车、胶套轮机车、无轨运输车(轮胎式或履带式)、无极绳连续牵引车。国内外煤矿比较常用的新型高效辅助运输设备主要有无轨运输设备(无轨胶轮车)、轨道运输设备和单轨吊车等3大类。,第二节 矿用绞车,钢丝绳牵引运输凡在水平或倾斜的轨道上利用绞车及钢丝绳牵引矿车或提

3、升容器沿轨道移动的运输方式。钢丝绳牵引运输分为使用单滚筒或双滚筒的滚筒式绞车的有极绳运输。使用摩擦轮式或其他特殊形式绞车的无极绳运输。,一、有极绳矿用绞车,有极绳式矿用绞车分为3类第一类：快速类矿用绞车主要型号有JDB型调度绞车和JYB型运输绞车。绞车平均速度一般为5060 m/min。第二类：慢速类矿用绞车主要有JHB型回柱绞车。此类矿用绞车平均速度一般为812 m/min。第三类：双速矿用绞车主要型号有JSHB型双速回柱绞车和JSDB型双速多用绞车。快速型与一类矿用绞车相同，慢速型与二类矿用绞车相同。,JD-2.5(40)改调度绞车,第一类：快速类矿用绞车,图10-1 JDB、JYB型绞车

4、 l司机座椅；2底座；3控制开关支架；4手动制动闸；5电动机；6联轴器；7电液制动闸；8减速箱；9卷筒装置,JYB系列运输绞车,JYB系列运输绞车参数,图10-2 JHB型齿轮传动形式回柱绞车1电动机；2联轴器；3电液制动闸；4减速箱；5卷筒装置；6底座,第二类 慢速类矿用绞车,JHB-5回柱绞车,JSHB-11 双速回柱绞车,第三类 双速矿用绞车,图10-3 JSHB型双速回柱绞车1电动机；2联轴器；3制动闸；4变速箱；5卷筒装置；6底座,JSDB-19 双速多用绞车,滚筒,制动闸,JSDB系列绞车参数,图10-4 JSDB型双速多用绞车l电动机；2联轴器:3手动制动闸；4变速箱;5电液制动

5、闸；6卷筒装置；7底座,二、无极绳运输,无极绳运输相比单滚筒、双滚筒有极绳运输，具有运输连续性强、运量大、效率高、成本低等优点。因此，条件适合的中小型煤矿的地面运输，特别是地方煤矿主要运输巷道，中间平巷，采区上、下山运输可以采用无极绳运输。无级绳运输是将钢丝绳接成一个封闭圈，两端分别套在两个绳轮上:其一个绳轮为主动轮，另一个绳轮为张紧导向轮。当主动绳轮旋转时，靠其与钢丝绳之间的摩擦力，牵引钢丝绳连续运输，如图所示。,绳轮有水平和垂直布置之分。绳轮水平布置两股钢丝绳分别放置在两条轨道上，轨道上的矿车按一定的间距挂在钢丝绳上，矿车到位后摘钩。使主动绳轮在不换向的情况下，实现双向运输。绳轮垂直布置一

6、股绳在轨道上，另一股绳用托绳轮布置在巷道的上方。一般用于单向提升运输。,无极绳运输系统一般由牵引绞车、张紧装置、尾轮、托辘、钢丝绳、连接装置等组成。无极绳运输一般采用双侧布置方式，一侧走重车，另一侧走空车。由于矿车是在钢丝绳行进中摘挂，所以其运行速度不能太大。(一)牵引绞车无极绳牵引绞车主要由底座、电动机、联轴器、电液制动闸、手动闸、减速箱(变速箱)、驱动滚筒及防护罩等组成。,无极绳牵引绞车是整个系统的动力源，机械传动，摩擦驱动，主要用于煤矿井下采区大倾角、多变坡、大吨位、长距离运输。设计时，绞车最大速度一般不超过2.5 m/s，整体运输液压支架时速度一般在1m/s；运距按10003000 m

7、设计；最大坡度根据牵引力及最大运输质量推算，一般不超过12。牵引绞车驱动方式一般有两种，一是采用抛物线单滚筒驱动，二是采用绳槽式滚筒驱动。,抛物线单滚筒驱动时钢丝绳在滚筒上缠绕33.5圈，主要优点:(1)钢丝绳围包角大，对驱动绳衬的摩擦系数要求较低，可选用摩擦系数较小的材料作绳衬。(2)可双向出绳，能够实现两个方向牵引，在实际安装布置时与运输线路道岔方向无关，安装布置灵活方便。(3)结构简单，成本较低。主要缺点:由于在滚筒上的钢丝绳除了绳与绳互相接触摩擦外，钢丝绳与绳衬之间还有滑动摩擦，因此钢丝绳的磨损相对较重，寿命较低。,绳槽式双滚筒驱动有时也称为对轮驱动，包括一个驱动滚筒和一个从动滚筒。钢

8、丝绳一般在驱动滚筒上缠绕三四个半圈，在从动滚筒上缠绕二三个半圈，以此形成螺旋缠绕。主要优缺点和抛物线单滚筒驱动方式正好相反。就主动绳轮讲，有圆锥形、抛物线形和夹钳式3种，后一种用得较少。当绳轮转动时，每一个后面的绳圈绕于前一绳圈一旁，如果绳轮为平面轮缘，钢丝绳会很快绕出绳轮而不能工作。当绳轮的轮缘为圆锥形或抛物线形时(图10-6)，在缠绕过程中，各绳圈将向绳轮的小直径方向滑动。显然，具有圆锥形轮缘的绳轮，只能向一个方向转动；否则，钢丝绳仍会绕出绳轮。与此相反，具有抛物线轮缘的绳轮允许两个方向转动，钢丝绳不会脱出绳轮。,(二)钢丝绳张紧装置 钢丝绳张紧装置作用保证钢丝绳在滚筒绳衬上有较稳定的正压

9、力，使牵引绞车正常牵引，防止钢丝绳在滚筒上打滑。张紧系统及时地相应自调整，保证随时对松边钢丝绳施加一定的初张力，同时张紧系统需吸收由起伏坡度变化和钢丝绳弹性变形等原因而产生的伸长量。由于运输距离大，钢丝绳变化量较大，要求张紧装置具有较大的吸收能力，因此一般采用三轮或五轮重锤式张紧器，其结构简单、反应速度快、成本低。,(三)压绳、分绳技术为防止钢丝绳上漂，出现拉棚现象，有效防止车辆掉道，必须采用可靠的压绳技术。在轨道凹点处采用强制性压绳，并防止两钢丝绳由于轨道不直而相互交叉。压绳轮分主压绳轮组和副压绳轮组主压绳轮组的轮子靠弹簧压紧，在受到外力作用时会张开，结构相对复杂；副压绳轮组的轮子相对固定，

10、结构简单。,主、副压绳轮组,主绳上连接有梭车，梭车通过时主压绳轮组须能打开，通过后主压绳轮组能自动关闭，因而主压绳轮组设计为弹簧开闭式，梭车上必须安装有牵引板以便能通过主压绳轮组。副绳为空绳，无任何件与之相连接，压绳轮组不需要打开和关闭，故将副压绳轮组设计为固定式。,利用压绳技术可对运行钢丝绳实施强制导向，应用方案有两种:(1)两绳均实现强制导向主绳和副绳上均安装有压绳轮组，使钢丝绳随轨道起伏变化运行，始终不出现漂绳现象。缺点:梭车通过主压绳轮组时由牵引板强制撞开会产生一定的冲击，压绳轮底座与轨道的连接必须牢固，否则主压绳轮组会有一定的转动。由于井下条件恶劣，时间长后压绳轮动作的可靠性降低。在

11、车场上，由于梭车牵引板要通过道岔，因而道岔弯轨豁口比较宽，弯轨强度较低。,(2)空绳实现强制导向仅对空绳实施强制导向，而主绳则始终处于自由状态。此种布置方式简化了系统配置，增加了设备运输的可靠性，解决了前种方案存在的问题，但仍存在坡道变化较大处主绳漂得较高，严重时可拉到顶棚而需加装天轮等缺陷。,尾轮固定在运距的终端，支承整个系统的反力，并可随工作面得推进而前后移动，以满足运距的变化。,尾轮,梭车是用来牵引矿车、平板车、材料车等车列，同时具有固定钢丝绳和储存钢丝绳等功能。,第三节 单轨吊车与卡轨车,一、概述 单轨吊车轨道是一种特殊的工字钢，悬吊在巷道支架上或砌碹梁、锚杆及预埋链上，吊车就在此轨道

12、上往返运行。一般只有一根专用的轨道。适用：煤矿井下人员、材料设备和矸石等的辅助运输，可实现轻型液压支架的整体搬运。主要用于大巷采区上、下山及采掘工作面的巷道运输。,顶板稳定，支护条件好，运输的单件质量不太大，特别是巷道有底鼓的矿井，选用单轨吊车运输系统是比较合适的。,按牵引动力类别和使用特征分类 钢丝绳牵引单轨吊车；防爆柴油机单轨吊车，使用最多的机型；防爆特殊型蓄电池单轨吊车设备日益重型化，出现了双轨甚至三轨，在坡度大的巷道还增设了齿轨，称为齿轨单轨吊车。,卡轨车一种由钢丝绳牵引或机车牵引、装有卡轨轮、在专用轨道上运行的运输车辆，其牵引和载重车辆的转向架装有垂直和水平卡轨轮组。当车辆在专用轨道

13、上运行时，卡轨轮卡在轨道的槽口中滚动，可防止车辆掉道。特点：载重大、运速高、运距长、爬坡能力强、运输安全可靠，适应起伏、弯曲和倾斜的巷道。,适用：煤矿井下材料、设备、人员和矸石的辅助运输，尤其适用于重型设备，如综采设备的搬运。,卡轨车按结构形式分类全程式卡轨和部分卡轨的卡轨车；全程式卡轨卡轨车在大巷使用的是常规轨道。进入采区巷道后，其轨道和车辆是专用的，所以从大巷进入采区巷道时，货物要转载。部分卡轨卡轨车使用的是常规的普通轨道和车辆，仅在弯道起伏等局部易掉道地段增设护轨，防止车辆掉道，货物不需转载。但其可靠性不如全程卡轨，巷道条件好时可用。,按牵引方式分类钢丝绳牵引机车牵引卡轨车。钢丝绳牵引卡

14、轨车以绞车为牵引机构的无极绳运输，多数为单无极绳牵引方式。其功率和牵引力大，速度高，重载爬坡能力强，适用于需运输重型设备、坡度大(1225)和弯道少的运输系统，不适用于底鼓严重的地段或分支巷道。,机车牵引卡轨车按牵引机车的动力分为防爆柴油机卡轨车:防爆柴油机卡轨车按爬坡能力又有防爆柴油机胶套轮卡轨车、防爆柴油机胶套轮齿轨卡轨 车之分。防爆特殊型蓄电池卡轨车。特点：机车牵引卡轨车机动性好，适应多分支巷道和多个采掘工作面运输的需要，用于平硐或倾角小的斜井开拓时，能实现从地面不经转载直达工作面的运输；用于立井开拓时，可实现从井底车场直达工作面的运输。,二、单轨吊,(一)单轨吊车的组成和工作原理,图1

15、0-8 钢丝绳牵引单轨吊车1绞车；2张紧装置；3操纵台；4牵引吊车；5承载吊车；6人车；7制动吊车；8阻车器；9回绳站,在发生紧急情况或断绳跑车事故时，通过制动吊车进行抱轨制动保护。还装有限速制动器和信号装置，以备在断绳等事故发生时实现自动停车。(二)单轨吊车用轨道单轨吊车用的轨道是工字形断面，但与普通的工字钢不同，其翼板厚而窄，对长度方向的平直性、截面形状误差、机械强度和化学成分都有严格的要求，以提高其承载能力和耐磨能力，减少运行阻力。轨道有直轨、曲轨两种。直轨结构如图10-9(a)所示，每节单轨1的两端分别焊接连接吊钩2、插板3和连接柄4、夹板5。部分直轨上还装有导绳轮座6，每隔五六节单轨

16、安装一节带导绳轮座的单轨。,图10-9 直轨及其连接l单轨；2连接吊钩；3插板；4连接柄；5夹板；6导绳轮座；7弹性套筒销,直轨间的连接如图10-9(b)所示。安装单轨时，将一节单轨的连接柄连在与其相邻的另一节单轨的凸台上，下面的插板插入另一节单轨下面的夹板内。两节单轨在连接状态中，带连接柄的一端可以向上或向下偏转7。因为连接吊钩的凸台和连接柄具有相同的曲率半径，因而在允许的偏差范围内，连接柄与吊钩凸台之间均能保持严密和良好的接触。同时，插板与夹板为球面接触，保证了相邻两节单轨在立面顺利偏转。曲轨是预制成半径为4m、中心角为15的弯轨。曲轨之间用法兰刚性连接，为给牵引绳在弯道上导向，每节曲轨上

17、都有绳轮座。曲轨与直轨之间，用特殊的连接直轨相连。,(三)单轨吊车的牵引设备,单轨吊车的牵引设备主要有两种形式，即摩擦轮绞车和吊挂机车。1.摩擦轮绞车常用的方法有两种：一是采用多槽轮与另一个偏置的导向轮配合，即导向轮式摩擦绞车，如图10-10所示。一种是使用有抛物线曲面的宽绳轮，即抛物线绳轮式摩擦绞车，如图10-11所示。,图10-10 有导向轮的摩擦轮绞车1机架；2制动闸；3制动轮；4导向轮机架；5，6液压马达；7摩擦轮；8偏置导向轮,图10-11 抛物线摩擦轮绞车 1抛物线形绳轮；2，3液压马达,后者在运行中，钢丝绳在曲面的周向和轴向都有滑动，增大了绳与轮面间的磨损，但结构简单。前者虽无滑

18、动磨损，但对于同样的围绕圈数，钢丝绳在轮上的包角比后者小1/2，且构造复杂。两种形状的摩擦轮在现场都有使用。摩擦轮绞车采用液压马达驱动，可实现无级调速。启动平稳，容易达到防爆要求，便于遥控。摩擦轮绞车也可采用鼠笼式感应电动机与机械变速配合驱动。,2.吊挂机车,吊挂机车按其动力源不同，有柴油机吊挂机车和蓄电池吊挂机车两种。,图10-12 柴油机吊挂机车1司机室；2安全制动装置；3承载吊车；4车体；5减速器；6驱动轮,驱动轮在工字钢的两侧成对装设，用弹簧或液压缸使驱动轮紧压在工字钢单轨的腹板两侧。为增大粘着系数，驱动轮外缘用耐压耐磨的摩擦材料，载着系数可达0.5左右。,由于给驱动轮施加了较大的压力

19、，使机车的牵引力不受线路倾角的影响，可以在大倾角中运行，这种牵引方式亦称之为增黏牵引。吊挂机车可沿倾斜轨道运行，车上的制动装置有两套，可实现3种制动功能。工作制动闸装在驱动轮的内缘。安全制动闸设在车体与两端的司机室之间，用刚性的连接杆与车体连成一体。安全制动闸可实现操作制动和超速自行制动。操作制动由司机控制；超速时，限速器动作，打开释放阀，制动液压缸回油，闸瓦紧急制动。,三、卡轨车,钢丝绳牵引卡轨车系统，主要由牵引车、制动装置、乘人车、摩擦轮绞车、张紧装置和储绳筒4等组成；根据运输物料的不同将各种车辆连成车组。运输时，开动摩擦轮绞车，使摩擦轮连续运转，在钢丝绳与摩擦轮间摩擦力的作用下，钢丝绳运

20、行，由于钢丝绳与牵引车相连，牵引车组沿轨道运行，实现运输。,(一)牵引设备 牵引卡轨车运输系统中的卡轨车辆，使其沿轨道运行，实现运输。牵引设备有两种主要形式，即摩擦轮绞车和卡轨机车。卡轨机车按其动力源不同又有柴油机卡轨机车和蓄电池卡轨机车两种。1.摩擦轮绞车摩擦轮绞车是绳牵引卡轨车运输系统的牵引设备，与单轨吊使用的摩擦轮绞车结构及工作方式相同。,2.卡轨机车 卡轨机车主要由动力部、驱动装置、司机室和制动装置等组成。动力部:防爆低污染柴油机带动的变量泵。驱动装置：两套，每套有两台定量液压马达，各带动一个驱动轮。驱动轮用液压缸紧压在轨道上，以增大卡轨机车的黏着牵引力。制动装置：在卡轨机车的两端各设

21、一套，制动时，在弹簧力作用下使闸瓦夹持槽钢轨道的上翼缘，以产生摩擦制动力；松闸时，靠液压力使闸瓦与槽钢轨道的上翼缘脱开。具有超速自行制动的功能。司机室：在卡轨机车的两端，以便双向行驶。与动力部用垂直销轴连接，以使卡轨机车能在弯道半径较小的轨道上行驶。,(二)卡轨车辆 卡轨车辆按其功能有牵引车、制动车、载重车和乘人车等。卡轨车在结构上除装有行走轮外，都装设了防止行走轮脱轨的装置，即卡轨轮。卡轨轮装于车架底部，卡在槽钢轨道的槽内，使行走轮转动时不致掉道。1.牵引车牵引车是钢丝绳牵引卡轨车系统中与牵引钢丝绳连挂的车辆，如图10-13中的6所示。在牵引车上装有储绳筒，用来调节绳长，以适应运输距离的变化

22、。调整时，将绳卡松开，从储绳筒中放出或绕入所需的绳长，然后用绳卡将牵引绳固定在牵引车上。,2.制动车钢丝绳牵引卡轨车系统中必须在列车编组中配备制动车，当发生断绳、脱钩或车速超过规定值时，紧急制动系统动作，闸瓦夹紧轨道，产生制动力，使卡轨车减速停止在轨道上。3.承载车按其用途不同有平板式、箱体式类型。平板式承载车用于运输大型设备，如液压支架等；箱式承载车用来运输一般材料或设备。承载车可用现有矿用平板车加装卡 轨防跳轮改制而成，有时一般车辆也可以作为承载车编入列车运行。4.乘人车专门运送人员的车辆，由车体和行走部组成。车体由钢板焊接而成，行走部结构与承载车基本相同。,第四节 无轨胶轮车,一、概述用

23、于井下、在巷道底板上无轨运行的胶轮运输车。它以柴油机或蓄电池为动力，由牵引车和承载车组成，前部为牵引车，后部为承载车，前、后车铰接。无轨胶轮车是在铲运机的基础上演变而来的。无轨胶轮车按用途分运输类车辆和铲运类车辆。运输类车辆：完成长距离的人员、材料和中小型设备的运输，包括运人车、运货车和客货两用车；铲运类车辆：完成材料和设备装卸、支架和大型设备的铲装运输，包括铲斗和铲叉多用式装载车和支架搬运车。无轨胶轮车按动力装置分柴油机胶轮车、蓄电池胶轮车和拖电缆胶轮车(梭车)。,W8WC5型防爆胶轮车,WC5防爆胶轮车,(1)无轨胶轮车一般采用铰接车身，前部为牵引车，后部为承载车；可以在很小的曲率半径(一

24、般为36 m)内转弯，能够在起伏不平的巷道底板上自由驾驶；机身低，一般不超过1.5 m，矮的不超过1 m；使用重型充气或充泡沫塑料轮胎；带有可靠的制动系统，可重载爬坡达1214；行驶速度:蓄电池无轨胶轮铲车一般不超过2.5 min，柴油机无轨胶轮铲车可达46 m/s；重型无轨胶轮车可整运1827 t液压支架，轻型可运输人员、物料，最多一辆车可运2540人，运煤车可运载矸石1420t，并在20s内自卸。,(2)车辆的前端工作机构可以快速更换，即可以在1-2 min内，从铲斗换装成铲板，集装箱、散装前卸料斗，侧卸料斗或起底带齿铲斗。还可改为人坐车、救护车、修理车、牵引用车等。有的车辆上还可装设绞车

25、、钻机、锚杆机等，实现一机多用。(3)蓄电池无轨胶轮铲车无排气污染，轻型可以运人运料，重型可运支架设备。缺点是工作45h后需要更换电池充电，适合于不经常满载运行且次数不太频繁的辅助运输作业。,(4)无轨胶轮车一般车体较宽(1.53 m)，行驶中巷道两侧需要有不小于220300 mm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、锚喷支护或砌磕碹巷道。底板抗压强度应不小于100250 kPa，最好是砂岩或砂质页岩等较完整的底板条件，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，有的甚至需要加打混凝土路面进行硬化处理或加垫板。还要求巷道有较大的弯道半径。(5)无轨胶轮车特别

26、适用于赋存较浅、倾角不大的近水平煤层矿井，理想的是12左右的斜副井，用胶轮车从地面到采区直接运送人员、材料、设备和矸石。,二、WC8FB型防爆悬挂式胶轮车,一种适合在井下不平和长坡路面使用的客货两用胶轮车。,WC8FB整车结构外形图1防爆柴油机；2进排气防爆装置；3驾驶操纵；4传动系统；5前悬挂装置；6前摆架；7前机架；8铰接转盘；9后机架；10后悬挂；11后摆动轮总成；12自卸车厢,液力机械传动系统1防爆柴油机；2液力变矩器；3传动轴；4驱动桥；5变速箱,前悬挂系统1-平衡阀机构；2前悬挂液压缸；3拉杆机构；4摆架机构,前悬挂采用机械式负反馈伺服阀控制由蓄能器和液压缸组合的液气悬挂装置。该装

27、置的优点：通过螺杆能够调整减振行程，通过改变蓄能器的预充气压力可以调整悬架的刚度。反馈式伺服阀使得前桥始终能在调定的平衡点进行上、下减振调整，实现了机架与前驱动桥的柔性连接，提高了运行的舒适性和在不平路面上的运行效率。,后悬挂系统1后机架；2后悬挂液压缸 3后轮摆架；4后轮,后悬挂设计为结构紧凑的自定位可控油气悬挂减振系统，采用手动操作自动限位的方式，不论载荷如何变化，总能使得减振行程保持在设定的位置上，避免了手动操作的随意性。为尽可能地减小体积以便降低整车的高度，采用将液压缸与柱塞式蓄能器设计为一体的方式，使得其结构简单、使用可靠。,后轮安全型湿式制动器 1静壳；2排空嘴；3呼吸嘴；4内钢片；5摩擦片；6动壳；7-压盘；8-碟簧；9端盘；10解除制动机构,胶轮车后轮安全型湿式制动器。车辆启动前靠碟簧压力使静、动多组摩擦片结合使其处于制动状态，可实现驻车和行驶中的紧急制动工况。车辆启动后靠油压释放碟簧压力解除制动，工作制动是通过制动踏板控制液压比例阀放油实现的。柴油机产生故障时，液压系统失压，车轮自动抱死。车辆需要拖动时，可通过机械解除制动机构松开抱死的静、动摩擦片。,作业1.简述有极绳矿用绞车的组成部分。2.简述单轨吊车组成和工作原理。,