第十章辅助运输设备

第十章辅助运输设备冷军发煤矿辅助运输的特点是：①运输线路随工作地点的延伸(缩短)或迁移而经常变化；②运输线路水平和倾斜互相交错连接；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。矿井辅助运输系统的构成以及辅助运输设备的选用，与煤层地质条件、开采方式和采掘机械化程度等多种因素有关。第一节概述第二节矿用绞车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升容器沿轨道移动的运输方式统称为钢丝绳牵引运输。按矿车的运行特点，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，和使用摩擦轮式或其他特殊形式绞车的无极绳运输。第二节矿用绞车一、有极绳矿用绞车目前矿山辅助运输类有极绳式矿用绞车主要包括三类:a.快速类矿用绞车，主要型号有JD（B）型调度绞车和JY（B）型运输绞车，此类矿用绞车平均速度一般为50～60m/min。b.慢速类矿用绞车，主要有JH（B）型回柱绞车和JM型慢速绞车，此类矿用绞车平均速度一般为8～12m/min。c.双速类矿用绞车，主要型号有JSHB型双速回柱绞车和JSDB型双速多用绞车，此类矿用绞车的快速与一类矿用绞车相同，慢速与二类矿用绞车相同。JDB、JYB型绞车为短宽型调度、运输绞车，采用行星齿轮传动，结构横向布置。图10-1JDB、JYB型绞车传动系统图1—底座；2——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JDB、JYB型绞车为调度、运输绞车。1—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JD调度绞车特点：JD系列绞车均为隔爆型，供矿井井下或地面装载调度编组矿车及在中间巷道拖运矿车和其他辅助搬运之用。JD系列绞车均采用行星齿轮传动，绞车具有结构紧凑、刚性好、效率高、安装移动方便、启动平稳、操作灵活、制动可靠、噪音低等特点。型号JD-0.5JD-1(JD-11.4)JD-1.6JD-2JD-2.5JD-3牵引力KN51020202530绳速m/s0.6-1.20.43-1.030.61-1.20.6-1.21.115-1.6321.115-1.63绳径mm9.312.515.515.52020容绳量m150400400400400-650400-650电动功率Kw311.422254045外型尺寸mm955*540*4501100*765*7301350*1140*11901385*1140*11901900*2350*13701900*2350*1370机重Kg2205501460165028002800JY运输绞车特点：JY系列绞车均为隔爆型，供矿井井下或地面装载调度编组矿车及在中间巷拖运矿车和其他辅助搬运工作。JY系列绞车均采用行星齿轮传动，绞车具有结构紧凑，刚性好，效率高，安装移动方便，起动平稳，操作灵活，制动可靠，噪音低等特点。型号JY-4JYS-4AJY-5JYS-5牵引力KN40405050绳速m/s1.221.271.501.50绳径mm21.521.52323容绳量m850850850850电动功率Kw55557575外型尺寸mm2500*1965*14252500*1965*14252500*2430*14852500*2430*1485机重Kg3800380048004800JD调度绞车JY运输绞车JH型蜗轮传动形式回柱绞车图10-3JH型蜗轮传动形式回柱绞车图1—电动机；2—联轴器；3—蜗轮减速箱；4—卷筒装置；5—底座；应用特点：JH系列回柱绞车系列均具有隔爆性能，主要用于矿井下回柱放顶，亦可作运料、移溜槽等辅助牵引工作。结构特点：JH系列绞车均采用球面蜗轮副传动，具有结构紧凑、外型尺寸小，均能整机下井；绞车结构对称布置，呈长条形，底座呈雪撬状，故在井下自移平稳灵便；绞车重心低，底座刚性好，既可打顶柱，又可安设地锚，因此安装方便，运转平稳、安全可靠。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—齿轮减速箱；5—卷筒装置；6—底座；JM型慢速绞车特点：JM系列慢速绞车适用于煤矿井下慢速牵引，及其它辅助搬运工作，绞车的电动机和电控设备均为隔爆型，适用于煤矿井下有煤尘和瓦斯的场所，传动系统采用一级蜗轮蜗杆和两级圆柱齿轮传动，使用安全可靠，维修方便。图10-5JM型慢速绞车外形图1—制动器；2—联轴器；3—蜗轮减速箱；4，5—齿轮罩；6—底座；7—滚筒装置；8—中间轴装置；8—电动机JSDB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型双速系列回柱绞车均具有隔爆性能，主要适用于煤矿井下回柱放顶，亦可在运输、牵引中作运料、移溜槽等辅助工作。该产在结构上采用了球面蜗轮副传动，手动拨叉实现换挡调速，快速可到慢速的5－6倍，可大提高工作效率，与传统的双速纺车相比有结构紧凑、体积小、噪音低、运转平稳、调速灵活、安全可靠、手动刹车、断电自锁等特点JSDB型双速多用绞车1—电动机；2—联轴器：3—手动制动闸；4—变速箱；5---电液制动闸；6—卷筒装置；7—底座二、无极绳运输条件适合的中小型煤矿地面运输，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。图10-8无极绳运输绳轮有水平和垂直布置之分。绳轮为水平布置时，实现双向运输。绳轮为垂直布置时，一般用于单向提升运输上。1．牵引绞车用于煤矿井下采区大倾角、多变坡、大吨位、长距离运输，考虑到设备运行的安全稳定性，在设计时绞车最大速度一般不超过2.5m/s，整体运输液压支架时速度一般在1m/s，运距按1000～3000m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120。和有极绳运输绞车类似，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。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，二是采用绳槽式双滚筒驱动。抛物线单滚筒驱动时钢丝绳在滚筒上缠绕3～3.5圈，主要优点是：(1)钢丝绳围包角大，对驱动绳衬的摩擦因数要求较低，可选用摩擦因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。主要缺点是：钢丝绳在滚筒上绳与绳互相接触摩擦，钢丝绳与绳衬之间滑动摩擦，钢丝绳磨损相对较重，寿命较低。绳槽式双滚筒驱动有时也称为对轮驱动，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、抛物线形和夹钳式三种。当绳轮的轮缘为圆锥形或抛物线形时(图10-9)，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。(a)圆锥形绳轮；(b)抛物线形绳轮2．钢丝绳张紧装置保证钢丝绳在滚筒绳衬上有较稳定的正压力，使牵引绞车正常牵引，而钢丝绳不至于在滚筒上打滑。另外，在起伏变化巷道运行的钢丝绳的紧边和松边是经常变化的，要求张紧系统必须及时地相应自调整，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起伏坡度变化处和钢丝绳弹性变形等原因而产生的伸长量。自于运输距离大，钢丝绳变化量较大，要求张紧装置具有较大的吸收能力，一般采用轮或五轮重锤式张紧器，结构简单、反应速度快、成本低。3．压绳、分绳技术防止钢丝绳上漂，出现拉棚现象，并有效地防止车辆掉道，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。图10-10主压绳轮组结构图(1)两绳均实现强制导向主绳和副绳上均安装有压绳轮组，钢丝绳随轨道起伏变化运行，始终不出现漂绳现象。主压绳轮组设计为弹簧开闭式，副压绳轮组设计为固定式。此方案布置存在一定的缺点：a.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。b.另外由于井下条件恶劣，长时间后压绳轮动作的可靠性降低。c.在车场上，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)空绳实现强制导向主绳始终处于自由状态，此种布置方式简化了系统配置，增加了设备运输可靠性，解决了上种方案存在的问题，但仍存在坡道变化较大处主绳漂得较高，严重时可拉到顶棚需加装天轮等缺陷。轨道变坡处的轨道质量直接影响压绳效果。如果变坡处出现尖角变化，要把道床重新卧底，使得尖角处过渡均匀，缓慢变化。钢轨要用弯轨器压弯成圆弧状，与道床变化一致。第三节单轨吊车与卡轨车单轨吊车适用于煤矿井下人员、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。按牵引动力类别和使用特征分钢丝绳牵引单轨吊车、防爆柴油机单轨吊车和防爆特殊型蓄电池单轨吊车等三个类型。使用最多的是柴油机单轨吊车系统。卡轨车是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。卡轨车的特点是载重大、运速高、运距长、爬坡能力强、运输安全可靠，能适应起伏、弯曲和倾斜的巷道。主要用于煤矿井下材料、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。卡轨车按结构形式可分为全程式卡轨和部分卡轨的卡轨车；按牵引方式分为钢丝绳牵引和机车牵引卡轨车。二、单轨吊车1．单轨吊车组成和工作原理图10-11钢丝绳牵引单轨吊车1—绞车；2—张紧绞车；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DX100防爆蓄电池单轨吊车山东立业机械装备有限公司：防爆柴油机单轨机车2．单轨吊车用轨道图10-12直轨的连接1—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3．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）摩擦轮绞车使用摩擦轮绞车作牵引设备。牵引绳在摩擦轮上作多圈螺旋围绕。为使围绕的钢丝绳不绕出轮外，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；图10-13有导向轮的摩擦轮绞车l—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使用有抛物线曲面的宽绳轮，即抛物线绳轮式摩擦绞车。图10-14抛物线摩擦轮绞车1——抛物线形绳轮;2、3——液压马达摩擦轮绞车采用液压马达驱动，可实现无级调速。起动平稳、容易达到防爆要求和遥控。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）吊挂机车按动力源不同，分柴油机吊挂机车和蓄电池吊挂机车两种。图10-15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吊挂机车可沿倾斜轨道运行，车上的制动装置有两套，可实现三种制动功能。a.工作制动闸装在驱动轮的内缘；b.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。c.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。石家庄煤矿机械厂：型钢丝绳牵引单轨吊运输系统采用绞车驱动，钢丝绳牵引，具有体积小、牵引力大、转弯半径小、爬坡能力强、运输安全可靠等特点。可用于材料及人员的运输，亦可以运输液压支架等重型设备。轨道采用德国进口I140E工字钢，悬吊在巷道顶板，每根3米，拆卸方便。当巷道底板条件不好且坡度变化较大时，更是以采用该运输系统。该设备自动化程度高、操作方便、保护功能