矿山运输之轨道、矿车及机车.ppt

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1、矿山运输,主讲：徐侃2011.3,概 论,1、矿山运输的定义2、矿山运输的特点3、矿山运输的分类,概 论,矿山运输：将地下采出的有用矿物由采掘工作面运往地面转载站、选矿厂，将废石运到废石堆，或将人员、材料、设备及其它物料运入、运出的各种运输作业。因此，它是矿山生产的重要环节。矿山运输的特点：运量大、品种多、巷道狭窄、运距长短不一、线路复杂、可见距离短。因而，作业复杂、维护检修困难、安全要求高。,概 论,矿山运输的分类：一、按运输设备划分有：1、有轨运输（如矿井机车运输、钢丝绳运输）；2、无轨运输（如矿用输送机运输、水力运输和架空索道运输）。,概 论,矿山运输的分类：二、按运输空间划分有：1、矿

2、石地下运输：指回采工作面到出矿溜井或采区矿仓之间的运输。矿石在阶段运输巷道装车并组成列车，由电机车牵引送到出矿溜井，或由输送机运输。2、矿石地面运输：采用电机车、架空索道、铁路火车或汽车将矿石运往选矿厂或用户，废石送往废石场。,概 论,矿山运输的主要方式：1.轨道运输 2.机车运输 3.公路运输 4.胶带运输机运输 5.架空索道运输,概 论,矿山运输的主要方式：1.轨道运输轨道运输是地下开采矿山主要的运输方式，轨道运输的主要设备有轨道、矿车、牵引设备和辅助机械设备等。矿车按用途分为：运货矿车、人车和专用矿车（如炸药车、水车）。运输的矿车主要有：固定车箱式、翻斗式、侧卸式、底卸式等。牵引设备：在

3、斜巷（斜坡）主要是用绞车（卷扬机）通过钢丝绳牵引（提升）车辆（箕斗、串车）；在平巷和坡度很小的坡道主要是机车。辅助机械设备：主要有翻车机、推车机、爬车机、阻车器等。,概 论,矿山运输的主要方式：1.轨道运输 轨道运输的优点 是用途广；生产量大，（由机车数量而定）；运距不受限制，经济性好，调度灵活，能沿分叉线路分别运输多种矿石。其缺点 是运送是间断性的，生产效率依赖于工作组织水平；适用的巷道坡度有局限性（一般为35），线路坡度过大时难以保证运输安全。,概 论,矿山运输的主要方式：2.机车运输机车运输是用机车牵引着一列矿车在轨道上运行。它是水平巷道长距离运输的主要方式。机车运输的主要设备是轨道、矿

4、车和电机车。机车运输具有运量大、用途广泛、维修简单等优点，中国冶金矿山地下矿运输中以机车运输为主。矿用机车按使用动力不同，分为电机车和内燃机车两种。绝大多数矿山使用的是电机车，矿山井下使用的内燃机车，排放的废气必须经过净化处理，符合排放标准。,概 论,矿山运输的主要方式：3.地下无轨运输 地下采矿用无轨运输始于20世纪60年代初。美国和瑞典等国首先在地下采场采用胶轮柴油驱动的铲运机运输。70年代，欧美国家在一些矿山的阶段运输中采用自卸汽车运输。70年代，中国地下矿开始采用胶轮柴油驱动的铲运机，后又相继在阶段水平中采用自卸汽车运输。铲运机在中、短距离内使用较经济，通常用于采场搬运和短距离运输，当

5、运距长时，运输能力将显著下降。地下汽车运输主要用于阶段运输矿石或直接采用斜坡道运至地面，并可兼作其他辅助运输。,概 论,矿山运输的主要方式：4.胶带运输机运输胶带运输机：是一种连续运输的运输设备，具有很高的生产能力。组成：由机头、机尾和机身三部分组成。机头 即传动装置，包括电动机、减速箱和带动胶带旋转的主动滚筒；机尾 即拉紧装置，由拉紧滚筒和拉紧装置组成；机身 包括胶带，托滚和托架。特点：胶带由托滚支托着，绕过主动滚筒和拉紧滚筒，用胶带卡子把两端连接起来，形成一个环形带。当主动滚筒旋转时，就带动胶带连续运转。目前井下应用的胶带运输机，每台长度为100300米，胶带宽度3001500毫米。,概

6、论,矿山运输的主要方式：4.胶带运输机运输 优缺点：运输能力大(可达3万th)、适用范围广(可运矿石、废石和各种粉状物料，在特定条件下也可运送人员)、安全可靠、自动化程度高、爬坡能力大(可达16)和经营费用低等特点，但投资较高。分类：常用的有钢绳芯带式输送机和钢丝绳牵引带式输送机两种。钢绳芯带式输送机可作水平运输、倾斜向上(16)和向下(12)运输，也可转弯运输，单机运距可达15km。,概 论,矿山运输的主要方式：5.架空索道运输架空索道 就是通过架设在空中的钢丝绳悬挂矿斗，随着牵引钢丝绳的运动，矿斗也随着运动的一种运输方式。优点：可以直接跨越较大的河流和沟谷，翻越陡峭的高山，因而可以缩短两点

7、间的运输距离，减少土石方工程量；并且无需构筑桥梁涵洞。适用条件：对于地处山区、产量不大的矿山，是一种比较有效的地表运输方法。,概 论,矿山运输的主要方式：6.无极绳运输 无极绳运输是利用钢丝绳循环往复，牵引固定在钢丝绳上的车辆或其他装备前进，从而解决矿井辅助运输问题。无极绞车是以钢丝绳牵引的普通轨道运输设备，适用于煤矿和金属矿山井下巷道长距离、多变坡、大吨位等的工作条件，如工作面巷道、采区上下山和集中轨道巷运输材料设备，运输线路内不经转载可直达运输地点。,6.无极绳运输优点是：（1）运输能力不受运输距离的影响，可适应较长的运输线路，可实现双向运输；（2）煤炭和辅助运输可以合用同一运输系统，减少

8、了运输设备；（3）运输适应性强，能在巷道弯曲，坡度变化条件下运输，还可以在运输中途摘挂车，并可根据需要，延长或缩短运输距离；（4）设备简单，价格低廉，安装不复杂，电控也简单；（5）对轨道和道岔等铺设要求不高，一般使用12kg/m15kg/m 钢轨即可；（6）能适用于坡度在14以下的各种运输坡度，因此，有可能水平大巷和斜井联起来用一条无极绳运输，简化运输环节；（7）无极绳绞车电动机功率较小，防爆设备容易解决，适合于高瓦斯或有瓦斯突出危险的矿井中使用；（8）无极绳绞车安装位置比较灵活。如用平硐开拓或斜井倾角不大于14，无极绳绞车可以设在地面；（9）为了减少摘挂车次数或增加运输能力，当坡度不大时，也

9、可以采用每次挂两辆矿车的办法。无极绳运输的缺点是：（1）运行速度低，车与车之间必须保持一定距离，因此运量有限，只适合于中、小型矿井的井下运输；（2）大巷运输中，如果运输距离较长，一部绞车满足不了要求，需要多部绞车接力，增加转载环节，增加摘、挂钩人员；（3）需在运行中摘、挂钩，安全性差。工人劳动强度大，每处车场都需有固定的摘、挂人员，运输距离较长时，途中还需设专人紧钩，占用人员多；（4）无极绳运输系统不能运送人员；（5）钢丝绳和地滚等设施易磨损，维修工作量较大。,矿山运输有轨运输,主要内容：第1章 矿井轨道第2章 矿用车辆第3章 轨道运输的辅助机械设备第4章 机车运输第5章 井底车场运输,第1章

10、轨道运输,轨道运输一般是指机车运输，是目前我国金属矿山井下长距离运输的主要方式，担负的基本任务是运送矿石、废石、材料、设备和人员等。它是矿井提升系统的重要组成部分，同时也是决定矿山生产能力的主要因素之一。优点：轨道运输的运距不受限制，运输成本低，便于矿石分类运输。缺点：轨道运输是不连续的，生产效率取决于调度及管理水平。适用条件：适用的巷道坡度不能太大（一般为35），线路坡度太大时运输安全难以保证。轨道运输的主要设备：有轨道、矿车、牵引设备和辅助机械设备等，其中牵引设备绝大多数矿山都以电机车尤其以架线式电机车为主。,第1章轨道运输,1.1 轨道结构 轨道的作用：是把车轮的集中载荷传播、分散到巷道

11、的底板上，使列车沿轨道平稳、高速运行。架线式电机车的轨道不仅是电机车、矿车的运行轨迹，同时也是回电电流的导体，是架线电机车供电牵引网络的重要组成部分。铺设轨道是为了减小车辆运行的阻力。轨道铺设应牢固而平稳，并具有一定的弹性，以缓和车辆运行的冲击，延长轨道和车辆的使用年限。,第1章轨道运输,1.1 轨道结构 轨道铺设的质量是列车能否正常行驶的关键。因此，轨道线路应力求平直，在拐弯的地方，在可能的情况下尽可能采用较大的曲线半径，减少列车运行阻力，同时避免过多的线路起伏，以免增加列车运输的困难。矿井轨道：是由上部建筑和下部建筑所组成的。上部建筑包括钢轨、轨枕、道床和连接零件；下部建筑就是巷道底板。,

12、第1章轨道运输,1.1 轨道结构井下巷道中铺设的轨道通常是窄轨轨道。它除了轨距窄、钢轨轻以外，与地面铁道没有什么区别。轨道主要由道轨（钢轨）、轨枕、道渣和联接件组成，如图1-1所示。,第1章轨道运输,1.1 轨道结构1)道轨 也叫钢轨，作用 是承托和引导运行的车辆。钢轨的类型 是以单位长度的重量“公斤米”来表示的，矿用钢轨有轻型和重型两种，前者有8、1l、15、18和24公斤米，后者有33和38公斤米。钢轨越重，强度越大，稳固性越好。（书表1-1矿用标准钢轨的规格）钢轨类型的选择：与阶段的生产能力，机车重量、矿车容积、使用地点、行车次数和行车速度有关。例如生产能力小的矿山，采用1.5吨的电机车

13、，可选用l115公斤米的钢轨；若产量大，采用l4吨的电机车，则可选用2438公斤米的钢轨。（如书表1-2）钢轨的断面 一般是工字形，钢轨由轨头、轨腰和轨底组成。（如书上图1-2）。,第1章轨道运输,1.1 轨道结构1)道轨 也叫钢轨，钢轨的断面 一般是工字形，钢轨由轨头、轨腰和轨底组成。（如书上图1-2）。,表1-1 矿用标准钢轨的规格,表1-2 运输量与机车质量、矿车容积、轨距、轨型的一般关系,第1章轨道运输,1.1 轨道结构2)轨枕 轨枕的作用 是承受钢轨传来的载荷，并将它传递到大面积的道渣上；固定钢轨，缓冲行车的震动，保证车辆平稳而安全地运行。轨枕分：有木质的、金属的和钢筋混凝土的等，目

14、前我国地下矿山主要使用木质轨枕，即枕木；近年来已开始使用混凝土轨枕。金属轨枕价格较高，一般不用。,第1章轨道运输,1.1 轨道结构2)轨枕 木轨枕 能很好地保证轨道的稳定性，加工制作方便，具有足够的强度和弹性，钢轨在枕木上的固定简单。但，木轨枕容易腐朽。所以，通常应进行防腐处理，以延长它的使用年限。（木轨枕的规格见书表1-3）轨枕间距一般小于0.8米。,表1-3 木轨枕规格,第1章轨道运输,1.1 轨道结构2)轨枕 钢筋混凝土轨枕：使用寿命长，维修费用少；抗压强度高；抗腐蚀性能好；取材和制造方便。但，重量大，导电；增大轨道的整体刚度；铺设及修理的劳动强度大。为节省宝贵的木材资源，主要运输巷道尽

15、可能用钢筋混凝土轨枕，为了减少钢筋混凝土的导电性，可在垫板和轨枕之间放置绝缘板，例如橡胶、压缩木板和夹布胶木等制成的绝缘垫。（钢筋混凝土轨枕主要规格见书表1-4）,表1-4 钢筋混凝士轨枕主要规格,第1章轨道运输,1.1 轨道结构3)道渣（道床）道渣的作用分压作用。将轨枕下的压力分散并传于路基，使路基面的应力均匀并小于其容许强度；约束轨道框架。提供道床阻力以约束轨道框架，保持轨道的方向、高低等几何位置；增弹减振。提供轨道所需要的弹性和阻尼，衰减列车通过时产生的振动，避免过大的动作用力传到路基等下都结构上；排水。道床所使用的透水性材料，可提供良好的排水性能，对提高路基的承载能力有着重要的作用；方

16、便维修养护。轨道在行车中产生的不平顺及方向不良可以通过调整枕下碎石加以整治。道渣一般用块度为2040毫米的碎石，铺设厚度150180毫米。,第1章轨道运输,1.1 轨道结构3)道渣（道床）要求：道床材料必须质地坚韧，吸水度低，不易风化，不易破碎。最好的道床料是碎石。碎石料度为2040mm。道床应有适当厚度（铺设厚度150180毫米），以使路基面受力均匀且基面应力小于其容许限度。,第1章轨道运输,1.1 轨道结构4)联接件 包括 道钉、垫板、螺栓和鱼尾板（道夹板）。道钉用来联结钢轨和轨枕；垫板加强轨道与轨枕间的联结强度；鱼尾板连接对接的钢轨。用架线式电机车运输时，为了减少钢轨接头处的电压降，一般

17、在鱼尾板内镶有接触铜片，或者用导线焊接上。,第1章轨道运输,1.1 轨道结构4)联接件 钢轨接头 是轨道最薄弱的地方。把45节钢轨焊接成一组，可以使车辆运行平稳，提高车辆运输速度，减小车轮与轨头的撞击次数，提高钢轨的导电性能。缺点是不易拆卸和修理。服务年限长、生产能力大的井底车场巷道中用之。,第1章轨道运输,1.2 轨距和轨道的坡度1)轨距 是指直线轨道上，两根钢轨轨头内缘在垂直中心线方向的距离。用Sg表示。我国金属矿常用的轨距有600、720、900毫米等。新设计的矿山，必须采用标准轨距。这对于矿车的统一，提高矿车的制造质量以及巷道的标准化都有重大意义。为使机车车辆的轮对在沿着钢轨滚动时不会

18、被楔住，轨顶内侧垂直平面与车轮轮缘之间必须留有一定的间隙（10mm，下图中的游隙）。（P7）,第1章轨道运输,1.2 轨距和轨道的坡度1)轨距轮缘距：轮对两车轮轮缘外侧之间距，用S1表示。游隙x,第1章轨道运输,1.2 轨距和轨道的坡度2）轨道的坡度 轨道线路的坡度是线路纵断面上相邻两点的高度差与这两点间的水平距离之比，通常用“i”表示通常以千分数表示。巷道坡度一般为3，局部坡度不能超过30。设一条线路的起点标高为H1（m），终点标高为H2（m），两点间的线路水平距离为L（m），则这条线路的平均坡度（ip）为：,第1章轨道运输,1.2 轨距和轨道的坡度2）轨道的坡度 轨道线路的坡度主要是由井下

19、排水的需要决定的，一般为310。如果坡度小于3，巷道排水较困难；坡度过大，电机车将难以牵引车组上坡运行，且制动困难，不安全，轨道与车辆轮缘磨损严重。等阻坡度：重列车下坡时的运行阻力等于空车上坡时的运行阻力的线路坡度。最理想的轨道线路坡度就是等阻坡度。设计时一般按3考虑。,第1章轨道运输,1.3.1 弯道1）弯道的表示及铺设（P8）弯道特征要素用中心角、曲线半径R、曲线段弧长L、切线长度T等参数来表示，在设计图中应集中标注并标出曲线的中心O。各要素之间的关系为：曲线段弧长：切线长度：拉杆：为保持弯道的轨距，间距1.53m。护轮轨：内轨的内侧装设，高出主轨1520mm。,第1章轨道运输,1.3 弯

20、道和道岔1.3.1 弯道2）最小弯道半径车辆在弯道上运行时，由于离心力的作用，使轮缘与轨道间的阻力增加，而离心力和弯道阻力的大小与车辆运行速度、弯道半径和车辆轴距等因素有关。因此，最小弯道半径应根据车辆运行速度和轴距大小来确定。当转角小于或等于90，两轴车辆的运行速度小于1.5m/s时，最小弯道半径不得小于轴距的7倍；运行速度大于1.5m/s时，最小弯道半径不得小于轴距的10倍；运行速度大于3.5m/s时，最小弯道半径不得小于轴距的15倍。当转角大于90，最小弯道半径均按大于轴距的1015倍计算。,第1章轨道运输,1.3.1 弯道3）轨距加宽：在弯道上运行的车辆，由于车轴是固定在车架上，不可能

21、与弯道半径取得一致方向，所以容易发生轨头将车轮缘楔住以及车辆运行阻力和磨损剧烈增加的现象。因此，必须在弯道处将轨距适当加宽，使这些现象基本消除。加宽轨距时，外轨不动，只将内轨向弯道曲线中心方向移动规定的距离。轨距的加宽是在与曲线段两端相衔接的直线逐渐进行的，到曲线段与直线段的切点上，轨距就加宽到规定数值，在整个曲线段内应保持规定的加宽值。从直线段开始加宽轨距点起到直线段与曲线段的切点为止的线路长度，称为轨距加宽递减距离。轨距加宽递减距离一般按轨距加宽值的100300倍计算。,表1-5 轨距加宽值（mm）,1.3.1 弯道,（4）外轨抬高,当车辆行经弯道时，将产生作用于车辆重心的离心力，使车轮轮

22、缘挤压外轨或内轨。其结果加剧了轮缘和钢轨的磨损，并使运行阻力增加，严重时将发生脱轨甚至翻车事故。为了消除离心力的上述影响，应将弯道外轨抬高，使车辆在弯道运行时，离心力与矿车重量的合力垂直轨道平面，如图1-4所示。这样就使车辆不再受横向力作用的影响而顺利通过弯道。,图1-4,1.3.1 弯道,（4）外轨抬高,外轨抬高的方法是增加外轨下面的道床厚度。在铺设与弯道外轨两端衔接的直线段钢轨时，应将它作成310的下坡，在整个弯道内保持计算的外轨抬高量。用310的下坡所铺的这段钢轨长度，称为外轨抬高递减距离。外轨台高递减距离一般按外轨抬高量的100300倍计算。,1.3.1 弯道,（5）轨道中心线间距及巷

23、道加宽,1.3 弯道和道岔,当车辆在弯道上运行时，车箱中心线的两端点就凸出于轨道中心线之外；车箱中心线中点偏移于轨道中心线内侧。因此，线路中心线与巷道支柱之间的间距应适当加宽。一般情况下，曲线段两轨道线路中心线间距可按两直线段线路中心线间距再加宽300mm。曲线段巷道的净宽，通常对其外侧和内侧分别加宽200mm和100mm。加宽的范围除曲线段外，尚应包括与其相邻的一段直线巷道。,图1-5,第1章轨道运输,1.3 弯道和道岔1.3.2 道岔道岔 轨道线路是由若干直线段和曲线段联接而成，线路的联接通常都用道岔。道岔是引导单个矿车或列车从一条线路驶向另一条线路的转向装置。类型 1、按线路间的相对位置

24、，可分为：单开道岔、对称道岔、渡线道岔和菱形道岔等。单开道岔普遍，分左开道岔和右开道岔。2、按操作方法：分手动的和机械操纵的道岔，弹簧道岔和远距离操纵的道岔等。（见图1-7道岔的类型）,第1章轨道运输,1.3.2 道岔1）道岔的类型对称道岔 是将一条线路分为两条中线对称于原线路中线的道岔。又称双开道岔。多用于装车站和井底车场。渡线道岔：将两条平行线路连接起来的道岔。,图1-6 1左开；2右开；3对称；4渡线；5菱形,第1章轨道运输,1.3 弯道和道岔1.3.2 道岔1）道岔的类型道岔标号的表示：用轨距、轨型、道岔型号及道岔曲线半径表示。如：624-1/4-12右道岔，6轨距600mm，24轨型

25、24kg/m，1/4道岔型号，12道岔曲线半径12m，右右开道岔。（表1-8）,第1章轨道运输,1.3 弯道和道岔1.3.2 道岔2）单开道岔的构造（图1-8）包括尖轨、基本轨、转辙器、过渡轨、护轮轨、辙岔。道岔型号：常用的道岔型号有1/3、1/4、1/5等三种，通称3号、4号、5号道岔。警冲标：用来指示车辆停车时相邻两条线路的最小安全距离。,图1-6 单开道岔示意图,1尖轨；2基本轨；3转辙器；4过渡轨；5护轮轨；6辙岔,某矿地面运输轨道中的渡线及左开道岔,渡线道岔,左开道岔,某矿地面运输轨道中的左开道岔,某矿地面运输轨道中的渡线道岔,1.3.2 道岔,图1-6中的角是辙岔岔心角。为了便于计

26、算和制造，通常用辙岔型号M表示辙岔的技术特征。用岔心角的半角正切值的两倍表示道岔型号M，即：,常用的道岔型号有1/3、1/4和1/5等三种。警冲标是用来指示车辆停车时相邻两条线路的最小安全距离，以防止停留在该线路上的车辆与邻线路上的车辆发生侧面冲撞的标志。超过警冲标以后，相邻两车彼此都在对方的安全限界之外，不会发生刮蹭现象。,（1-2）,(4)道岔的选择 选择道岔时应考虑以下几个方面：与基本轨的轨距相适应。如基本轨的轨距是600mm，就应选用600mm轨距的道岔；选用762mm及900mm轨距时也一样。与基本轨的轨型相适应。基本轨是哪种型号，道岔也应选用哪种型号。有时也可以采用比基本轨轨型高一

27、级的道岔，但不允许采用低一级的道岔。如基本轨线路轨型为18kg/m，道岔的轨型也应选用18kg/m，有时也可以选用24kg/m的，但不能选用15kg/m的。,1.3.2 道岔,1.3 弯道和道岔,(4)道岔的选择 选择道岔时应考虑以下几个方面：与行驶车辆的类别相适应。多数标准道岔都能行驶电机车和矿车，少数标准道岔由于曲线半径过小或岔心角过大，只能允许行驶矿车。与车辆的行驶速度相适应。有的道岔允许行驶速度可在1.53.5m/s之间，而有的道岔则限制在1.5m/s以下。一般曲线半径越小，岔心角越大，允许车辆行驶的速度就越小。道岔选择见表1-6。,表 1-6 道岔选择表,第1章轨道运输,1.3 弯道

28、和道岔1.3.2 道岔4）线路分岔联接点的平面布置和计算,第二章 矿用车辆,2.1 概述1）矿用车辆的分类：A 用途分：货车、人车和专用车。用于运输矿石、废石、材料、机械设备及其零部件的车辆统称为货车。专用车如修理车、炸药车、消防车、卫生车等。B 矿车构造及卸载方式分：固定车厢式、翻斗式、侧卸式、底卸式和梭式。C 车厢容积分：小型的（2.5 m3）。,第二章 矿用车辆,2.1 概述2)矿用车辆的主要结构参数及构造 参数：容积、载重、轨距、外形尺寸、轴距、自重。车皮系数：矿车自重与载重之比。越小越好。容积系数：车厢容积与矿车外形体积之比。越大越好。大型矿车的优点：减小车皮系数，减小运行阻力系数，

29、增加装载量，提高翻车效率，减小因卸载造成的停顿时间，简化运输工作组织。,(二)矿车的基本参数,矿车的基本参数包括：矿车的容量、装载量、自身质量、外形尺寸、轨距、轴距以及连接器的允许牵引力等。,第二章 矿用车辆,2.1 概述2)矿用车辆的主要结构参数及构造对矿车的要求：坚固、外形尺寸尽可能小，运行阻力要小，足够的稳定性，摘挂钩方便，卸载干净，清扫容易，润滑简单。矿车的组成：车厢、车架、轮轴、缓冲器和连接器。,(三)矿车的基本部件,矿车的基本部件：车箱、车架、轮对和连接器。,1车箱,车箱：矿车装盛物料的箱形容器。固定车箱式矿车的车箱多采用半圆形车底。箱底开排水口。底卸式矿车的车箱为可开启的平底，车

30、箱下口的两侧有翼板，供卸载时支撑运行。,2车架,车架包括车梁、缓冲器和轴卡。车梁：矿车的主要承载部件。缓冲器：直接承受牵引力和冲击。轴卡：车架与轮对的连接体，目前多采用插销式。,3轮对,轮对是矿车的行走部分，按结构不同，有开式和闭式两种。,4连接器,连接器：牵引链型组成：牵引链、插销和插销座牵引链：单环、三环和万能链,煤矿安全规程规定：倾斜井巷运输时，矿车之间的连接、矿车和钢丝绳之间的连接都必须使用不能自行脱落的连接装置。矿车的连接钩环、插销和无极绳运输的连接装置的安全系数都不得小于6。运送人员车辆的每一个连接器、钩环和保险链的安全系数都不得小于13。矿车连接装置至少每2年进行一次2倍于最大静

31、荷重的拉力试验。,第二章 矿用车辆,2.2 矿车的主要类型地下矿用矿车，有如下几种：图2-1a为固定车箱式矿车，它自重小，而且坚固耐用，矿车容积为0.54米3，只能在固定地点借翻笼来卸载；（如YGC0.7（6），其中YGC冶金类固定车厢式矿车，0.7车厢容积0.7m3，6轨距600mm）,（一）矿车的类型及标准规格,按结构和用途分类：(1)固定车箱式矿车。,第二章 矿用车辆,2.2 矿车的主要类型图2-1b为V型翻斗车，容积0.51.2米3，卸载方便，在中小型矿山使用比较广泛；（如YFC0.7（6）图2-1c为侧卸式矿车，卸载方便迅速，列车在侧卸时不要解体，近年来使用的矿山日益增多；,(2)翻

32、转车箱式矿车,车箱能侧向翻倾卸车,0.6 翻斗式矿车,脚踏式翻斗矿车,双侧卸式矿车,第二章 矿用车辆,2.2 矿车的主要类型图2-1d为前倾式矿车，容积一般都很小，载重1吨左右，主要用于小型矿山人力运输，需要在卸载地点的轨道上设置翻车装置；图2-1e为底卸式矿车，车底一端是活动的，在卸载处，车底一端的滑轮经过一段下陷的曲轨后，车底被打开而卸载，卸载方便，清扫车箱容易，粉矿漏失少，是较好的车型。(如YDC4（7）,(3)底卸式矿车,按车底开启的方向，有正底卸式和侧底卸式之分。在专设的卸载站，整列车在运行中逐个开启自卸。,侧底卸式矿车：进卸载站的行车方向不受限制，卸载时的车速易控制，卸载曲轨不受撞

33、击。底卸式矿车：装卸能力很高，能满足大型矿井的需要。,第二章 矿用车辆,2.2 矿车的主要类型图2-1f为梭式矿车：用于隧道和矿山工程中的一种出碴运输设备。主要由装有运输机的槽形车厢和行走部分组成。由矿山机车牵引在轨道在行驶。用挖斗装载机将石碴从车厢的装碴端装入，连续转动的刮板或链板运输机就能自动地将它转载到卸碴端；待整个梭车装满，由矿山机车牵引至卸碴场，开动运输机，即可将石碴自动卸下。优点：灵活、结构简单、容积大，连续转载、自动卸渣，也可向两侧卸碴，使卸碴不受弃碴场地的限制。（如S4）,(7)梭车车底装有刮板链，是在短距离内运送散料的特殊车辆，可用于掘进工作面运煤矸。,(8)仓式列车它与梭车

34、的相同之处是车底装有刮板链，不同之处是由多节短车箱铰接构成的。,其它专用车辆，如炸药车、水车、消防车等。,第二章 矿用车辆2.2 矿车的主要类型,图2-1 各式矿车外貌a 固定式；b翻斗式；c 侧卸式；d 前倾式；e 底卸式；,第二章 矿用车辆2.2 矿车的主要类型,图2-1 各式矿车外貌e 底卸式矿车f 梭式矿车,e,f,第二章 矿用车辆,2.3 人车（GB16423-2006）规定：采用电机车运输的矿井，由井底车场或平硐口到作业地点所经平巷长度超过1500m时，应设人车。速度不超过3m/s。供人员上、下的斜井，垂直深度超过50米的，应设专用人车。斜井长度在300m以内时，速度不超过3.5m

35、/s；斜井长度大于300m时，不超过5m/s。,(6)人车它是有座位的专用乘人车，分斜井人车、平巷人车。,插爪式斜井人车,抱轨式斜井人车,平巷人车,(4)材料车：专用于装运长材料。,(5)平板车：装运大件设备。,第二章 矿用车辆,2.4 矿车运行阻力1）基本阻力基本阻力：矿车沿水平的直线轨道等速运行进所产生的阻力。基本阻力 F1=GC，式中GC矿车重量；矿车的基本阻力系数。,第二章 矿用车辆,2.4 矿车运行阻力2）附加阻力包括：坡道阻力；惯性阻力；弯道阻力。,第二章 矿用车辆,2.4 矿车运行阻力2）附加阻力,第二章 矿用车辆,2.4 矿车运行阻力3）矿车自溜运行 长度为L，坡度为i的线路高

36、差为：h=iL自溜运输的坡度：式中：矿车基本阻力系数；K转动影响系数，重车1.031.05，空车1.071.1，平均取1.075；S线路长度；v0初速度；v末速度。矿车自溜运行速度规定：在弯道上1t矿车运行速度为2.5m/s，2t的为2m/s。在直线上运行速度小于3m/s，接近阻车器时的速度在0.751m/s。,第二章 矿用车辆,2.5 矿车的选择和矿井矿车数的计算1）矿车的选择 应考虑提升的方式、运输量的大小、货载的黏结性、矿物贵重程度、含水量大小及卸载要求等因素。罐笼提升时，采用固定式或翻斗式；箕斗提升时，采用底卸式或侧卸式；废石运输一般采用0.7m3以下的翻斗车。掘进废石量很大时，采用梭

37、式矿车。,第二章 矿用车辆,2.5 矿车的选择和矿井矿车数的计算2）矿车数的计算常用定点分布法。,第二章 矿用车辆,当确定工作机车的台数后，在需要同时工作的各个阶段平面图上，按生产实际需要注明矿车分布情况：运行中的矿车车辆数、装车点、井底车场、材料库、井筒内、地表车场等处的车辆数相加，并乘以检修系数和备用系数，即得矿井所需的矿车总数!为：式中Z 矿车总数，辆；n 全矿需用矿车地点的数目；Zi 各个地点用的矿车数，i=1，2，辆；K1 矿车的检修系数，一般 K1=1.1 K2 矿车的备用系数 K2=1.251.3,第二章 矿用车辆,在人力装车和推车地点，应在编组处考虑一列矿车数。必须摘钩才能卸载

38、的矿车，应在每个卸载地点增加一列矿车数。废石车型式与矿石车型式不同时，应该单独考虑各自的车数。材料车的数量，按矿井一昼夜消耗的材料所需用的车数确定，并适当考虑检修和备用的材料车数。平板车的数量，根据矿山实际需要情况决定，若矿山机械设备多，平板车数量就多些；反之就可以少些，同时也适当考虑检修和备用的平板车数。平板车载重量的选择，按被运设备的重量考虑。,第二章 矿用车辆,2.6 矿车清底措施清底措施有：人工、风动锤冲击、压气吹、高压水冲洗、在车底衬铺胶带预防结底、采用与翻车机笼体联动的振动清扫器。,第三章 轨道运输的辅助机械设备,包括：翻车机、推车机、爬车机、阻车器、限速器等。,第三章 轨道运输的

39、辅助机械设备,3.1 翻车机是用来翻卸固定式矿车的。分：前倾式、圆形、侧卸式翻车机。,第三章 轨道运输的辅助机械设备,3.1 翻车机1）前倾式翻车机分类:按动力分：无动力和有动力；按矿车是否通过分：不通过和通过两种。多数使用不通过式的。无动力前倾式翻车机：利用矿车的自重、偏心达到矿车旋转从而卸载的设备。液压传动的前倾式翻车机：前倾式翻车机：优点：结构简单，制造容易，安装方便。缺点：矿车必须摘钩，每次只翻一个矿车，生产能力小。,第三章 轨道运输的辅助机械设备,3.1 翻车机2）圆形翻车机是一种侧卸式卸载设备。电动圆形翻车机应用很广。其动作原理是：当重矿车进入旋转笼体的轨道上后，便开动电动机，使笼

40、体回转进行卸载。当笼体回转180后，矿车内矿物全部卸出，继续转180，则恢复原位，推入重车，顶出空车，再进行下次翻卸。,第三章 轨道运输的辅助机械设备,3.1 翻车机3）侧卸式翻车机 以摇架代替转筒，车辆在摇架上被夹紧后，随同摇架上方的轴旋转140170后卸车。（见图及视频）,第三章 轨道运输的辅助机械设备,3.2 推车机 按使用地点分：罐笼前的推车机（视频），翻车机前的推车机，装载站的推车机。按结构分：有牵引结构的：利用链条或钢绳牵引推爪；无牵引结构的：由汽、液缸直接推动带爪的小车。按能源的种类分：电动的；气动的；液压的。按推车机和矿车的相对位置分：下行式；上行式。多用下行式。,第三章 轨道

41、运输的辅助机械设备,3.2 推车机1）链式推车机 具有运送能力大的特点，但它的结构复杂。2）钢绳推车机 具有结构简单、制造容易、基建费用低等特点。但它靠摩擦传递动力，钢绳磨损快，维护工作量大。,第三章 轨道运输的辅助机械设备,3.2 推车机3）风动推车机 具有结构简单、造价低、效率高、维护方便等特点。但这种推车机对矿车的冲击力大，由于汽缸的行程有限，推车距离受一定的限制。4）液压推车机 结构简单、安装施工方便、振动冲击小、推车效率高、安全可靠，在工矿企业应用广泛。,第三章 轨道运输的辅助机械设备,3.3 爬车机爬车机是在矿车自重滑行的线路上，用于补偿线路的高度损失，使矿车在短距离内上升一定高度

42、的设备。目前一般采用链式电动爬车机。,第三章 轨道运输的辅助机械设备,3.3 爬车机1）链式爬车机 分 圆环链式及板链式爬车机。如图3-6所示的PH圆环式爬车机。圆环链连续循环运转，单个矿车滑行到爬车机下部进口处，被圆环链上的爬车爪推动，沿导轨向上运行到爬车机的上端，矿车在下坡轨道上靠自重滑行，脱离爬车机。,第三章 轨道运输的辅助机械设备,3.3 爬车机2）钢绳爬车机,第三章 轨道运输的辅助机械设备,3.4 阻车器和限速器1）阻车器 阻车器 是在矿车自溜运行轨道上阻止矿车运行的设备。分单式阻车器（一对阻爪）和复式阻车器（两对阻爪）。阻车器操作的方式：手动的、半自动的、自动的。阻车器按结构有：阻

43、车轮的、阻车轴的、阻车辆下部附设的底挡及阻缓冲器的。阻爪与车轮的最小间隙为50100mm。,第三章 轨道运输的辅助机械设备,3.4 阻车器和限速器2）限速器 是为了控制矿车的运行速度。如图 3-9 气动摇杆限速器。,第四章 机车运输,4.1 概述机车运输 是水平巷道长距离运输的主要方式。按动力不同分：电机车和内燃机车两种。普遍使用电机车。按电源不同分：直流的和交流的。按供电方式分：架线式(ZK型)和蓄电池式(XK型)。金属矿山主要用前者。按电机车的轨距分为600mm、762mm、900mm三种。按电压等级，架线式电机车有100（97）V、250V、550V三种；蓄电池式电机车有40/48V与1

44、10/132V两个等级机车运输的轨道坡度一般为3。,第四章 机车运输,架线式电机车；蓄电池式电机车,第四章 机车运输,4.1 概述1）架线式电机车的工作系统：交流电在变流所整流后，正极接在架空线上，负极接在轨道上。机车上的受电器（集电弓）与架空线接触，将电流引入车内，经车上的接触器和牵引电动机，再经轨道流回。（图4-1a）架线式电机车是借受电弓从电路上取得电能的。当电机车运行时，受电弓沿着架空线滑动。架线式电机车的供电方式是，由中央变电所引来的高压电缆，供给牵引变流所三相交流电源，经变压器降压，再经低压电缆送到变流设备，将交流电变为直流。直流电源的正极通过供电电缆与架空线导线相连接，期间的接点

45、成为供电点，其负极通过回电电缆与轨道连接，相应的接点称为回电点。工作时，沿轨道运行的电机车上部，靠受电弓接触架空线获取电能，下部则利用车轮与轨道接触，构成一个回路，使牵引电动机工作，从而使电机车牵引矿车行驶。,第四章 机车运输,4.1 概述1）架线式电机车的工作系统：由上所述，架线式电机车的运行轨道，同时又是电流回路的导线。为了减少牵引电网的电压降，一般在钢轨的接缝处利用导线或铜片连接，以减少接缝处的电阻。优缺点：架线式电机车的结构简单，维护容易，运费低，但电弓常冒火花，不能在有瓦斯爆炸危险的矿井使用。目前井下用的架线式电机车，有3吨，7吨、10吨、14吨、20吨等几种。,第四章 机车运输,4

46、.1 概述架线式电机车运转设备包括列车和供电设备两部分。列车是由电机车和矿车组组成；供电设备是由牵引电网和牵引变流所组成。牵引电网是由架空线和轨道向架线式电机车供应电能的网络，由馈电电缆、回电电缆、架空接触线和轨道四部分组成。牵引变流所中的主要设备有变压器、整流器和直流配电设备等，牵引变流所一般与井底车场变电所在一起或在附近峒室中。,第四章 机车运输,4.1 概述1）架线式电机车的工作系统：图,图4-1 架线式电机车的供电系统1牵引变流所；2馈电线；3馈电点；4架空裸线；5电机车；6轨道；7回电点；8回电线；9矿车；10受电弓,10,第四章 机车运输,4.1 概述1）架线式电机车的工作系统：在

47、选择电机车型号时，应根据阶段运输量，运距、装矿方式、装矿点集中与否等因素综合考虑来决定。一般装矿点分散，溜井贮矿量小，应考虑选择小吨位电机车；若运距较长，装矿点集中，溜井贮矿量大，则应选用大吨位电机车。例如阶段运输量仅815万吨年，可选用13吨电机车，匹配容积为0.51.2米3的矿车；当阶段运输量大于100万吨年时，应选用1014吨电机车，匹配24米3矿车。,第四章 机车运输,4.1 概述2）、电机车的工作原理电机车是将电能转化为机械能。电动机从电源获能量开始运转，经传动系统输出到机车动轮上产生转矩M，此转矩可用一力偶表示，对于机车作用来说，其中一力与摩擦力相抵消，另一个力没有被平衡，成为电机

48、车的牵引力。牵引力形成的先决条件是粘着力（摩擦力）的存在，其大小受摩擦力的限制，因此牵引力小于或等于摩擦力。电机车的起动是通过逐步加大牵引电极的端电压，以提高电动机的转矩，增大电机车的牵引力。电机车的调速靠改变电动机的端电压或频率来实现。电机车的制动是采用电制动或机械制动。,第四章 机车运输,4.1 概述3）、电机车的型号和主要技术特征电机车型号的表示方法如下：电机车的主要技术参数：1、粘着重量：在电机车水平轮对下，水平轨面上所承受电机车质量的垂直压力。用“吨”表示。2、额定电压：550V3、牵引电动机台数：单机或双机。4、小时制：电动机在固定装置上工作一小时，而不致使其任何部分的温度高于所允

49、许的额定值。5、长时制：电动机在固定装置上，长时间连续工作，不致使其任何部分的温度高于所允许的额定值。,架线式电机车的技术特征（续）,第四章 机车运输,4.1 概述2）蓄电池式电机车：是由蓄电池供给电能的。优点：无火药引爆危险，不需架线，运输线路不受限制，灵活。缺点：需充电设备，初期投资大，运输费用较高。蓄电池式电机车运输设备由列车、供电设备、轨道组成。但轨道不在供电系统中。蓄电池式电机车的供电设备由变流所和充电室的设备组成。,图4-1 电机车a架线式电机车，b蓄电池电机车,第四章 机车运输,4.1 概述矿用电机车的优点：A牵引力大；b维护费用小；c可改善劳动条件；电机车运输的缺点：A基建投资

50、较大；b需较大的巷道断面；c产生不良的泄漏电流。电机车运输的发展方向：A 电机运输高度自动化；B 使用新型电机车；C 改进矿车结构使用大容量的矿车。,第四章 机车运输,4.2 矿用电机车的机械设备及电气设备矿用电机车由机械和电气设备组成。机械设备包括：车架、轮对、轴承和轴箱、弹簧托架、制动装置、齿轮传动装置、撒砂装置、缓冲器和连接器、警钟等。电气设备包括：牵引电动机、控制器、受电器、变阻器、保护和照明装置等。（具体见书本）,4-2 矿用电机车的构造,4.2.1电机车的机械设备组成：,车架、轮对、轴承和轴箱、弹簧托架、制动装置、加砂装置、齿轮传动装置及连接缓冲装置等。,(一)车架,车架是机车的主