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1、采矿设计手册(煤炭) 第四章 井下辅助运输设计第一节 辅助运输方法一、概述1. 辅助运输概念井下辅助运输是指人员、设备、辅助材料和矸石的运输，相对于“主运输”即煤炭运输而言，称为辅助运输。运输过程中，若所运输的设备、材料、矸石等货物，需由一个容器或车辆转装至另一个容器或车辆上运输。称为换装。比如：单轨吊和轨道运输设备的转运、一般矿车和卡轨车的转运等，均称为换装。运输过程中，若不需改变承载车辆或容器，只改变牵引设备，称为或倒运。比如：矿车由机车牵引改为由绞车牵引或由多台绞车接力牵引等，即称为或倒运。2辅助运输的特点货物品种多样，有重型设备、长材料、松散物品、液体材料、危险品及人员等。使辅助运输车
2、辆、容器的规格、性能不一。运输量小，工作量大。即使辅助运输量占井下运输量的百分比不大 ，但因为其货物品种多、运输步骤多、使用地点多使辅助运输的工作量大，占用人员多。货流不均衡。辅助运输难以维持一衡定运输量连续运输。而是含有间断性特点。如人员运输，多集中在交接班时间，回采工作面迁居则集中在回采面接替的一段时间内。运输线路复杂、分支多。由子煤层赋有条件不一样，为满足开采需要，并下巷道尤其是采区巷道多含有起伏不一、坡度不一、环境差、分支多的特点。货物重量向重型化发展。伴随采煤机械化程度的提升重型设备 在井下应用越来越广运输最大件所占百分比加大，对辅助运输设备的性能、质量提出了新的要求。含有双向运输的
3、特点，即设备、材料、人员等所运货物，既需向井下作业地点运输，又需由井下作业地点运往井底或地面。3辅助运输方法的分类根据动力源不一样，辅助运输方法可分为牵引式和自行式两大类图10-4-1。牵引式是指牵引设备安装在某一固定地点，经过钢丝绳向设备车辆传输动力的方法。如绳牵引单轨吊、绳牵引卡轨车等均由固定绞车牵引即为牵引式。自行式是指牵引设备直接安装在设备车辆上，经过齿轮或液压系统传输动力的方法。如防爆柴油机单轨吊、防焊柴油机齿轨车等，为燃动自行式辅助运输设备；防爆蓄电池单轨吊、防爆蓄电池无轨胶轮车、架线电机车等，即使提供电力的方法不一样，但均为电动自行式辅助运输设备。风动单轨吊等则为风动自行式辅助运
4、输设备也有采取复式能源驱动的自行式辅助运输设备。根据运行轨道方法不一样，辅助运输方法又可分为天轨式 、地轨式 和无轨式三大类。二、辅助运输现实状况1我国辅助运输现实状况我国辅助运输设备的研究起步较晚。辅助运输方法较落后。通常大巷采取架线电机车或蓄电池机车牵引运输，采区内斜巷采取矿用绞车、调度绞车提运，煤层巷道采取无极绳绞车或调度小绞车运输这和矿井重型、大功率、高产、高效综采设备的发展很不相当。据相关资料介绍，现在我国有72个综采工作面年产逾百万吨，已较全方面地开发和应用了大型当代化采掘运设备。采煤机的装机功率已达1000kW 上下，重量达40-50t 液压支架的单架工作阻力达10000kN ，
5、重量达1220t ，最大达28t ，工作面刮板输送机的整机重量已达150-200t ，综采工作面装备总重量达2021t 以上。相反，辅助运输的落后面貌。已严重影响了当代化采掘设备效率的发挥，煤矿日产万吨煤辅助运输用工多，有的达成1000人左右，综采工作面迁居耗用时间长3S 进工作面辅助运输工作占用工时多；运输事故死亡率据相关资料介绍占总死亡率的25以上，而辅助运输作业是发生运输事故的关键步骤。井下工作人员人井抵达工作地点时间约需170年代末80年代初，我国开始引进和研制新型辅助运输设备，并在部分矿井进行了应用。条件适宜的矿井使用效果很好，使用过程中关键的问题为：辅助运输设备正在研究、发展阶段，
6、一些设备的能力、产品质量有待深入提升。辅助运输设备的发动机等部件需引进，价格偏高。根据传统的辅助运输模式设计和施工的部分矿井，并下开拓运输系统复杂，大巷距离煤层远、巷道断面小、斜巷坡度大、运输步骤多、次数多等，和新型辅助运输系统不适应，改用新型辅助运输设备后使用效果不好。新建或扩建矿井，在进行井下生产系统设计时侧重于煤炭运输系统对辅助运输系统及所采取的新型运输设备了解不够，运输设备只能被动适应巷道条件，致使设备运行效果不好。对新型辅助运输设备的性能、特点不熟悉，使用过程中存在操作不妥等问题。现在我国外研制生产过的新型辅助运输设备有近十种，并在我国一些矿区使用或试用过，见表10-4-1。国外辅助
7、运输设备的硕士产起步较早，早在30年代卡轨车就在德国出现。关键多个产煤国的辅助运输概况以下：德国：井下辅助运输系统处理的很好研制和使用了统一标准的辅助运输设备和机具。早在30年代就生产出绳牵引卡轨车在井下使用。1954年研制成绳牵引单轨吊。1963年研制成柴油机单轨吊，1976年研制成蓄电池单轨吊。德国材料运输系统的步骤少。单台设备运输距离长。前联邦德国1984年拥有材料运输设备专用车约4400台，单轨吊1695台 、卡轨车247台 、无轨胶轮车10台。机车关键用于大巷单轨吊和卡轨车关键用于采区，采区外使用的只占7。前联邦德国80-90的井下材料由单轨吊和卡轨车运输，且单轨吊使用较多。原因是煤
8、矿数目占前联邦德国煤矿总数23的鲁尔矿区，煤层底板不稳定，底鼓严重。在该区单轨吊占95，卡轨车仅占5关键用于工作面迁居。下井材料通常采取捆扎或集装箱运输。德国煤矿尤其重视井下人员运输。人员运输的特点是充足利用运煤和运输材料的设备，采取混合的人员运输系统。运人设备中轨道人车最多人车速度从8km h 增加到28km h 最快达40km h 。采取单车乘坐12-24人的列车可一次将200人运至工作地点。带式输送机运人也发展较快，1985年双向运人带式输送机总长度约130km ，单机长度达4km 。英国：以60年代着手处理辅助运输机械化问题辅助运输的特点是充足发挥井下已经有辅助运输设备的潜力。大巷采取
9、高速柴油机车，上山采取无极绳绞车、齿轨车或卡轨车，顺槽采取无极绳绞车或胶套轮机车。1982-1983年绳牵引的辅助运输设备占80机车占7。1985年英国因为33的工作面至井口的距离超出5km ，所以开始重视发展高速运人车辆。英国带式输送机运人也发展较快。1979年英国煤炭局要求严禁使用单轨吊运人。美国和澳大利亚：这两个国家是使用无轨胶轮车较多的国家。巷道多采取锚杆支护，支护材料相对较少。煤层多为近水平和缓斜煤层，底板条件通常很好，有的矿井基础实现了无轨化运输有一系列的无轨运输定型产品。在长壁工作面采煤法推广后，又成功地开发出几个用于长壁工作面生产的无轨设备，比如支架铲车、支架回收车、支架运输车
10、、采煤机运输车等。短时间内完成支架整体搬运和综采工作面设备安装。前苏联辅助运输以有轨运输为主，大巷采取机车运输，斜巷用索道架空运输。井下辅助运输量约占煤炭运输量的10，但辅助运输的劳动量占井下总劳动量的30-40，因辅助运输迫使工作面的停工率达17。近十几年开始重视发展辅助运输，前后研制出绳牵引单轨吊和柴油机单轨吊。带式输送机运人及无轨运输也有一定发展，人员运输关键靠有轨运输。捷克50年代末开始处理辅助运输机械化问题。大部分矿井为中斜煤层。煤层倾角通常不大子25，矿井走向长度短，巷道系统复杂交叉多、转弯多、底板底鼓严重，通常不宜采取地轨设备运输。所以，捷克井下辅助运输多采取柴油机单轨吊，现在该
11、国约有2021台单轨吊在井下运行。第二节 辅助运输的要求和要求一、辅助运输方法选择通常要求1辅助运输系统设计。应满足以下要求降低辅助运输步骤及数次倒运降低辅助运输人员，提升运输效率。2当矿井采取平硐或副井采取斜井、采区上下山沿煤层布臵且倾角适宜时，宜从井筒至并底车场、大巷、采区上下山至回采工作面顺槽实施连续运输。3当大巷、采区上下山沿煤层布臵且倾角适宜时，从井底车场至大巷、采区上下山至回采工作面顺槽宜实施连续运输。4采区上下山沿煤层布臵且倾角适宜，采区上下山和回采工作面顺槽宜组成连续运输系统。5辅助运输设备的选择应能满足辅助运输人员、物料、运距等的要求应适应巷道倾角改变。6煤巷及半煤岩巷的煤和
12、矸石，有条件时可汇入回采煤系统，岩巷掘进的矸石，有条件时，可在井下处理。7辅助运输车辆的选择，应依据运输方法，运输的材料和设备的类型确定。应配置运输多种材料、设备的专用容器、集装箱及人车。煤矿安全规程的相关要求第一百七十三条：在煤 和瓦斯突出的矿井和瓦斯喷出区域中，进风的关键运输巷道和回风巷道内使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆型柴油机车时，蓄电池电机车必需设臵车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。柴油机车必需设臵便携式甲烷检测报警仪。当瓦斯浓度超出时必需停止机车运行。第三百四十七条：在瓦斯矿井中使用蓄电池及防爆柴油机车运输的要求；高瓦斯矿井进风 的关键运输巷道内，应使用矿用防爆特殊型
13、蓄电池机车或矿用防爆柴油机车。掘进的岩石巷道中，可使用矿用防爆特殊型蓄电池机车或矿用防爆柴油机车。瓦斯矿井的关键回风巷和采区进、回风巷内，应使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。在煤 和瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中，假如在全风压通风的关键风巷内使用机车运输，必需使用矿用防爆特殊型蓄电池机车或矿用防爆柴油机车。第三百五十条：采取矿用防爆型柴油动力装臵时，应遵守下列要求：排气口的排气温度不得超出70及其表面温度不得超出150；排出的多种有害气体被巷道风流稀释后，其浓度必需符合本规程第一百条的要求；各部件不得用铝合金制造，使用的非金属材料应含有阻燃和抗静电性能。油箱及管路必需用不然性材料
14、制造。油箱的最大容量不得超出8h 的用油量；燃油的闪点应高于70；必需配臵适宜的灭火器。第三百七十六条：单轨吊、卡轨车、齿轨车和胶套轮机车的运行坡度、运行速度和载荷重量不得超出设计要求的数值，胶套轮材料和钢轨的摩擦系数不得小于。设备最突出部分和巷道之间和对开列车最突出部分之间的间隙必需符合本规程第二十二条和第二十三条的要求。第三百七十七条：卡轨车、齿轨车和胶套轮机车运行的轨道，应采取大于22kg m 的钢轨。轨道的铺设质量应符合本规程第三百五十三条的要求。第三百七十八条：单轨吊、卡轨车、齿轨车和胶套轮机车的牵引机车和驱动绞车含有可靠的制动系统，其性能应满足以下要求：保险制动和停车制动的制动力应
15、为额定牵引力的倍；必需设有既可手动又能自动的保险闸。保险闸应具有以下性能：运行速度超出额定速度15时能自动施闸；施闸的空动时间不大干 ；在最大载荷是大坡度上以最大设计速度向下运行时制动距离应不超出相当于在这一速度下6s 的行程；在最小载荷最大坡度上向上运行时。制动减速度小于5m s 。保险制动和停车制动装臵，应设计成失效安全型。第三百七十九条：在单轨吊车、卡轨车、齿轨车和胶套轮机车的牵引机车或头车上，必需装设车灯和喇叭，列车的尾部设有红灯。在钢丝绳牵引的单轨吊车和卡轨车的运输系统内。必需备有列车司机和牵引绞车司机联络用的信号和通信装臵。二、辅助运输方法选择1架空式和落地式的选择架空式运输方法关键指单轨吊车，落地式指有轨及无轨运输方法。架空式运输的最大优点是对巷道底板无特殊要求，在有底鼓现象或软底板巷道中，宜选择架空式辅助运输。落地式运输最大的优点是承载能力大，对巷道支架无特殊要求，运行安全可靠。所以，在需要重载运输
