辅助运输方式范文（精选7篇）
辅助运输方式 第1篇
1 无轨胶轮车的技术规范及要求
1.1 无轨胶轮车的连续正常运行条件
无轨胶轮车在下列使用条件下可连续正常运行:第一, 顶板有淋水, 底板有渗水;第二, 瓦斯矿井、煤尘有爆炸危险, 煤有自燃发火倾向;第三, 回顺宽4.5 m, 运顺宽5.0m, 高为2.2 m和4.5 m的矩形断面。
1.2 无轨胶轮车的技术参数
(1) 采用防爆型水冷式四缸柴油发动机驱动, 防爆后净功率不小于50 k W;发动机必须为国际或国内知名品牌。柴油机启动方式:防爆电启动;驱动方式:四轮驱动;传动方式:液力机械传动;前后车架中央铰接式。 (2) 额定装载质量:不小于10 t, 额定斗容积不小于2.6 m3;外型尺寸:最大宽度不大于2 200 mm, 最大高度不大于2 600 mm, 长度不大于7 300 mm;最小离地间隙:不小于280 mm;适应巷道横向倾角:≥7°;最大爬坡能力:≥14°;转弯半径 (内侧/外侧) :≤3 100/4 700 mm;最大行驶速度:≥25 km/h。 (3) 预留车辆定位放置装置;轮胎必须选用工程专用实芯充填轮胎;柴油机尾气排放指标:CO≤1 000 ppm;NOx≤800 ppm。防爆型柴油机废气排出口温度不超过70℃, 表面温度不超过150℃, 冷却水温度不超过98℃。 (4) 外形尺寸必须适应巷道要求, 两侧安全空间不小于500 mm, 顶部安全空间不小于300 mm;燃油的闪点应高于70℃, 所有用油应能使用现有油料品种;防爆型柴油机功率配置保证满载情况下, 适应矿井巷道条件及运行速度要求, 并能满足多种使用工况;驾驶员座椅上方要设置防护顶棚;顶棚设计要保证驾驶室视野开阔, 方便材料车前进、后退。
1.3 无轨胶轮车的技术特点及要求
(1) 机体应装有全面的安全保护系统, 能监测柴油机水温、尾气排放温度、柴油机表面温度、机油压力、柴油机转速、补水箱水位、瓦斯浓度等运行参数, 当某项运行参数超标时能实现声光报警, 可自动或手动停车, 并具有运行时间及运行里程等记录功能。安全保护系统的设计与制造符合《矿用防爆柴油机通用技术条件》和《矿用防爆柴油机无轨胶轮车通用技术条件》。
(2) 制动系统安全、可靠、灵活, 采用湿式多盘轮边工作制动和多盘失效安全型停车制动;保证设备在满载、最大坡度上平稳停车;而且设备在额定载荷、速度20 km/h时的平道工作制动距离应不大于8 m。
(3) 空气进气系统必须有过滤器, 排气系统必须安装尾气处理装置和防爆栅栏;车辆配备便携式灭火器等消防装置;电气系统的电气元件提供安全标志证书。电气设备的防护等级不低于IP54;装有车载式瓦斯报警仪, 并能自动停机;装设警声装置, 确保在40 m外的距离处不小于70 d B (A) ;整机噪声声源小于90 d B (A声级) , 大于90 d B (A声级) 驾驶员带防护设备;各种标识清晰、易懂、防腐蚀, 安装在明显的位置, 并有中文指示标识。
2 无轨胶轮车的应用
无轨胶轮车不仅运输车辆、配套设备完善, 而且适用条件、适用范围也得到了较大程度拓展, 基本已经在辅助运输系统的各个领域得以覆盖, 可符合煤矿对于运输物料、运输人员、运输设备、运输材料的需要, 并且还能够实现煤矿装卸作业机械化。
无轨胶轮车的主要应用范围包括: (1) 可应用于巡查、指挥; (2) 可应用于运煤、排矸等运送上行物料的工作中; (3) 可应用于运输施工材料 (混凝土、水泥、水管等) 、锚护材料 (锚网、锚杆等) , 以及设备配件等下行材料; (4) 可应用于运输煤矿人员; (5) 可应用于运输运输机部件、采煤机、支架等设备。
3 胶轮车与以往辅助运输方式的优缺点对比
3.1 优点
(1) 无轨胶轮车的适应性强、运输效率较高, 且整个系统较为简单。胶轮车在煤矿辅助运输系统应用之后, 较好地改变了以往有轨运输方式适应性差、运输效率低、系统复杂等问题, 较好地实现了煤矿辅助运输的连续化和单一化。特别是大中型无轨胶轮车, 只需要简单一次换装之后就可将货物持续运输到目的地。
(2) 无轨胶轮车的经济效益显著、产出高、投入高。虽然与以往辅助运输方式相比, 无轨胶轮车的一次性投入高, 但总体经济效益明显要更高一些。
(3) 使用无轨胶轮车之后, 能够在较短时间内实现综放工作面的拆除、安装。无轨胶轮车的机动性较强、车载重量大, 可将全部综采放顶煤工作面设备都统一运输到切眼内, 并且还可实现一次到位安装。
(4) 使用无轨胶轮车之后, 能够达到“安全生产”、“提效减员”的效果。主要原因在于:无轨胶轮车的应用, 既能够较好减少煤矿采掘区队辅助人员、专职运输人员的数量, 又能够较好改善煤矿采掘区队辅助人员、专职运输人员的生产环境及作业条件, 进而还可对各类运输事故的发生予以有效消除。
3.2 缺点
虽然与以往辅助运输方式相比, 无轨胶轮车的优点较多, 但是仍然存在着一些问题和不足, 主要体现在以下6点:第一, 无轨胶轮车大都为国外进口设备, 备件昂贵、成本费用较高;第二, 无轨胶轮车的噪声较大;第三, 无轨胶轮车采用低污染、防爆型的柴油机排气栅栏, 往往很难达到完全清洗的效果;第四, 无轨胶轮车在排气过程中或多或少都会出现废气污染的问题, 为了解决这一问题, 需要进一步加大通风量;第五, 无轨胶轮车的国产化水平较低, 需要进一步加强;第六, 无轨胶轮车的轮胎不太耐磨。
4 结语
总之, 无轨胶轮车是一种灵活轻便、安全隐患少、载重量小、价格低廉的巷道运输车辆, 已经成为了各大煤矿配置辅助运输系统的首选, 务必要引起高度重视, 不断拓展其应用范围, 值得推广应用。
参考文献
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井下辅助运输系统应用研究 第2篇
井下辅助运输是指煤炭生产过程中除煤炭运输外的其它所有运输活动, 包含人员、设备、废弃矸石、施工材料等的运输, 是井下运输系统的重要构成部分[1,2]。目前, 国内各大矿区随着采矿技术不断发展, 井下辅助运输系统也先后经历了小绞车、无极绳、卡轨车、连续牵引车和无轨胶轮车的演变。但受限于不同矿区煤炭赋存条件的差异和运输方式的局限, 井下辅助运输的高效快速开展始终无法有效解决[3]。鉴于此, 结合矿井实际, 通过对不同辅助运输方案的比较优化, 选择最适宜的辅助运输方案, 希望成为矿井高效生产开展的保障。
1 工程概述
A矿井田面积190 km2, 地处华北地区山西地层, 矿井整体为单斜构造, 倾角5°。矿井范围内共有含煤地层5层, 总厚15.2 m, 可采煤层共两层, 分别为3#煤和9#煤, 其中3#煤层为矿井首采煤层, 煤层厚度3.5 m~6.9m, 均厚5.2 m, 倾角8°~15°, 整体厚度变化均匀, 结构简单, 局部含有少量夹矸, 上部直接顶为厚5 m的粉砂岩, 下部直接底为厚3.4 m的泥岩。回采作业时, 井下正常涌水量为320 m3/h, 最大涌水量450 m3/h。
2 井下辅助运输系统选择原则
井下辅助运输系统应当在充分满足井下地质状况及巷道限制的同时实现井下作业人员、设备、原材料快速高效运输, 这就使得单一化的井下辅助运输方式无法满足实际需求。因此, A矿在井下辅助运输系统的设置上充分结合井下地势平缓、高瓦斯、需风量大等特点, 考虑矿井能够实现分区开拓与分区提升, 兼顾后期井下开拓生产需求 (向斜两翼采区倾角大, 煤层开采不具备无轨运输条件) , 整个矿井辅助运输选择以轨道作为基础的方法[4,5]。
3 辅助运输方案比选
依据矿井最大运输载重、煤层倾角、巷道布置等因素, 兼顾初期建设投资需求和后期生产建设需求及当前辅助运输技术发展趋势, 在保证运输便捷、系统简化等原则下, 提出下述三种辅助运输方案:
a) 方案一, 连续牵引车运输为主。这一方案在井下水平大巷和井底车场间选用电机车进行牵引, 倾斜大巷同采区巷道选用连续牵引车牵引, 采区巷道与回采面间采用调度绞车进行调运。同时还需在进风大巷与采面巷道间布设架空乘人器进行人员运输。该方案整体成本低, 消耗少, 但在后期生产作业时人员与材料运输耗时长, 效率低下, 且所需人员较多[6];
b) 方案二, 单轨吊运输为主。这一方案除井下水平大巷和井底车场间选用电机车进行牵引, 增设单轨吊运输装置及人车存放硐室, 同时在轨道大巷与辅助运输巷到采区间布设四套单轨吊。日常作业时, 每个采区使用一套单轨吊进行设备与材料运输;搬家倒面作业时则将两套单轨吊集中于一个采区使用。该方案不仅可以达成井下设备、施工材料的持续运输, 同时单轨吊系统能够伸入待布设的工作面内, 从而缩减回采面搬家倒面及设备安装耗时。不过, 由于通过单轨吊进行人员运输, 耗时过长, 因此该方案也需在进风大巷与采面巷道间布设架空乘人器进行人员运输。整体而言, 这一方案涉及装备种类少, 系统衔接便捷, 但投资成本较大, 运输速度低, 且运输量小, 对不同地质状况适应性差;
c) 方案三, 连续牵引车+单轨吊混合运输。综合考量单轨吊分岔巷道运行便利, 连续牵引车分段运输能力强, 结合二者优势, 在井下大巷内布设双轨并分段安装连续牵引车, 同时在采区巷道内布设吊轨, 并安装四套单轨吊进行巷道内设备物料运输。人员运输则通过布设架空乘人器进行。该方案虽然涉及设备类型多, 初期投资大, 但系统衔接方便, 且运输能力强, 适应能力高[7,8]。
表1、表2、表3分别为辅助系统运输方案对比表和初期投资对比表。
4 辅助运输方案选择
对比分析可知, 以单吊轨为主进行运输, 虽便于作业面设备的安装与搬移, 但由于其运输量小, 不利于物料运输, 且投资成本较高;以连续牵引车为主进行运输, 具备系统设置简单, 运输能力强, 便于后期维护且投资小等诸多优点。此外, 矿井西翼具备进行分区开拓与提升的条件, 大巷中连续牵引车接台数最多3台, 其缺陷并不明显。鉴于此, A矿适宜采取方案一进行辅助运输, 即井下水平大巷和井底车场间选用电机车进行牵引, 倾斜大巷同采区巷道选用连续牵引车牵引, 采区巷道与回采面间采用调度绞车进行调运。同时还需在进风大巷与采面巷道间布设架空乘人器进行人员运输。
5 结语
井下辅助运输方案种类极多, 每个方案各有其适用性与局限性, 因此在具体使用中, 矿井管理者应当组织专业人员, 在充分考虑自身实际情况的基础上, 选取一种或多种辅助运输方式进行井下运输, 在实现井下辅助运行高效开展的同时提升矿井经济效益, 为自身持续发展提供保障。
摘要：以井下辅助运输系统为对象, 结合矿井工程实际, 针对井下辅助运输系统的应用展开探究。在分析井下辅助运输系统选择原则的基础上, 通过方案比选优化, 选择出最适宜矿井实际的辅助运输方案, 并为其它矿井的辅助运输系统的选择提供借鉴与参考。
关键词：煤矿,辅助运输,方案比选,方案选择
参考文献
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[5]卢如意, 郭帅.矿井辅助运输系统现代化改造[J].煤矿机械, 2013 (10) :174-176.
[6]张立忠, 写义明, 罗志诚.我国煤矿井下辅助运输现状和技术改造途径[J].采矿技术, 2010 (S1) :118-120.
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刘庄煤矿单轨吊辅助运输设计 第3篇
刘庄井东西走向长约16.0km, 南北宽3.5～8.0km, 面积约82.4km2。矿井核定生产能力为11.40Mt/a。矿井划分为2个水平开采, 一水平标高为-762m, 二水平标高暂定为-1000m。一水平根据断层自然划分为6个块段, 东一、东二、东三、西一、西三、西四, 主要可采煤层5层:13-1、11-2、8、5、1煤, 煤层累厚为21.03m。东二块段各采区煤层均为采区式开采, 13-1煤、11-2煤已相继回采完毕。120803工作面为1208采区的最后一个工作面, 煤层厚度平均2.46m, 工作面设计长度280m, 煤层倾角10°-22°。直接顶:泥岩、砂质泥岩, 局部为砂质泥岩, 平均厚度为1.06m。老顶:粉砂岩、细砂岩, 硅质胶结, 层理发育, 平均厚度为3.55m。底板:泥岩, 灰色, 平均厚度为2.49m。采用的ZY8800-18/38型支撑掩护式液压支架, 运输时外形尺寸约 (长×宽×高) :6.8×1.65×2.2 (m) , 整台支架重达31t。
由于120803工作面为该采区的最后一个回采工作面, 上部的13-1煤、11-2煤及120801、120802工作面采动影响, 8煤轨道上山及上下顺槽巷道变形量较为严重, 存在较严重的底鼓和片帮现象, 传统的辅助绞车及铺设地轨运输, 车辆已无法通行。若给巷道重新修护, 需投入大量的人力物力, 费工费时, 技术上与经济上均不合理, 且影响采面接替。因此, 选用吊轨作为辅助运输其运输线路、滑轨悬吊方式和高度、运输能力核定、转换硐室及地轨车场等设计至关重要。
2 吊轨吊辅助运输特点
辅助运输设备按其轨道的形式可分类为:单轨吊车、卡轨车、齿轨车和无轨车四种类型;按行走方式可分类为:自行式 (防爆柴油机车和蓄电池机车) 和牵引式。自行式的设备连续运行距离长、机动性好;绳式牵引设备爬坡角度大, 牵引吨位大, 但运行距离较短。一般在巷道坡度允许的情况下, 自行式的设备往往被优先选用。针对刘庄矿120803工作面运输线路的现状, 使得所有在巷道地板上行使的辅助运输设备都难以适应, 而使用柴油机车单轨吊则可以避开这种不利条件, 其特点是:
(1) 机车及牵引物均悬吊在一条滑轨上悬空运行, 不受巷道底板状况的影响和约束。
(2) 机动性能好, 转弯半径小。可在复杂、多支的线路上实现多点运输。
(3) 可连续运输, 在巷道条件允许的情况下, 在其单轨系统内可不经转载, 把物料、设备、人员直接运至任何地点。
(4) 运量大, 爬坡能力强最大运输达18°。
(5) 通过液压马达可自动起吊重物, 方便快捷。
(6) 主机为低污染防爆型特殊内燃机, 故使用时安全可靠。
3 单轨吊运输中需要解决的问题及其相应的处理方法
3.1 撤架线路的确定
一般在条件允许的情况下, 辅助运输设备应尽量单一化, 最好是从工作面、顺槽、中部车场、上山、至到大巷, 达到不间断运输, 即第一线路设计方案。但是, 若使工作面从下向上撤架, 局部坡度达到22°超过了单轨吊的最大爬坡能力, 从而限制了单轨吊车从轨道顺槽出架的可行性;另外, 若使用单轨吊整台出架到大巷, 8煤轨道上山上段依然要进行巷道修护工程。因此, 必须考虑第二个方案, 也就是整台支架在到达上山之前要进行解体, 并由上向下进行撤架运输, 这样就把换转硐室由大巷调整到胶带顺槽或胶带顺槽车场, 也避免了单轨吊超能力爬坡问题。同时, 在尽可能减少工程量的原则下, 把转换硐室和支架解体间放在了胶带顺槽与车场衔接的综采原供电供液平巷段, 避免了二次牵引运输和巷道刷扩工程。如图1所示。
3.2 转换硐室及地轨车场设计
整台支架由单轨吊机车从工作面运出后, 在胶带顺槽的转换硐室内转换到地面轨道解体, 同时物料要通过该硐室及车场运送到工作面的采空区进行充填, 因此, 给转换和解体带来了麻烦。为此, 从简单实用减少投资的角度出发, 在巷道地板车场设计一循环车场, 单轨吊滑轨线路与地轨道重合, 空间高度上要满足富于空间。如图2所示。
3.3 单轨吊滑轨悬吊方式设计
单轨吊轨道采用Ⅰ155型工字钢 (140E/140V) , 采用德国工业标准 (DIN20593) , 根据材质不同分为轻轨和重轨两种型号。直轨标准长度2.6m, 宽度68mm, 高度198mm, V型内侧高度155mm, 中板厚度8+0.5mm, 允许单根轨道垂直夹角是2.5°, 水平夹角±1°重量34.5KG/m, 弯轨长度通常为2m和1m, 垂直弯轨-曲率半径不小于8m, 水平弯轨-曲率半径不小于4m。另外, 为保证单轨吊车行使的稳定性, 根据巷道的走向不同, 采用了不同的轨道吊挂方式, 即在弯道、道岔处使用双点横向 (相对于轨道方向) 布置的吊挂 (如图3所示) ;而在上下坡道处使用双点纵向布置的吊挂。根据单轨吊滑轨悬轨悬吊间距及起重梁运输整台支架时的极端条件下受力分析, 分析, 每个悬吊点最大承受载荷为7.75t, 而巷道支护锚杆每杆锚固力为10t, 破断力约为17.3t, 因此选用巷道支护锚杆 (22mm, L=2500mm) , 每组两根, 锚杆外露80-100mm, 完全能够满足运输整台支架的要求。如图4所示。
另外, 为防止运输重件时左右摆动, 每隔10根轨道设置一根中间带横拉板的轨道, 用四根链条进行固定, 每根链条的一端固定在横拉板上, 另一端用锚杆固定在滑轨的侧帮 (顶) 部, 以减小机车在运行过程中, 轨道的左右摆动。
3.4 单轨吊运输能力核算
120803工作面在运输过程中运输最大件重量不超过31t, 单件按最大坡度22°计算, 由于是向下运输, 主要依靠机车制动力运输, 制动力为牵引力的1.5倍, 因此只需对单轨吊制动力与运输最大件时牵引力比较即可。
运输支架需要牵引力依据以下的参数来计算:
DZ22003+3机车最大牵引力能够达到140KN, 制动力为210KN, 为了满足120803综采工作面拆除运输整体支架所需的牵引力, 在3+3机车的前提下, 再安装2组驱动部, 通过驱动程序的更改及油管的调整, 变成4+4机车的驱动 (8驱) , 其机车的牵引力达到174KN, 制动力为261KN, 从而满足液压支架整体运输。
经过计算, F牵=151.1KN<174KN
3.5 单轨吊滑轨高度的确定
单轨吊车滑轨高度的确定是设计中一个需要重视的问题。滑轨定得过高, 则巷道高度随之增加, 从而加大整个巷道的工程量, 造成浪费;若轨道定矮了, 势必要影响大件设备的正常起吊和运输;转换硐室处需增加, 地轨和滑轨重合运输高度, 考虑平板车增加的高度。根据单轨吊滑轨安装及液压支架运输、解体时的总高度要求:
巷道顶板到滑轨底面的高度为0.705m
滑轨底面到起吊梁底部的高度0.830m
液压支架收缩最低高度2.200m
支架到底板安全运输距离为平巷0.2～0.3m, 斜巷0.3～0.4m
地轨、35t平板车及转换间隙高度 (0.22+0.45+0.2) m
解体起吊梁及电液葫芦所需高度 (0.2+2.5) m
(1) 平巷总高度=0.705+0.83+2.2+0.2=3.93m, 取4.0m。
(2) 斜巷总高度=0.705+0.83+2.2+0.3=4.03m, 取4.1m。
(3) 转换硐室及车场度=0.705+0.83+2.2+0.45+0.2+0.22=4.605m, 取4.7m。
(4) 支架解体硐室高度0.2+2.5+2.2+0.45+0.22=5.57m, 取5.6m。
4结语
刘庄矿120803工作面使用单轨吊撤架运输设计, 充分利用了原巷道空间, 减化了打运系统, 节减了巷道维修成本及人工费用合计约55万, 并有效缓解了受采动影响出架难的问题, 缩短工作面了工作撤架的准备和撤架时间约1.2个月, 具有一定的推广应用前景。
摘要：随着我国煤矿发展及开采规模的不断扩大, 传统的辅助运输形式越来越不能满足当前的生产效率, 与此同时, 选用先进的辅助运输设备和系统设计至关重要, 既要考虑矿井的自然条件和开采方式, 也要广泛吸取先进技术和经验, 这样才能做到既有利于安全生产, 又经济合理。
煤矿单轨吊辅助运输系统分析 第4篇
1我国煤矿辅助运输现状
煤矿辅助运输主要指的是对综采设备、工作人员及其他材料的运输,无轨和有轨是我国现有的两种主要煤矿辅助运输方式。我国对煤矿辅助运输的研究起步较晚,从而与世界先进采煤国家之间还存在着较大差距,小绞车、小蓄电池机车等这些浪费人力的多段接力式落后运输方式依然在多数中小煤矿大范围使用。我国煤矿辅助运输事故发生的概率大约占到总工伤事故的三分之一,是煤矿第二大事故,在很大程度上制约着煤矿生产效率的提高以及煤矿生产的安全。
近年来,我国煤矿现代化水平有了很大提升,在矿井生产规模不断扩大的同时,采掘设备机械化程度也有了很大提升,年原煤生产和需求量同样也不断增加,煤矿生产日益集中,综采综掘和主煤流皮带运输自动化,采掘设备在不断向大功率、重型化发展,辅助运输的比重和工作量相应增大,采掘运的相互矛盾日渐突出,所以采用与煤炭高效生产相匹配的辅助运输系统是促进我国煤炭行业发展的必要手段。
2单轨吊辅助运输系统
2.1单轨吊技术优势
(1)由于单轨吊自身截面小,所以能够更充分的利用巷道断面空间,同时,由于单轨吊机车是在悬挂于巷道顶部的单轨上运行的,所以不受底板限制。
(2)通过蓄电池或者柴油机提供牵引力使得单轨吊机车有很强的运输能力且可在多岔道环境中工作,柴油机单轨吊可以实现大功率长距离运输,有较强的爬坡能力,最大适应坡度为30°,适应我国煤矿现代化的发展。
(3)单轨吊辅助运输系统拥有可靠的制动系统,安全性能高,煤矿井下应用单轨吊辅助运输系统可以节约80%的人力且效率远远高于传统辅助运输,在保证井下工人安全的情况下具有更好的经济性。
2.2单轨吊发展及应用
20世纪八十年代,由捷克提供的单轨吊设备首先在山西的漳村煤矿使用,德国沙尔夫集团也于2003年进入中国市场。中国对于单轨吊的研发起步较晚,因此技术水平也与国外发达国家有着明显差距,20世纪七十年代末,才开始着手轨道辅助运输系统的研制。1979年,功率为40马力的内燃机单轨吊机车在河北研制成功并在几年内试应用于井下运输;四年后,20马力单轨吊机车在湖南完成样机制造与试车;1986年3月,最大牵引力为11.7k N的FND20Y型柴油机单轨吊机车问世并在井下试验成功。20世纪八十年代末,开始对蓄电池单轨吊机车进行研制。由于受当时技术条件限制,一直没有形成大范围应用的定型产品。在很长的一段时间内,我国各地煤矿都依靠购买国外单轨吊辅助运输系统来解决国内市场空白的问题。近年来,我国单轨吊机车得到了大力发展,很多公司开始生产制造,山东立业机械装备有限公司主要生产蓄电池单轨吊;石家庄煤矿机械责任有限公司主要生产蓄电池及绳牵引单轨吊。2013年10月,尤洛卡公司在模拟试验轨道试跑成功的防爆柴油机单轨吊机车是国内第一台具备完全自主产权的单轨吊系统,并先后在山东省天安矿业有限公司星村煤矿和济矿集团安居煤矿投入使用。柴油机单轨吊辅助运输系统已在山能集团新汶矿业公司、陕西招贤煤矿、刘庄煤矿、内蒙古福成矿业有限公司等地得到了应用。
2.3单轨吊发展前景
单轨吊作为一种相对比较合理的辅助运输方式,既可以克服传统辅助运输浪费人力、运输效率低以及安全性能差等缺点,又不受底板隆起影响,同时对巷道的宽度及高度要求也相对较低。单轨吊已成为煤矿辅助运输系统不可或缺的一部分,中国单轨吊市场进入了一个新的发展时期。
(1)单轨吊机车结合计算机控制技术、通信技术可将机车运行中的各种参数通过无线网络输送到井上的服务器系统,实现在运行过程地面工作人员对机车运行的实时监测。
(2)柴油机单轨吊机车因其续航时间长、牵引力大等优点成为未来发展的主要方向。
(3)单轨吊辅助系统会呈现越来越高的机械自动化及越来越智能的人性化。
3单轨吊制动距离验算
当单轨吊机车在坡道上重载下行时,若发生意外故障,机车在自身重力及载重作用下会有很大的下滑力,对工作人员及周边设备造成很大威胁,煤炭行业标准要求制动距离应小于以该速度运行6 s的行程.
3.1受力分析
根据单轨吊机车实际运行情况可知,机车主要受到轨道的正压力、机车与轨道间的摩擦力、机车自身重力、载重重力。当故障发生时,单轨吊机车在自身重力和载重重力作用下产生下滑的趋势,同时,制动装置工作,机车在摩擦力和制动力作用下实现制动。
3.2 MATLAB编程验算制动距离
运行程序后依次输入所需数据如下图所示:
如图1所示,当总载荷为48t的单轨吊机车在30°的坡道上以2m/s的速度运行时,若发生故障,在制动力为375KN的情况下得到制动距离s=2.0096,小于以2m/s的速度运行6s的行程,故满足行业标准。
4结语
从20世纪八十年代开始,我国煤炭企业开始以现代化为标准来进行矿井的建设,进入二十一世纪后更是顺应时代潮流注重高产,截至2013年,我国已有五十多处千万吨级煤矿,平均单产规模也已超过二十万吨。可是,当前严重制约着煤矿企业的发展。选择合适的矿井辅助运输系统,对煤矿的安全高效生产有着极大的现实意义与经济价值。单轨吊辅助运输系统适应煤矿现代化与综采综掘设备大功率及重型化的发展趋势,节约人力的同时保证煤矿井下作业的安全,满足现代化矿井运输要求。
摘要：根据当前我国煤矿辅助运输的实际情况,指出其存在的问题。简要介绍我国单轨吊辅助运输系统的发展和应用情况。对单轨吊机车进行简单受力分析并用MATLAB软件验算制动距离,结果表明,制动距离满足煤炭行业标准。
关键词：煤矿,单轨吊,辅助运输
参考文献
[1]任广华,等.浅谈煤矿辅助运输的现状和发展方向[J].山东煤炭科技,2012,6:122-124.
[2]吴家安.煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的应用[J].煤矿机电,2014,1:109-115.
煤矿辅助提升运输系统优化及应用 第5篇
煤矿的主要运输是指煤炭的运输, 而煤矿辅助运输, 是指煤矿生产过程中除煤炭运输之外的各种运输的总称, 主要包括材料、设备、人员和矸石等的运输。它是整个煤矿运输系统不可或缺的重要组成部分。目前我国大多数煤矿的辅助运输系统主要是利用绞车、单轨吊、电机车、电瓶车等运输。从井上材料、设备供应点到井下工作面使用地点, 要经过多次转载, 效率低、速度慢、占用设备多、用工人数多。特别是随着矿井开采水平的不断延深, 运输线路越来越长。参与提升运输的人员也越来越多。据有关资料统计, 我国煤矿辅助运输人员约占井下职工总数的1/5以上, 有些矿甚至达到30%。山东东华能源有限责任公司葛亭煤矿2001年投产时井上下参与提升运输人员总共不足30人。随着提升路线的延长及采区的增加, 于2002年成立运搬队全队共有65人。从表1可以看出, 随着运输路线、采区的增加, 运搬队人员逐步增长的过程。
提高煤矿运输效率, 节约运输成本, 减少运输过程中的人力资源, 是一条缓解目前市场压力、降低煤炭成本的有效途径。为实现上述目标, 该矿采取了计划装料、集中转运、一人多岗、一岗多能、电脑综合管控的措施。计划装料就是合理的计划井上下物料、矸石等的装载、转运时间和路线。集中转运就是分地点、分时段、分急与不急的原则进行转运。一人多岗就是根据转运时间、转运地点的不同, 在不同地方工作。通过计划装料、集中转运、一人多岗的方法降低运输成本, 缓解市场压力。
1 煤矿辅助提升运输综合管控所需条件
1.1 基于人员定位系统和矿车定位系统的计算机提升运输综合管控系统
( (11) ) 煤煤矿矿矿矿车车定定位位系系统统。。该该系系统统由由射射频频卡卡、无线线检检测测分分机机、、光光端端机机、、通通信信接接口口和和上上位位机机监监控控软件构构成成。。采采用用无无线线传传感感网网络络通通信信技技术术与与定定位位管管理系统统相相结结合合。。利利用用无无线线传传感感网网络络的的自自由由组组织织性性、、节点随随机机布布设设和和适适应应环环境境的的特特点点, , 在在每每辆辆矿矿车车上上安装定定位位卡卡片片, , 并并对对每每辆辆矿矿车车进进行行唯唯一一编编号号, , 能能够够对井下下车车辆辆跟跟踪踪监监控控, , 满满足足井井下下运运输输监监控控系系统统的的应用需需求求。。能能够够实实现现井井下下车车辆辆定定位位数数据据与与无无线线通通信数据据的的自自动动数数据据绑绑定定、、显显示示、、查查询询等等功功能能。。将将运运输系统统图图与与该该系系统统整整合合, , 直直接接通通过过电电脑脑显显示示出出运运输系统统内内的的车车量量布布置置情情况况。。本本系系统统自自动动定定位位车车辆辆, , 实时记记录录车车辆辆的的状状态态和和位位置置, , 能能够够对对每每辆辆矿矿车车信信息查寻寻、、信信息息录录入入、、信信息息统统计计, , 随随时时进进行行调调度度、、指指挥挥。。
(2) 煤矿人员定位系统。该系统由中心站主机、数据通讯箱、多功能分站、无线标识传感器、无线标签以及上位机监控软件等组成。可以实现对井下人员及个人信息查寻、跟踪定位。能够及时、准确的将井下各个区域人员的动态情况通过井下系统图反映到地面计算机系统, 使管理人员能够随时掌握井下人员的分布状况和个人信息、运动轨迹, 以便于进行更加合理的调度管理。同时, 为事故救援人员提供数据及信息, 及时采取相应的救援措施, 提高应急救援工作的效率。
(3) 信息化辅助提升运输综合管控系统。借助计算机网络系统将煤矿辅助提升运输、煤矿矿车定位系统、煤矿人员定位系统进行整合。使矿车定位系统、人员定位系统为之提供数据和信息。同时将井下运输系统图与之相融合, 通过电脑直接显示出车辆实时信息。
1.2 煤矿辅助提升运输综合管控系统所需的硬件设施
煤矿辅助提升运输综合管控只需要每个使用单位安装1台联网并安装该系统的计算机就可实现数据的相互传输。井下运输工作人员各场口及施工地点配备能和系统无线联接, 实现数据录入、处理和追踪查询的手持终端。
2 煤矿辅助提升运输综合管控系统应用
煤矿辅助运输从流程上主要包含三个方面的过程。一是下井的过程管控, 就是井下所需矿车、物料、设备从地面装载、下井、转运到目的地的过程。二是上井的过程管控, 就是井下矸石、部分煤炭以及废旧物料等装载、转运、上井到地面的过程。三是中转的过程管控, 就是井下物料、设备等从一个工作场所装车、转运到另一个井下工作场所的过程。三者同时进行, 构成了整个矿井辅助运输系统。
(1) 下井的过程管控。物料及设备下井要经过申请→审批→签批→装车→登记→下井的过程。而空矿车不经审批可直接登记后下井。如:单位若需设备下井时, 首先通过各自电脑上安装的提升运输综合管控系统填写申请单, 提交到管理单位如矿设备组或市场办。管理单位审批后分别提交到使用单位、矿管仓库和矿装送料组。矿装送料组凭审批单上批准装车时间安排装车、下井并及时将信息及车号记录到计算机提升运输管控系统之中。物料及设备运输到位后, 使用单位通过手持终端现场确认收到, 本运输过程结束。
(2) 上井的过程管控。废旧物料、设备、矸石等上井要经过申请→调度→装载→申请→登记→转运→上井的过程。用车单位将申请用车请示单 (车皮或车盘及数量) 通过手持终端或电脑发送至提升运输管控系统, 地面调度站根据实际情况进行车辆的调度。车辆到位后使用单位装车然后申请并登记由运输单位转运至地面, 确认本运输过程结束。
(3) 中转的过程管控。本过程与上井的过程管控相当, 只不过目的地不同, 最后确认运输过程结束地点不是地面而是井下工作的另一地点。
3 借助煤矿辅助提升运输综合管控系统进行人员优化
(1) 物料的集中装运。通过辅助提升运输综合管控系统, 可以实现计划装运, 通过计划装运就可以实现集中装车、集中转运, 优化人力资源。葛亭煤矿共有3个采煤队、5个掘进队和3个辅助区队。没有采用集中装料之前由各单位分散装料, 每个单位每天就要抽出至少2人进行装料。3个采煤队、5个掘进队加上通防队 (机电、运搬队下井物料少) 每天至少抽出18人负责装料。采取集中装料后由各单位抽出1人纳入运搬队成立装送料组。每日由装送料组根据每个单位提交的辅助提升运输综合管控系统的计划审批单进行装送料。这样每天由18人完成的工作只需目前的6人就可以实现, 节约人力资源12人。同时由于物料的集中装运, 只需给装送料组配上铲车就可以实现机械化装车, 提高了装车的效率。
(2) 一人多岗、一岗多能的井下辅助运输。实现了物料、设备的集中装运后, 可以根据物料的配额及运输路线优化运输人力资源。在必须保证井下开拓巷道或用车、用料多的单位正常供给情况下, 对用车辆较少的单位、路线进行优化。采取一人多岗、一岗多能的原则利用辅助提升运输综合管控系统, 及时调配人力资源, 节约人工。如葛亭煤矿目前730采区为开拓巷道, 提升任务非常紧张, 要经过-500电机车及东翼轨道暗斜井的提升运输路线。因此必须保证-500电机车司机、跟车工及东翼轨道暗斜井摘挂工的配置, 确保正常运输。而230采区的230集中轨道下山、230东翼轨道上山、230西翼轨道下山、230西翼轨道二节下山由于提升任务不紧张, 每条斜巷内都安装有方便行人的架空乘人装置, 每当有提升任务时, 工作人员可以方便、及时的到达工作场所。因此经过测算分析, 这些地方根据提升任务物料、设备的集中转运, 完全可以进行人员配置优化。人员配置及优化情况如表2所示。
由表2可知, 应配置总人数为17人, 实际配值人数为8人, 节约人力资源9人。
由于230集中轨道下山担负2308轨道顺槽的提升任务且任务较为紧张, 顶盘、底盘摘挂工及绞车司机足额配齐;230东翼轨道上山及230西翼轨道二节下山, 由于距离相差仅几百米, 提升任务由230西翼轨道下山人员担负, 实现了一人多岗。当230西翼轨道、230西翼轨道二节、东翼轨道上山有提升任务时, 230底车场电机车司机担负起这些工作场所摘挂钩的工作, 实现了一岗多能。一人多岗、一岗多能的辅助运输过程, 通过辅助提升运输综合管控系统在地面实时监控、调度, 能够确保物料、设备的及时转运和现场工作人员的安全。
井下辅助运输机械化的研究 第6篇
1 国内的辅助运输设备
就目前而言, 我国的煤矿中除了少数使用了卡轨车、无轨胶轮车与单轨吊车等高效新型的辅助运输设备外, 许多矿井依旧沿用的是小绞车、无极绳等分散多段的落后方式进行运输。此类辅助运送的传统方式由于存在使用设备多、运输环节多、安全状况差、运输效率低、工作人员多等问题, 已经对企业的经济效益产生了严重影响, 阻碍了我国煤炭工业实现高效安全的过程。
(1) 由于我国辅助运输的设备研究起步较晚, 因此设备的本身存在如故障较多、质量不稳定、技术性能不完善、产品不配套的问题, 从而使得矿井在对设备进行选用设计时无法顺利进, 而且因为关键部件的技术不过硬, 所以依旧需要向国外进口, 进而造成其销售的价格较高。另外, 对辅助运输的进口设备来说, 由于其存在维修困难、价格昂贵、技术含量较高和备件不足等现象, 所以进口设备的某些技术性能无法适应我国煤矿实际的地质条件。另外, 煤矿职工队伍中普遍存在文化程度不高的现象, 也使国外辅助运输的先进设备在维修、推广与使用中受到影响。
(2) 老矿井中存在底板起伏较多、支护强度不高、巷道截面小、上下山坡度较陡、转弯半径较大等问题, 从而使大型的辅助运输设备在应用中受到了限制。此外, 技改或新建矿井, 因为受到地质条件、投资与巷道的支护强度等问题的影响, 依旧无法对高效新型的辅助运输设备进行使用。
(3) 国内煤矿往往将有限的资金投入到能够直接使煤产出的设备中, 而并非是收益不明显的辅助运输设备的机械化中。
据有关资料显示, 每年我国矿井中所发生的辅助运输事故频率仅次于因顶板而产生的事故, 其比例约占井下总工伤事故的30%。由此可见, 我国辅助运输的传统方式和生产过程中综掘综采等机械化的系统相比已存在较大差异, 其已逐步成为对我国煤炭行业产生制约的薄弱环节。
2 高效的辅助运输设备
眼下, 在各类煤矿中实际使用的辅助运输高效设备主要有卡轨车、无轨胶轮车与单轨吊车等。因为受到不同矿井中地质条件的限制, 尽管此类设备在技术上已较为成熟, 但用途仍有所限制, 实际使用仍有着自身的使用范围与性能特点。
2.1 卡轨车的特点
(1) 卡轨车的轨道铺设在底板之上, 车辆在运行过程中不会产生掉道现象且能够运送重型的设备。
(2) 可以在倾斜、90度弯道与水平的巷道中连续运行, 可以在巷道的底板存在起伏的情况下运行。
(3) 钢丝绳能够牵引着卡轨车在坡度较陡的环境中运行, 其最大的倾角约为45度。
(4) 卡轨车受巷道宽度的影响较小, 其在运行的过程中不会产生摇摆的现象。
需要注意的是, 经常产生积水与底板较为松软的巷道中不应使用卡轨车。
2.2 无轨胶轮车的特点
就一般情况来说, 在倾角度数在12度左右的近水平的煤层都可以使用无轨的胶轮车。但就地质条件来说, 约35%以上的我国大中型煤矿都可以通过无轨运输的方式进行高效安全的生产。对无轨的脚轮车而言, 其优点在于使辅助运输的系统得到了简化, 且具有灵活机动、快捷安全、方便装卸、便于操作、成本较低、生产效率较高等特点, 矿区工人在乘坐其上下半时能够保证可靠和安全, 同时也省力省时。除此之外, 无轨的胶轮车还存在着以下3个方面缺点:
(1) 无轨胶轮车所要求的巷道断面较大, 且掘金的工程量不低。另外, 由于对运输巷道所要求的支护强度较高, 底板全部需要全部进行硬化处理, 所以在巷道中一次性的资金投入较多。
(2) 无轨胶轮车的进口车型较多, 且配件与整车的价格较高。而国产车尽管价格较为低廉, 但由于车型较少, 所以给选型配套设计时带来了困难。
(3) 最大爬坡能力较差, 其最大倾角仅有15度。
2.3 单轨吊车的特点
(1) 由于单轨吊车的本机截面不大, 所以可以有效提高巷道断面的空间利用效率。
(2) 可以在斜向巷道与平向巷道中进行连续运输, 其运输的荷载数量不会受到底板条件的限制, 且可以在平面中进行90度的上拐。
(3) 其起吊可以实现自动, 且装卸较为方便, 劳动的强度不高。
(4) 可以在工作面至采区车场间完成不间断的辅助输送, 可以适用于采区巷道与运输大巷的相连。由于此类设备运行较为灵活, 所以一台设备可以在多支线与岔道的环境中进行直接运输, 且具有效率较高、运行阻力不大、人力消耗较小等优势。
(5) 维护与投资的费用不高。如果使用柴油机作为牵引动力, 则能使其运输的距离不受约束, 且灵活性较好, 能够将材料、设备和人员运输至所需要的任何区域。另外, 其爬坡的能力较强, 最大的倾角能够达到20度或按照实际需求达到更大。
(6) 保护装置齐全, 制动效果可靠。
此外, 单轨吊车的运输缺点主要包括:
(1) 吊轨悬吊的承力装置需要可靠, 且通过柴油机作为牵引动力的单轨吊车会有少量的污染废弃与异位排除。
(2) 鉴于其运行的轨道通常通过悬吊的方式进行固定, 所以单轨吊车在运行的过程中超重的设备与机身的摇摆幅度都会受到限制。
3 井下辅助运输设备在机械化时应解决的问题
(1) 从方案的设计过程开始, 综合矿井实地的地质条件, 对大局进行全面规划与通盘考虑后再逐步实行。在对采区与矿区进行初期设计时, 就必须根据运输设备所要求的技术参数对巷道进行严格布置, 从而确保所选用的辅助运输设备可以在与其使用条件相应的环境中充分发挥出其巨大的社会效益与经济效益。
(2) 按照矿井地质、类型、生产条件与采区巷道等实际条件进行分析, 不断对多系列多品种可以在综掘的快速运料、运人与综采的快速搬家等环境中使用的高效新型的辅助运输设备进行开发, 从而让具有不同地质条件的采取与矿井可以选择与之相适应的设备。
(3) 大胆使用高新技术, 从用料到供料的地点都应尽量通过连续运输的方式, 以降低中途的转载现象发生, 从而提升运输的效率。由于辅助运输设备的机械化难道和重点在采取, 因此, 对重点采取中各类辅助运输的设备进行配套选型就显得尤为重要。
4 结语
提升煤矿辅助运输机械化水平探讨 第7篇
1 我国煤矿辅助运输的基本现状
从20世纪90年代中期以来,我国立足于“高起点、高技术、高质量、高效率、高效益”的五高原则,引进了新一轮采掘装运机械设备,建成了神华集团神府东胜煤炭公司大柳塔煤矿、大同煤矿集团公司塔山矿等许多高产高效矿井。这些矿井选用了世界上最先进、性能最优良、能力最强的采掘运装设备,整个生产系统稳定可靠。相对于采掘装备水平的提高,辅助运输系统仍然相当落后,大部分矿井依然沿用传统的辅助运输方式,如斜井、暗斜井利用串车提升,水平大巷利用传统的电机车、柴油机车运输,采区及顺槽采用调度绞车或无极绳绞车运输。运输车辆为固定矿车、平板车等,装卸方式除简单的手动葫芦、回柱绞车外基本上全凭人力扛锹。在运距较远的水平大巷或垂深较大的斜井,运送人员使用斜井人车,在其他盘区、顺槽等全部为徒步行走。这些矿井的辅助人员多、生产效率低,严重影响了矿井效率和效益的进一步提升。
造成辅助运输装备落后的原因主要有以下几方面。
1)20世纪60年代至20世纪80年代投产的矿井,巷道断面较小,底板起伏坡度较大,转弯半径小,限制了进口大型现代化辅助运输设备的应用。
2)国产辅助运输设备因产品未成系列,可供选择的余地小,同时因国产设备的质量、维修、服务问题,限制了国产辅助运输设备的换代工作。
3)国外高端产品技术含量较高,维护使用技术难度大,而煤矿员工文化程度普遍偏低,对这些设备一时难以掌握。
4)从1997年到2003年,大多煤炭企业资金有限,生产装备和安全设施的投入已经严重不足,更无暇顾及辅助运输装备的投入;2004年以后,煤炭行业重新进入繁荣期,企业有限的资金大多用于采掘装备的更新和安全设施的补欠,限制了用于辅助运输设备的投入。
5)重采掘、轻辅助运输的思想较为严重,认为辅助设备是“锦上添花”的“高消费”投入。
煤矿企业要想有更大的发展,增强竞争力和增加利润,必须从提高自身管理水平、降低成本和提高劳动效率、提高劳动效益着手。必须大力提高辅助运输机械化的程度,充分应用大型现代化的辅助运输设备,这是在当前条件下较快、较大幅度提升矿井全员劳动效率和劳动效益中比较关键的一环。
2 加速发展煤矿辅助运输机械化的几点问题
加速发展煤矿辅助运输机械化是当前煤炭工业技术进步和提高劳动效率和效益的当务之急。参照近年来建成的“双高”矿井经验,可以看出辅助运输机械化的发展方向是引进无轨胶轮运输车和搬运车,实现运送人员、材料和设备连续从地面运送到工作面的运输方式。对于20世纪60年代建设的老矿井,可以从以下几方面提升煤矿辅助运输机械化水平。
1)改进矿井设计并加以开拓布置,为提升辅助运输机械化水平创造条件。矿井新水平和新盘区设计开拓时,要从巷道断面、坡度、曲线半径辅助运输的运行线路上充分考虑选用大型无轨胶轮运输车和搬运车的可能性和适应性。同时,在对采掘等设备订货时,也要考虑采掘设备最大可拆解件的适应问题,从供料装载到用料地点尽量采用连续直达运输,力求减少中途转载和停顿。
2)对仍然采用传统辅助运输方式的矿井,以局部技术改造为重点。若将已有矿井以斜井(或暗斜井)和立井方式的辅助运输全部改造为无轨胶轮运输车和搬运车,费用和难度都很大。而整个辅助运输系统中盘区和顺槽巷的辅助运输是最薄弱的环节,可以考虑从井底或暗斜井底开始,经过水平大巷、盘区巷和顺槽进行技术改造,使巷道条件适宜采用连续直达运输的无轨胶轮运输车和搬运车,中途无转载和停顿地运输材料、人员和设备,从而提高整个辅助运输系统的运输效率。这样可以节约改造费用,短时间内完成对辅助运输系统的改造。
3)引进大型辅助运输搬运设备时,特别要注意构建高效率的设备运行保障支持系统。由于大型辅助运输搬运设备是集内燃机、机械、电气和液压技术为一体的高技术含量的产品,设备的配件供应和设备的维修及与生产相关的部门、人员、资金等都应纳入运行保障支持系统中。一是配件供应,与供应厂商建立协作供应关系,使配件订购计划和厂商库存达到超前准确和经济合理的要求;二是维修,充分利用供应厂商售后服务的技术资源,采取控制工期、质量和费用为主要内容的维修协作,厂商负责按其大修工艺标准对设备进行清洗、解体、检测、修复、装配全过程的技术支持,控制维修质量和工期。煤矿用户按厂商对设备大修要求的工艺流程提供维修设施,投入管理人员、技术人员和技术工人。通过这种方式,能够有效地保证设备大修的质量,降低成本,保证工期,还可以获得先进设备大修的工艺和技能,培养和造就出高素质的维修队伍和设备管理人员。
综上所述,发展煤矿辅助运输机械化势在必行,是提高现有矿井效率和效益的关键环节。从“双高”矿井建设的实践经验看,主要是采用大型无轨胶轮运输车或搬运车,大大提高了矿井的生产效率和效益。这就要求在矿井和采区设计时,必须严格按运输车、搬运车的技术要求进行巷道布置,确保选用的设备能够充分发挥出最大的经济和社会效益。对于矿井巷道条件或入井条件受限制的矿井应考虑在辅助运输最薄弱的环节———盘区和顺槽创造井巷条件,使用无轨胶轮运输车或搬运车,从而提高整个运输系统的效率和效益。另外,在改造或构建高效高速的辅助运输系统时,一定要注重构建高效的设备运行支持保障系统,其中包括体制制度建设和技术、管理人员队伍的培养建设。
摘要：分析了我国煤矿井下辅助运输系统水平落后的原因,结合新建高产高效矿井辅助运输系统的运行情况,提出老矿井辅助运输系统的改进方法。