矿井提升与运输课件

矿井提升与运输主讲人：杨万庆2013年8月13日.矿井提升与运输主讲人：杨万庆.1本次讲课的主要内容l矿井提升与运输系统l矿井提升技术及装备l矿井运输技术及装备l相关标准及规范.本次讲课的主要内容.2第一篇：矿井提升系统一、主要内容1、提升系统组成：按煤流方向和按材料流方向进行介绍。2、提升系统分类分类依据、具体名称3、典型应用 常用、先进的提升系统4、发展概况 目前先进的技术装备的典型参数.第一篇：矿井提升系统一、主要内容.39108111.提升运输系统组成.9108111.提升运输系统组成.4提升系提升系统按用途分按用途分主井提升主井提升 提升煤炭提升煤炭副井提升副井提升 升降人升降人员、材料、材料、设备、提升矸石、提升矸石按提升容器分按提升容器分箕斗提升箕斗提升 用于主井用于主井罐罐笼提升提升 用于副井，小型用于副井，小型矿兼着主井兼着主井按按滚筒筒类型分型分缠绕式提升式提升 可用作主井或副井可用作主井或副井摩擦式提升摩擦式提升 可用作主井或副井可用作主井或副井按井筒角度分按井筒角度分立井提升立井提升斜井提升斜井提升按拖按拖动方式分方式分交流提升交流提升直流提升直流提升液液压传动提升提升2.矿井提升系统分类.提升系统按用途分主井提升 提升煤炭副井提升 升降人员、材料、53、提升机国内外提升系统典型应用序号序号安装方式安装方式摩擦摩擦轮直径直径（m）钢丝绳数量数量（根）（根）提升高度提升高度（m）有效有效载荷荷（t）提升速提升速度度（m/s）配套配套电机机用户用户类型型功率功率（kW）1塔式（内装）塔式（内装）6.2412793218交流交流6400南非主井南非主井2塔式塔式2.8448599交交交交1000付村主井付村主井3落地式落地式4.8479650.816交流交流4300瑞士副井瑞士副井4落地式（内装）落地式（内装）4.247003116.5交流交流3100西班牙主西班牙主井井5落地式落地式4.04558.923.58.8交直交交直交1540屯流副井屯流副井6塔式塔式4.568343212.5交直交交直交4800龙固主井固主井7落地式落地式4.54831202011.711.7交直交交直交20002000丁集主井丁集主井8落地式落地式4.545672512交流交流4000屯留主井屯留主井9落地式（内装）落地式（内装）4.65412603013.6交流交流4600俄俄罗斯主斯主井井10塔式（内装）塔式（内装）4.6568004012交流交流5500刘庄主井刘庄主井11落地式落地式5481040401616交流交流53005300顾桥主井主井12落地式落地式54983323211.511.5交流交流22002200朱集副井朱集副井13落地式落地式4.54762.518.311.5直流直流2100板集主井板集主井14落地式落地式5.04762.518.311.5直流直流2300口孜口孜东副副井井.3、提升机国内外提升系统典型应用摩擦轮直径钢丝绳数量提升高度64 4、国内外发展概况、国内外发展概况 提升技术装备l要求安全性、可靠性、经济性l国内外先进装备的技术指标 最大速度达2025m/s；一次提升量达50吨；电机单机容量已超过2000kw，井深超过2000m（分段提升超过3600m）。集中化生产，在一个矩形提升塔上安装了12台多绳摩擦提升机（瑞典的基鲁那矿）。.4、国内外发展概况 提升技术装备.7二、矿井提升技术及装备 l思路l以矿井提升系统组成为主线，根据提升装备的生产特点（多行业、多厂家），同时，考虑其安全、可靠、高效的要求，分别介绍系统装备主要技术指标、选择依据及选型计算。l主要内容l提升机、提升容器及其辅助装置、钢丝绳、盘式制动器、电控。结合新的技术特点还介绍了安全装备、性能测试和扩能问题。.二、矿井提升技术及装备 思路.8（一）矿井提升机1、常用的几种提升机 单绳缠绕、多绳摩擦、液压和变频绞车2、主要技术参数 仅给出国内的系列参数，国外主要是ABB和SIMAG的产品,同时，一般主轴装置和减速器为同一厂家产品3、选型参数及依据 选择提升机的主要参数有：卷筒直径D；卷筒宽度B；提升机最大静张力Fjmax；及最大静张力差Fjc。其中卷筒直径D为选择提升机规格型号的依据（规程有规定）；其它三个参数为校核参数。.（一）矿井提升机1、常用的几种提升机.94、内装式多绳摩擦提升机 1电刷；2滑环；3定子(固定部分)；4基础；5定子铁芯和绕组；6转子；7滚柱轴承；8定子接线处；9摩擦轮部分(转动部分).4、内装式多绳摩擦提升机 1电刷；2滑环；3定子(固定10（二）提升容器及辅助装置 1.常用提升容器单绳箕斗、罐笼，多绳箕斗、罐笼2.需注意的几个问题与提升机不一定是同一厂家生产特殊需要可定制非标容器轻型容器不适合摩擦提升机（有防滑要求）容器附属装置 悬挂、罐耳名义载荷与实际载荷.（二）提升容器及辅助装置 常用提升容器.113.罐笼辅助装置防坠器 与单绳罐笼配套使用，按规程要求检查、试验推车装置 链式推车装置 销齿式推车装置罐笼承接装置 普通摇台 罐笼井底自适应补偿托罐摇台 缓冲阻尼同步摇台.罐笼辅助装置防坠器.124.箕斗辅助装置箕斗装载设备 要求：定重装载 现用装载设备：板式输送机方式、定量输送机方式和定量箕斗方式。传感要求：耐冲击 注意问题：有定重装载也可能出现超载。.箕斗辅助装置箕斗装载设备.131一斗箱；2一控制缸；3-拉杆；4一闸门；5一溜槽；6一压磁测重装置定量箕斗装载设备示意图.1一斗箱；2一控制缸；3-拉杆；4一闸门；5一溜槽；6一压14箕斗卸载装置 要求：自动卸载 现用装置：固定曲轨卸载、外动力卸载 特点：固定曲轨方式：运行及维护费用低，卸载时问较短，有冲击，行程需增大1.52.5m。外动力方式：可采用三阶段速度图，能缩短提升循环时间，需要增设动力没备.箕斗卸载装置.15上开式扇形闸门卸载曲轨 下开式扇形闸门卸载曲轨.上开式扇形闸门卸载曲轨 下开式扇形闸门卸载曲轨.16（三）提升系统空间布局设计1.两种布置方式 单绳缠绕提升机为落地式，多绳摩擦提升有落地和塔式2.布局计算见表3.需注意的问题 缠绕式“咬绳”问题 摩擦提升布置方式的选择问题.（三）提升系统空间布局设计两种布置方式.17塔式多绳摩擦提升 影响提升机安装位置的主要参数关系图.塔式多绳摩擦提升 影响提升机安装位置的主要参数关系图.18（四）矿井提升机制动系统1.主要内容 对制动系统的要求、盘式制动器及液压系统、制动装置参数计算2.需注意的几个问题 液压系统压力：低、中高压 两种制动方式：恒力矩、恒减速 二级制动：两种方式、二级制动力矩及延时。.（四）矿井提升机制动系统主要内容.191、问题提出 载荷变化，不能满足规程对制动减速度和防滑减速度要求2、恒减速实现 电液比例、反馈控制3、目前状况 国外恒减速居多 国内恒力矩居多。（五）制动方式的确定.（五）制动方式的确定.201、问题提出 采用一级制动不能满足煤矿安全规程要求2、二级制动方式 两级油压+延时 A、B管+延时3、制动参数 力矩：一级满足减速度，二级满足3倍静力矩 延时：停车时施加全部力矩（六）二级制动方式.1、问题提出（六）二级制动方式.21（七）矿井提升控制系统1.主要内容 控制系统分类及选择、直流、交流控制系统特点及主要配置、综合自动化控制2.控制系统选择依据 投资费用、运行费用、控制性能、电机容量。3.直流控制系统 V-M磁场换向 全数字设备及技术特征.（七）矿井提升控制系统主要内容.224.交流控制系统新型转子串电阻调速系统 功能：有级调速，半自动或手动。特点：PLC控制、投资小、效率低交-交变频控制 功能：无级调速，全自动、半自动。特点：变频、计算机控制、投资较大、效率高交-直-交变频控制 功能：无级调速，全自动、半自动。特点：变频、计算机控制、投资较大、效率高.23（八）提升机技术性能测试1.问题提出 安全、管理和维修要求2.测试项目 机电控制系统、制动系统 井筒、井架.（八）提升机技术性能测试问题提出.24（九）矿井提升安全设备1.过卷过放缓冲装置 功能 过卷过放后防止事故扩大的后备保护原理 摩擦、液压、塑性变形吸能结构如下图：.（九）矿井提升安全设备过卷过放缓冲装置.25BS型摩擦滚筒缓冲装置+FHT型防撞梁托罐保护装置.BS型摩擦滚筒缓冲装置+FHT型防撞梁托罐保护装置.26HZSN型多功能过卷保护装置.HZSN型多功能过卷保护装置.272.制动失效保护装置1制动盘；2闸瓦；3活塞；4碟形弹簧5原液压站；6补偿液压站盘式制动器工作液压站与补偿增压液压站的系统关系.2.制动失效保护装置1制动盘；2闸瓦；3活塞；4碟形283.摩擦提升滑动监控装置.3.摩擦提升滑动监控装置.294.提升机载荷动态无线监测系统 传感器采集发射模块接收模块RS485串行通信无线通信定量斗关闭、到位等信号PCI总线串行通信控制卡声光报警开关量采集卡主控计算机液晶显示器提升机载荷动态无线监测系统组成.4.提升机载荷动态无线监测系统 传感器采集发射模块接收模块R305.提升状态监护装置 提升机状态监护原理位移传感器油压传感器安全回路通断接点压力继电器模拟量变送 器开关量变送 器PLC数据采集与处理信号分析与故障诊断上位机制动器运行状态及故障显示故障报警或（和）断安全回路旁油路电磁阀轴编码器.5.提升状态监护装置 位移传感器油压传感器安全回路通断接点压316.钢丝绳探伤检测 检测方法 常规、探伤仪器检测原理 磁通量变化评判方法 绝对、相对.6.钢丝绳探伤检测 检测方法.32 第二篇：矿 井 运 输 系 统主讲内容：1.主运输选择 高产高效矿井带式输送机2.辅助运输选择（1）有轨、无轨（2）运人、运料（3）多样性.第二篇：矿 井 运 输 系 统主讲内容：.33矿井运输系统按运行方式分连续运行式：输送机、无极绳牵引等往返运行式：电机车、单轨吊车、胶轮车等按用途分主运输：运输煤炭辅助运输：运输材料、矸石、人员、设备按工作区域分采区运输：工作面、顺槽、上下山大巷运输：运输大巷按牵引原理分链啮合牵引：刮板机挠性体摩擦牵引：胶带机车轮粘着牵引：机车牵引钢丝绳牵引：绞车一、矿井运输系统的分类一、矿井运输系统的分类.矿井运输系统按运行方式分连续运行式：输送机、无极绳牵引等往返34二、矿井主要运输方式及设备 1.采区主要运输方式及设备 采采区区主主要要运运输输设设备备回采工作面回采工作面主要运输设备主要运输设备刮板输送机刮板输送机采采区区上上下下山山主主要要运输设备运输设备普通带式输送机普通带式输送机大倾角带式输送机大倾角带式输送机工作面顺槽工作面顺槽主要运输设备主要运输设备转载机转载机可伸缩带式输送机可伸缩带式输送机上链式输送机上链式输送机铸石溜槽和搪瓷溜槽铸石溜槽和搪瓷溜槽.二、矿井主要运输方式及设备 采区主要运输方式及设备 采区回采35大大巷巷主主要要运运输输设设备备带式输送机带式输送机多驱动带式带式输送机多驱动带式带式输送机钢丝绳芯带式输送机钢丝绳芯带式输送机轨道运输轨道运输架线式电机车架线式电机车蓄电池式电机车蓄电池式电机车2.大巷主要运输方式及设备.大带式输送机多驱动带式带式输送机钢丝绳芯带式输送机轨道运输架36带式输送机的典型应用序号序号型号型号使用煤矿使用煤矿输送送距离距离m输送能力送能力t/h 带宽mm带速速m/s电机功率机功率kW倾角角应用用地点地点1B1200/2 400神神华大柳塔大柳塔矿30002200120042 400回采巷回采巷2L255神神华大柳塔大柳塔矿46202500120053 400主井主井3DLT1400神神华大柳塔大柳塔矿12502500140043 355大巷大巷4DTL 1600/3 1850晋城晋城赵庄庄1580250016005.63 185016主井主井5DTL1200/2 560彬彬县下沟下沟矿66080012003.52 56030主井主井6DTL2200/3 1500神神华布布尔尔台台770700022004.73 150012主井主井7STJ1600神神华上湾上湾矿60003500160046 500顺槽槽8DTL1800/4 1400伊泰酸刺沟伊泰酸刺沟1066420018004.84 140016主井主井.带式输送机的典型应用序号型号使用煤矿输送距离输送能力带宽带速37带式输送机输送机的发展方向带式输送机输送机的发展方向l向大型化和高速化方向发展。向大型化和高速化方向发展。带速达带速达8m/s 8m/s，带宽达，带宽达2m2m，单机长度达，单机长度达16km,16km,单机功率达单机功率达1100kW,1100kW,带强达带强达ST7300ST7300。l不断完善驱动技术。不断完善驱动技术。l开展动态分析研究。开展动态分析研究。l采用多点驱动技术。采用多点驱动技术。l监测监控监测监控l关键零部件研究关键零部件研究 .带式输送机输送机的发展方向向大型化和高速化方向发展。.38三、辅助运输方式及设备 1.轨道运输 矿用电机车l直流架线式电机车l蓄电池电机车 l交流变频电机车卡轨车l绳牵引l柴油机牵引.三、辅助运输方式及设备 轨道运输.391直线轨道；2弯道；3道岔；4缓冲装置；5弯道导向轮组；6托绳辊；7空绳导向轮；8通过式导向轮组；9牵引车（带储绳筒）；10控制车；11带人座运输车；124人座车；13运输车；14制动车；15连接杆；16可翻转容器；17调度用卡轨车；18储绳滚筒；19牵引绞车，20张紧装置21带操纵台的泵站；22返回绳（空绳）；23牵引绳；24回绳站；24.1带护板回绳轮；24.2测力计；24.3棘轮张紧器；24.4锚固装置钢丝绳牵引的卡轨车系统.1直线轨道；2弯道；3道岔；4缓冲装置；5弯道导向40齿轨车 1-主司机室；2-驱动部；3-主机；4-副司机室；5-平板车；6-制动车KZP-8/900(600)型齿轨车.齿轨车 1-主司机室；2-驱动部；3-主机；4-副司机室；5411牵引绞车 2张紧装置 3梭车 4压绳轮组 5托绳轮组 6尾轮 7楔块无极绳连续牵引车典型布置示意图.1牵引绞车 2张紧装置 3梭车.421、轨枕组件 2、内护轨 3、外护轨 4、转向轮 5、压板 6、护轨连接板7、主绳 8、副绳 9、引绳板 钢丝绳转弯装置结构示意图.1、轨枕组件 2、内护轨 3、外护轨 4、转向轮 5432.架空运输架空乘人装置 l原理l 技术要求 l选型原则 l注意问题.2.架空运输架空乘人装置.44高速架空乘人装置（猴车）的典型应用序序号号型号型号使用煤使用煤矿运运输距离距离m运运输能力能力人人/h 牵引速度引速度m/s最大最大坡度坡度应用用时间1高速架空乘人装置兖矿济二矿110072002.51220022高速架空乘人装置大屯徐庄矿142036001.51620033高速架空乘人装置汾西水峪矿160036001.51320044高速架空乘人装置黄陵矿业集团260072003.0620055高速架空乘人装置兖州鲍店矿86072003.01620066高速架空乘人装置大屯孔庄矿137036001.5192006.高速架空乘人装置（猴车）的典型应用序型号使用煤矿运输距离运输451.3、单轨吊车 1道轨；2有绳轮座的轨道；3与弯轨连接的直轨；4弯轨；5牵引绳导向架 6紧急制动车；7连接杆；8、9承载吊车；10吊车梁；118乘人吊车；12道岔；13缓冲器；14尾部绳轮；15尾轮拉紧装置；16头部张紧装置；17摩擦轮绞车；18通用可翻卸式集装箱;19牵引钢丝绳；20钢丝绳回绳轮钢丝绳牵引单轨吊车.3、单轨吊车 1道轨；2有绳轮座的轨道；3与弯轨连接的46柴油机牵引单轨吊.柴油机牵引单轨吊.474.无轨运输 无轨胶轮车的分类 l按用途：运输类、铲运类、特种类l按结构：铰接和整体车架l按动力：柴油和蓄电池特点l适应各种辅助运输任务l可实现一车多用l可实现直达运输l对底板有要求.4.无轨运输 无轨胶轮车的分类.48无轨胶轮轮车的典型应用序序号号型号型号使用煤使用煤矿载重重kN最大速度最大速度km/h最大最大坡度坡度功率功率kW运运输物品物品应用用时间1912X神华大柳塔矿2506.814.5110支架19962913神华大柳塔矿3028.214.574人车19963DBTFBL-10&CHT-50榆树湾矿井50019.6114.5171.5支架20064DBTMH-50榆树湾矿井4001914.5171.5支架20065MK-3S济宁3号井8029.71475多功能20016WC8E晋煤长平矿80301475井下材料20097WC24RE神东公司24人301450人车20088WC8平塑三号井80201485井下材料2008.无轨胶轮轮车的典型应用序型号使用煤矿载重最大速度最大坡度功49 选型原则a.总体选型原则：l车型选型 l总体结构型式选型l驱动型式选型 l制动型式选型 l外形尺寸选型 b.人员运输选型原则 l根据煤矿设计产量来确定运人车的数量 l根据巷道的断面尺寸来确定运人车辆的规格、车辆品种和结构型式.选型原则总体选型原则：.50c.设备运输选型原则l根据设计产量来确定设备运输车辆的数量及品种 l参考巷道尺寸来进行选型 d.材料运输选型原则 e.矸石及松散物料运输选型原则 l根据矸石、散物料的使用量来选择车型的数量 l根据巷道断面尺寸来确定车辆的大小和吨位 f.支架运输选型原则 l根据矿井年产量来选择支架车数量 l根据支架的外形尺寸来确定车辆的大小和吨位.设备运输选型原则.51国内辅助运输发展现状国内辅助运输发展现状l 我国大部分煤矿的井下辅助运输系统相当落后，我国大部分煤矿的井下辅助运输系统相当落后，尤其是采区辅助运输，仍然采用传统的小绞车、回柱尤其是采区辅助运输，仍然采用传统的小绞车、回柱绞车运输。一条巷道一般需要绞车运输。一条巷道一般需要6 68 8部绞车接力、对拉部绞车接力、对拉运输，运输环节多，占用人员多，运输效率低，严重运输，运输环节多，占用人员多，运输效率低，严重制约着工作面的安撤速度，而且安全隐患多，是安全制约着工作面的安撤速度，而且安全隐患多，是安全管理的薄弱环节管理的薄弱环节,新型高效辅助运输设备的发展需求新型高效辅助运输设备的发展需求已成为必然。已成为必然。l 在运输系统和工艺方面，随着井型和开拓范围的在运输系统和工艺方面，随着井型和开拓范围的不断扩大，运输距离越来越长，尤其是采区工作面顺不断扩大，运输距离越来越长，尤其是采区工作面顺槽越来越长，已达到槽越来越长，已达到200020003000m3000m（最长（最长5000m)5000m)。辅。辅助运输问题更加突出，已经成为制约我国煤炭生产发助运输问题更加突出，已经成为制约我国煤炭生产发展的薄弱环节展的薄弱环节,改造提升辅助运输系统已成当务之急。改造提升辅助运输系统已成当务之急。.国内辅助运输发展现状 我国大部分煤矿的井下辅助运输系统52 当前国内外煤矿实用的高效辅助运输设备与传统当前国内外煤矿实用的高效辅助运输设备与传统的辅助运输设备相比，在技术特性、运输效率和安全的辅助运输设备相比，在技术特性、运输效率和安全性能方面都具有许多明显的优点，如：性能方面都具有许多明显的优点，如：（1）运行安全可靠，不跑车，不掉道。）运行安全可靠，不跑车，不掉道。（2）爬坡能力强，能在起伏坡度较大和弯道道岔）爬坡能力强，能在起伏坡度较大和弯道道岔较多情况下运行。较多情况下运行。（3）牵引力大，能实现重型物料如重型液压支架）牵引力大，能实现重型物料如重型液压支架的整体搬运。的整体搬运。（4）运行速度快。）运行速度快。（5）能实现远距离连续运输。）能实现远距离连续运输。（6）有比较完整的配套设备和运输车辆，可实现）有比较完整的配套设备和运输车辆，可实现装卸作业机械化。装卸作业机械化。由于具有这些特点，所以这些设备发展很快。由于具有这些特点，所以这些设备发展很快。.当前国内外煤矿实用的高效辅助运输设备与传统的辅助运53四、运输设备的安全监护装置 1.刮板输送机的软启动技术 阀控充液式液力偶合器 双速电动机驱动 调频调压软启动器 液力偶合器用于输送机的原理图.四、运输设备的安全监护装置 刮板输送机的软启动技术 液力偶54软启动方式对比 项目目调整方整方式式 初始启初始启动方式方式初始启初始启动时间启启动时间切切换方式方式启启动电压/额定定电压倍数倍数启启动电流流/额定定电流流倍数倍数启启动转矩矩/额定定转矩矩倍数倍数双速电机改变电机极数低速级启动低速级额定转速48s断电切换1低速级3.44.00.51s时，2.0其余1.0调压调整软启动器改变电压全电压突变跳启动01000ms060s 180s不断电切换0.351=8.0可调0.040.9调压调整软启动器改变频率和电压调频调速启动07s060s不断电切换调频0.80.9调压0.351=4.0可调1.41.0.软启动方式对比 调整方式 初始启动方式初始启动时间启动时间切552.带式输送机的软启动 （1）阀控充液式液力偶合器软启动器 （2）电液控制软启动（-580下组煤胶带用）（3）调压调速软启动器 （4）变频调速软启动 （5）液体粘性软启动 （6）永磁调速器 目前岱庄煤矿选用了（1）、（2）这两种软启动方式，但是第（4）、（6）种软起动方式是发展的方向。特别是第（6）种，它通过对负载的转速调整，实现高效节能，可通过控制器进行控制；解决电机堵转、消除系统震动，延长系统设备寿命；不产生谐波,不受电网电压波动影响，是带式输送机软启动的首选启动方式。.2.带式输送机的软启动 （1）阀控充液式液力偶563.带式输送机的安全保护装置 带式输送机的保护装置要符合以下要求：带式输送机的有关安全规定 对带式输送机安全防护装置的规定 对带式输送机制动装置的规定 带式输送机的安全保护装置.3.带式输送机的安全保护装置 带式输送机的保护装置要符合以下57.本次讲课已经完成.58