第4章露天矿运输-2(余德运)

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露天矿运输,5,联合运输,2021/9/24,1,3,铁路运输,3.5,列车运输计算,2021/9/24,2,2021/9/24,3,3,铁路运输,3.1,铁路运输的优缺点,2021/9/24,4,3,铁路运输,3.1,铁路运输的优缺点,2021/9/24,5,3,铁路运输,3.2,铁路运输的适用条件,适用条件,:,地形平坦、矿床简单、采场尺寸大;,以前广泛应用,现逐渐被淘汰。,2021/9/24,6,3,铁路运输,3.3,铁路运输列车,牵引机车,-,内燃机,(车头),载货车辆,(车厢),2021/9/24,7,3,铁路运输,3.3,铁路运输列车,牵引机车,-,电力,(车头),载货车辆,(车厢),3.3.1,牵引机车,2021/9/24,8,3,铁路运输,3.3,铁路运输列车,内燃机车牵引:,不需要架线和牵引变电所,线路辅助设施少,但设备维修量大,在,国内大型露天矿应用较少,。,电力机车牵引:,虽需要架线,但牵引性能好,设备维修简单、运输成本低,,获得广泛应用,。,3.3.1,牵引机车,2021/9/24,9,3,铁路运输,3.3,铁路运输列车,3.3.2,矿车,矿车的,类型,(1),固定车箱,式矿车,(2),翻转车箱,式矿车,(3),底卸式,矿车,(4),侧卸式,矿车,60180t,2021/9/24,10,(,1,)固定车箱式矿车,YGC0.7(6),矿车,它自重小,而且坚固耐用,矿车容积为,0.5,4,米,3,,只能在固定地点借翻笼来卸载。,2021/9/24,11,(,2,)翻转车箱式矿车,翻转车厢矿车,YFC0.7(6),型,容积,0.5,1.2,米,3,,卸载方便,在中小型矿山使用比较广泛;(如,YFC0.7,(,6,),2021/9/24,12,(,3,)底卸式矿车,底卸式矿车,YDC6(7),型,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,),2021/9/24,13,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,。,2021/9/24,14,图,3.8,底卸式矿车卸载示意图,1-,车箱;,2-,翼板;,3-,托轮;,4-,支架;,5-,转向架;,6-,卸载轮;,7-,卸载曲轨,8-,托轮底;,9-,卸载漏斗;,10-,电机车,底卸式矿车的,主要优点:,进卸载站的行车方向不受限制,卸载时的车速易控制,卸载曲轨不受撞击。,底卸式矿车装卸能力很高,能满足大型矿井的需要。,2021/9/24,15,(,4,)侧卸式矿车,2021/9/24,16,(,4,)侧卸式矿车,侧卸式,侧卸式,2021/9/24,17,矿车的主要技术参数,(,与矿山设计密切相关的,),载重量,(,KN,或,N,);,车辆自重,(,KN,或,N,);,车厢容积,(,m,3,);,自重系数:,自重,/,标称载重,3,铁路运输,3.3,铁路运输列车,3.3.2,矿车,2021/9/24,18,3,铁路运输,3.4,线路的分类和技术等级,1435,大型露天矿,600,、,750,、,762,、,900,小型,单线,重车方向,年运量,2021/9/24,19,图,3-2,轨距与轮缘距,S,l,-,轮缘距;,S,g,-,轨距;,x-,游隙,2021/9/24,20,固定铁路线路等级,单线重车方向最大年运量(万,t,),铁路轨距(,mm,),1435,900,762,600,600,250,150200,300600,150250,50150,3050,300,150,50,30,3,铁路运输,3.4,线路的分类和技术等级,2021/9/24,21,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),列车运输能力(t/d)可按下式计算:,3,铁路运输,3.5.1,矿车运输能力计算,t/d,式中,,K,工作时间利用系数,K=0.85,;,n,机车牵引的矿车数;,q,矿车的实际载重量,,t,;,T,z,列车完成一次运输任务的周期,,min,;,Tz,=,装车,t+,卸车,t+,运行(往返),t+,检查,t +,换、停,t,2021/9/24,22,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),3,铁路运输,3.5.1,矿车运输能力计算,同时工作的列车数为:,(列),式中,,Q,每昼夜的运输量,,t/d,;,An,年运输总量,t/a,;,m,列车每年工作天数,,300,3,30d/a,;,K,B,运输不均匀系数,,1.1,1.25,;,2021/9/24,23,定义:,区间通过能力是指限制区间一昼夜所能通过的列车对数。,限制区间,:各区间中,长度最大、坡度最陡、线路数目最少,且要求通过的列车数最多的区间。,区间:,在长长的铁路线上,为了保证行车安全和必要的线路通过能力,需要把每一条铁路划分成若干个长短不一的段落,一般为,10,公里左右,段落与段落之间设置一个车站。每一个段落就称为区间。,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),3,铁路运输,3.5.2,线路通过能力计算,2021/9/24,24,闭塞方式分类:,(,1,)人工闭塞,(,2,),半自动闭塞,(,3,),自动闭塞,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),3,铁路运输,3.5.2,线路通过能力计算,闭塞技术历史,1840,年代以前,列车运行以“时间间隔法”来保证安全,即每趟列车发出以后,间隔一段时间才发出后一列车,但是这种方法无法防止列车因晚点或故障停车导致运行时间与运行图相差较大时容易发生的追尾事故。,1842,年,英国,发明的“空间间隔法”,1,,以两车之间相隔一段距离的方法来保证安全,可以视为是现代闭塞技术的雏形。,一个区间只能允许一列列车运行,否则就会发生列车相撞或追尾事故。车站就是相邻区间的分界点。,2021/9/24,25,人工闭塞:,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),3,铁路运输,3.5.2,线路通过能力计算,是以人工记录列车的运行位置和控制色灯信号机的闭塞方法。在发车前,接发车双方的车站或线路所共同确认闭塞区间是处于空闲状态,然后发车的车站或线路所使用路签机、路牌、路票等记录本段区间已经被占用,,并把占用信息通过电话、电报等手段通知接车的车站或线路所,。接车的车站或线路所有责任在列车到达后检查车辆到达编组是否完整,是否有部分车厢滞留在区间未到达。在列车到达前,发车车站应阻止后续运行的列车进入这一区间,接车车站应阻止反向运行的列车进入这一区间。,2021/9/24,26,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),3,铁路运输,3.5.2,线路通过能力计算,半自动闭塞:,是以人工确认区间空闲,发车后由轨道电路判断车辆进入区间后自动把区间设置为占用状态的闭塞方法。,此种闭塞需人工办理闭塞手续,列车凭出站信号机的进行显示发车,但列车出发后,出站信号机能自动关闭,所以叫半自动闭塞。车辆进入区间后,轨道电路会联锁控制色灯信号机,把占用信息通知到双方车站。车辆到达后,仍需要人工检查车辆到达编组完整,由人工把区间状态复原为空闲状态。,2021/9/24,27,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),3,铁路运输,3.5.2,线路通过能力计算,自动闭塞:,是以计轴设备自动计算进入该区间的车轴数目和离开该区间的车轴数目,从而自动判断区间空闲状态的闭塞方法。,通过列车运行及闭塞分区的情况,通过色灯信号机可以自动变换显示,列车凭信号机的显示行车,这种闭塞方法完全是自动控制进行的,不需要人工操纵,故叫自动闭塞。自动闭塞是由运行中的列车自动完成闭塞任务的一种设备。车辆进入或离开区间将自动连锁控制色灯信号机的状态。,2021/9/24,28,2021/9/24,29,单线区间通过能力,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),3,铁路运输,3.5.2,线路通过能力计算,人工闭塞,式中,,n,每天工作班数;,T,每班工作时间,min,;,t,1,空车运行时间,min,;,t,2,每重车运行时间,min,;,列车间隔时间,min,;,对,/,天,2021/9/24,30,双线区间通过能力,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),3,铁路运输,3.5.2,线路通过能力计算,自动闭塞,半自动闭塞,t,y,列车在区间运行时间,min,;,准备进路和开放信号时间,min,;,(电控,0.3min,人工搬动,0.2min),t,0,自动闭塞区段列车间隔时间,min,;,2021/9/24,31,车站通过能力:,单位时间通车站的列车数,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),3,铁路运输,3.5.2,线路通过能力计算,咽喉,道岔,:是指咽喉区中能力利用率最大的道岔组。其通过能力是指咽喉,道岔,一昼夜能够通过的各方向的货物列车数。,y,咽喉道岔的时间利用系数,,min,;,t,j,车站内影响咽喉道岔接发车作业所占用的时间,min,;,N,i,通过咽喉道岔的到、发列车,调车和单机的通过次数;,t,i,通过咽喉道岔的到、发列车,调车和单机占用咽喉道岔的时间,,min/,次。,对,/,天,2021/9/24,32,图,3.5,道岔结构,1,尖轨,2,辙岔,3,转辙器,4,道岔曲轨,5,护轮轨,6,道岔基本轨,道岔,(一)道岔的构造与型号,道岔的结构如图,3-5,。,2021/9/24,33,道岔,2021/9/24,34,道岔,2021/9/24,35,道岔,2021/9/24,36,2021/9/24,37,通常用辙岔角的半角正切值的两倍表示,道岔型号,M,,即:,M=2tan(,/2),井下线路常用的道岔型号有,1/3,、,1/4,、,1/5,三种,特殊情况下也有用,1/2,、,1/6,的。,道岔的选择:根据通过的,电机车质量和运行速度,选用道岔的型号。,2021/9/24,38,图,3.7,单开道岔示意图,1,尖轨,2,基本轨,3,转辙器,4,辙岔,5,过渡轨,6,护轮轨,单开道岔基本结构参数:,a,道岔起点到,O,点的距离,b,道岔终点到,O,点的距离,辙岔角,2021/9/24,39,(二)道岔的类型,道岔的类型,很多,,按线路间的相对位置,,,一般可分为,单开道岔,DK(,左开或右开,),对称道岔,DC,渡线道岔,DX(,左开或右开,),菱形道岔,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。,矿山最常用的三种道岔是单开道岔、对称道岔和渡线道岔。,2021/9/24,40,图,3-6,道岔类别及其单线表示图,1-,左开道岔;,2-,右开道岔;,3-,对称道岔;,4-,渡线道岔;,5-,菱形道岔,2021/9/24,41,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,2021/9/24,42,咽喉,道岔,:是指咽喉区中能力利用率最大的道岔组。其通过能力是指咽喉,道岔,一昼夜能够通过的各方向的货物列车数。,2021/9/24,43,车站通过能力:,单位时间通车站的列车数,3.5,列车运输计算,(列车运输能力和线路通过能力),3,铁路运输,3.5.2,线路通过能力计算,咽喉,道岔,:是指咽喉区中能力利用率最大的道岔组。其通过能力是指咽喉,道岔,一昼夜能够通过的各方向的货物列车数。,y,咽喉道岔的时间利用系数,,min,;,t,j,车站内影响咽喉道岔接发车作业所占用的时间,min,;,N,i,通过咽喉道岔的到、发列车,调车和单机的通过次数;,t,i,通过咽喉道岔的到、发列车,调车和单机占用咽喉道岔的时间,,min/,次。,2021/9/24,44,2021/9/24,45,4,带式输送机运输,2021/9/24,46,4,带式输送机运输,4.1,带式输送机运输的优缺点,2021/9/24,47,3,铁路运输,4.1,带式输送机运输的优缺点,2021/9/24,48,3,铁路运输,3.2,铁路运输的适用条件,适用条件,:,地形平坦、矿床简单、采场尺寸大;,以前广泛应用,现逐渐被淘汰。,2021/9/24,49,绪论,带式输送机运输,:,连续运输,带式输送机,优点,:,运输能力大、爬坡能力大,(,300,、,16,),、安全 可靠;,缺点,:,投资大、对物料要求严;,适用条件,:,地形复杂、“三大”、与汽车组成联合运输;发展 最快、应用看好,。,2021/9/24,50,带式输送机,概述,带式输送机,又称胶带输送机,现场俗称,“,皮带,”,,在冶金、电力、化工等行业的矿山企业应用广泛,但最广泛的还是煤炭行业; 带式输送机可以输送煤、矸石、其它粉末状物料,但不宜输送有坚硬棱角的不规则形状物料; 带式输送机铺设倾角为1618。一般向上运输取较大值,向下运输取较小值; 主要特点:输送能力大、结构简单、维修方便、安全可靠、运营成本低、适用范围广、容易实现自动化等。,2021/9/24,51,2021/9/24,52,2021/9/24,53,带式输送机,概述,带式输送机分类,按输送带的带芯材料: 棉帆布、尼龙帆布、钢绳芯;按机架结构: 固定式、移动式、半固定式、移置式、吊挂式;按输送带: 光面带、花纹带、波纹挡边带;按驱动方式: 单滚筒、双滚筒、三滚筒等。,2021/9/24,54,带式输送机,概述,带式输送机分类,根据,“,起重运输机械类组划分,”,分为:,通用带式输送机, 轻型带式输送机, 移动带式输送机, 钢绳芯带式输送机, 大倾角带式输送机, 钢绳牵引带式输送机, 压带式带式输送机, 气垫带式输送机, 磁性带式输送机, 钢带输送机, 网带输送机。,工矿企业常用通用带式输送机、钢绳芯带式输送机、钢绳牵引带式输送机。,2021/9/24,55,带式输送机,概述,带式输送机型号表示方法,SSJ1000/275, STD800/240SS,产品类型代号,煤矿用输送机;S,第一特征代号,伸缩S,通用固定T;J,第二特征代号(机身结构),钢架落地J,钢架 吊挂D;1000/275,主参数代号,带宽/功率;S,补充代号,X:向下运输,S:向上运输,不加 代号:水平运输。,2021/9/24,56,带式输送机,概述,应用,国外带式输送机发展很快,以钢绳芯带式输送机为例,目前: 最大运输能力:37500t/h, 其带宽2.8m,带速7.4m/s; 最大带宽:4m; 最大带速:8m/s; 单机最大长度:34km; 多级串联最多17条,总长度200km。,2021/9/24,57,带式输送机,概述,应用,国内: 最大运输能力:7800t/h; 最大带宽:2.4m; 最大带速:6m/s; 单机最大长度:7.6km。,2021/9/24,58,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,一、工作原理(,钢绳芯带式输送机为主,),胶带,1经,主动滚筒,2和机尾,改向滚筒,3形成一个无极环形带。上下两股胶带分别支承在上下,托辊,4上。,拉紧装置,5可使胶带获得一定的张紧力。物料经机尾装料口7落到上部胶带上,胶带运行至端部卸落。也可利用专门装置在中间卸料。 工作时,主动滚筒与电机相连接,通过与胶带间的摩擦力带动胶带运动,从而实现输送功能。,2021/9/24,59,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,一、工作原理(,钢绳芯带式输送机为主,),上股输送带运送货载,称为,承载段或重段,,下股(不装运货载)称为,非承载段或回空段,; 承载段一般采用槽形托辊支承,使其成为槽形断面,以增加承载断面的面积,货载不易撒落,回空段多用平托辊支承。,2021/9/24,60,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,二、带式输送机典型布置形式,2021/9/24,61,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,二、带式输送机典型布置形式,2021/9/24,62,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,二、带式输送机典型布置形式,布置原则,: 1)双滚筒驱动时,为了提高输送带寿命,保持输送带与驱动滚筒相贴表面的干净,不用,“,S,”,型布置; 2)拉紧装置一般布置在输送带张力最小处; 3)在纵断面上尽可能布置成直线型,避免布置成尖凸弧或深凹弧的形式。,2021/9/24,63,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,三、带式输送机主要零部件,1)驱动装置,: 开式:由电动机、制动器、减速器、联轴器、逆止器等组成; 闭式:电动机、减速器等均放在滚筒空腔内。,2)滚筒,: 传动滚筒:一般采用光面,长距离多采用胶面滚筒,传递动力的主要部件; 改向滚筒:改变输送带的运行方向、增加传动滚筒的围包角。,2021/9/24,64,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,三、带式输送机主要零部件,3)输送带,: 物料的承载件和牵引件; 承载段,承受物料的区段,回空段,返回区段; 常用带芯材料,棉帆布、尼龙帆布、钢丝绳等。,2021/9/24,65,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,三、带式输送机主要零部件,4)托辊:,承载托辊,支承输送带及其物料; 空载托辊,支承回空段输送带; 过渡托辊,设置在滚筒与第一组承载托辊之间,使输送带从槽形过渡到平形,减少输送带的附加应力; 调心托辊,调节输送带的跑偏; 缓冲托辊,安装在装料处,以减少物料对输送带的冲击。,2021/9/24,66,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,三、带式输送机主要零部件,5)拉紧装置:,常用:螺杆拉紧、重锤拉紧、自动和固定小车拉紧等,作用是使输送带保持必要的张力,以防止输送带与传动滚筒打滑,并控制输送带的挠度。,6)清扫器:,承载面清扫器,清扫粘在承载面上的物料; 空载面清扫器,防止物料卷入滚筒。,2021/9/24,67,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,三、带式输送机主要零部件,7)机架:,分为头架、尾架、中间架、支腿、拉紧装置架、驱动装置架,是带式输送机的骨架。,8)溜槽(料斗)、导料板:,溜槽(料斗),转接、储存物料,可容纳停机时堆积的物料; 导料板,物料通过溜槽下方的导料板落到输送带上,以防物料外溢。,2021/9/24,68,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,三、带式输送机主要零部件,9)制动器、逆止器:,对于上运的输送机,为防止有载状态停车时输送带逆行,设有逆止器或制动器。,10)各种开关和电气保护装置:,电流保护、速度监测、输送带纵向撕裂监测、跑偏保护、紧急停机开关、溜槽堵塞开关等。,11)其它:,洒水、集尘、防风罩、挡风板等。,2021/9/24,69,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,四、露天矿用工作面移动式带式输送机,分为,采场工作面移动式带式输送机、排土场工作面移动式带式输送机,; 其中,采场工作面移动式带式输送机与轮斗挖掘机或转载机(受料)、破碎机的卸料胶带配合;排土场工作面移动式带式输送机与排土机配合(卸料)。,2021/9/24,70,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,四、露天矿用工作面移动式带式输送机,由于这类输送机随采、排工作面的推进而不断移设,所以其结构与通用型带式输送机有所不同,主要有: 1)有一个可以沿输送机全长走行的受料或卸料装置; 2)随采排工作面的推进,需在垂直于输送机纵向轴线的方向上不断移设; 3)不能装备永久性基础; 4)需配套的移设设备。,2021/9/24,71,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,四、露天矿用工作面移动式带式输送机,工作面移动式带式输送机的主要组成部分:,输送带、头部驱动站、中间段、尾部改向站、受料及卸料装置、移设装置、安全保护装置,等。,2021/9/24,72,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,五、输送带,胶带是带式输送机的重要组成部分。胶带贯穿输送机的全长,长度约为机身的两倍,用量大,价格较贵,在输送机的成本中占有很大的比重(约占1550左右)。 胶带既是输送机承载机构,又是牵引机构(钢绳牵引输送带除外)。从承载角度来看,要求胶带柔软,成槽性好;从牵引角度来看,则要求其具有足够的抗拉强度,输送机单机允许铺设长度受到胶带抗拉强度限制。由于胶带在运行过程中直接与物料接触,对其耐磨损、耐腐蚀及抗燃性都有一定的要求。,2021/9/24,73,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,五、输送带,1、输送带分类,按相应输送机的类型分为:,普通胶带、钢绳芯胶带、钢绳牵引胶带,。,2021/9/24,74,带式输送机,矿用带式输送机的工作原理与结构,五、输送带,1、输送带分类,1)钢丝绳牵引胶带,用于钢丝绳牵引带式输送机,只承载,不受牵引力; 运输距离长,运输距离大,工艺复杂,制造成本高,价格昂贵。,2021/9/24,75,
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