04第四章 其它辅助运输设备

59第四章辅助运输辅助运输是指除了煤以外的一切材料、设备和人的运输。其特点是运输类型多、运送去向多、巷道条件多样。类型多表现在既运物又运人，物品中有整体、散件，大小长短轻重差异很大，运送去向多是指需要运到各工作面和井下一切场所。现代化矿井的辅助运输工作量很大，一个综采工作面的设备有100吨以上，每采完一个工作面就需要转移一次；巷道支护材料和井下使用的机电设备，随机械化程度的提高而增加；对于大型矿井来说，矸石的运量也相当可观。因此，辅助运输的机械化和采、掘、运的机械化同样重要，否则全员效率无法提高。辅助运输的机械化还影响综采设备能力的发挥，若综采工作面的设备转移所需时间长，就大大减少了一套设备的年生产能力。对辅助运输设备有以下要求：1.安全可靠；2.能在水平、倾斜和转弯的巷道中连续运行不需要转载；3.运输距离可变化；4.成件设备不解体整运；5.能运送多种材料和设备；6.易于装卸；7.辅助操作少，使用方便；8.与主要运输设备无相互干扰。根据辅助运输设备的特点，能同时满足上述要求是不容易的，已有的设备是：钢丝绳运输、单轨吊车车、卡轨车、齿轨机车、无轨运输车、单绳索道等。第一节钢丝绳运输钢丝绳运输是辅助运输的常见运输设备。凡是在水平或倾斜的轨道上利用绞车、钢丝绳和矿车或其它容器所进行的轨道运输，称为钢丝绳运输。一、钢丝绳运输的类型及使用条件钢丝绳运输由于设备简单，操作方便，在矿山得到广泛的应用。尤其对倾角较大的斜巷，当胶带输送机不能应用时，往往采用钢丝绳运输比较合适。另外，在使用运输机的巷道（如水平或倾斜井巷，运输机上、下山等）里，也需要钢丝绳运输来作辅助运输。钢丝绳运输可分为两大类，即有极绳运输与无极绳运输。有极绳运输是指钢丝绳的一端与矿车相连，通过绞车使钢丝绳放出或收回，达到运输的目的。一般采用的是滚筒式绞车。有极绳运输又可为单绳运输、双绳运输和首尾绳运输。单绳运输如图4-1(a)所示，采用单滚筒绞车沿倾斜巷道牵引矿车向上运行；矿车向下运行则靠自溜运行。双绳运输如图4-1(b)所示，一般采用双滚筒绞车，每一个滚筒上各有一根钢丝绳，每一根各挂一个车组。由于两个滚筒缠绕方向相同（右螺旋缠绕）而出绳方向不同，故开车后，一根钢丝绳是缠绕，另一根钢丝绳则是松放，这样一个车组向上运行，另一个车组自溜向下运行。这种双绳运输比单绳运输的循环时间短，生产效率高，但必须在巷道中铺设双轨，而且车场布置比较复杂。首尾绳运输是用两台单滚筒绞车，各在线路一端，分别向两个方向牵引矿车，如图4-1(c)所示，它使用在坡度不大或巷道有起伏矿车组不能靠自重拖带钢丝绳向下溜放的巷道内，也可以用一台双滚筒绞车安装在60线路一端，另一端用一个导向绳轮。如图4-1(d)所示。有极绳运输的特点是货载运输周期进行，属于周期动作式运输设备。无极绳运输如图4-1(e)所示，它是用摩擦轮绞车带动一条封闭的钢丝绳运转；矿车通过特殊的连接装置与钢丝绳连接起来，靠运行的钢丝绳带动矿车轨道运行。若从装车场按一定的间隔不断地将矿车与钢丝绳挂接（挂钩），那么在出车场处就可不断地摘挂钩并推出矿车。因此这种运输是连续的，它的货运量与距离无关。无极绳运输适用于矿井井下水平巷道或倾角不大（5˚～20˚）的上山运输，也可以作地面运输。无极绳运输的主要缺点是工人劳动强度大，钢丝绳磨损严重，轨道附属设备多，上、下运输环节的衔接费工费时。二、钢丝绳简介钢丝绳是提升运输系统的主要组成部分之一。它直接关系到矿井的正常生产和人员的生命安全，对钢丝绳的结构性能有一定的了解，对正确选择、合理使用维护钢丝绳，意义十分重大。(一)钢丝绳的结构、类型、特性及应用1．钢丝绳的结构矿用钢丝绳都是丝-股-绳结构，即先由钢丝捻成绳股，再由绳股捻成绳，提升丝绳各部分名称如图4-2所示。制造钢丝绳的钢丝是由优质碳素结构圆钢冷拔而成的，一般直径为0.4～4mm，钢丝的抗拉强度为1400～2000MPa，我国多用1550MPa和1700MPa两种。为了增加抗腐蚀能力，钢丝表面可以镀锌，称为镀锌钢丝，未镀锌的称为光面钢丝。钢丝绳的表面状态标记代号为：光面钢丝，NAT；A级镀锌钢丝，ZAA；AB级镀锌钢丝，ZAB；B级镀锌钢丝，ZBB。此外还可以用钢丝韧性来标志，分为特号、Ⅰ号和Ⅱ号三种，提升矿物用的钢丝绳可以选用特号或I号钢丝来制造，提升人员用的钢丝绳只允许用特号钢丝来制造。在由钢丝拧成股时有一个股芯，股芯一般为钢丝。在由股捻成绳时也图4-1钢丝绳运输示意图（a）单绳运输；（b）双绳运输；（c）、（d）首尾绳运输；（e）无极绳运输1——绞车；2——容器；3——钢丝绳61有一个绳芯，绳芯有金属绳芯和纤维绳芯两种，前者由钢丝组成，后者可用剑麻，黄麻或有机纤维制成。绳芯的作用是支持绳股，使绳富于弹性，并可贮存润滑油，防止内部钢丝腐蚀生锈，并减少钢丝之间的摩擦。绳芯的标记代号为：纤维芯，FC；合成纤维，SF；天然纤维，NF；金属丝绳芯，IWR；金属丝股芯，IWS。图4-2提升钢丝绳的结构1—股芯；2--内层钢丝；3—外层钢丝；4—绳芯；5—绳股2．钢丝绳的类型、特性及应用提升钢丝绳有很多种，结构不同性能也不相同。根据不同的特点有不同的分类方法，实际上都是从不同的角度来说明钢丝绳的结构特点，了解这些特点，对于认识不同钢丝绳的性能，正确选择和合理使用钢丝绳都是有益的。(1)依钢丝绳的捻法来分，绳股在绳中的捻向为左（右）螺旋时，称为左（右）捻钢丝绳。钢丝在股中的捻向与绳股在绳中的捻向相同时称为同向捻（顺捻），相反时称为交互捻（逆捻）。由此钢丝绳可分为左同向捻（SS）、右同向捻（ZZ）、左交互捻(SZ)、右交互拄(ZS)四种。如图4-3所示。同向捻钢丝绳比较柔软，表面较光滑，弯曲应力较小，因而寿命较长，但有较大的恢复力，容易旋转打结；交互捻钢丝绳则与上述情况相反。(2)依钢丝在股中的接触情况分，钢丝在绳股中的接触形式有点接触、线接触和面接触三种。点接触式钢丝绳，股中内外层钢丝以等捻角不等捻距(跨越捻)来捻制，一般以相同直径的钢丝来制造，钢丝间呈点接触状态。线接触式钢丝绳，股中内外层钢丝以等捻距不等捻角(等距离)来捻制，一般以不同直径的钢丝来制造，丝间呈线接触状态。两种绳相比较，线接触绳比较柔软，无压力集中现象，寿命较长。为了改善丝间状态，将线接触式钢丝绳的绳股经持殊碾压加工，使钢丝产生塑性变形，形成钢丝间成面接触状态，然后再捻制成绳，称为面接触式钢丝绳，所有线接触钢丝绳均图4-3钢丝绳的捻法（1）—右交互捻；（2）—左交互捻；（3）—右同向捻；（4）-左同向捻62可制成面接触钢丝绳。面接触式钢丝绳结构紧密，表面光滑，抗磨损和抗腐蚀性能好，寿命较长。(3)依绳股断面形状分，最常用的为圆形股绳，这种绳的绳股断面为圆形。此外，还有异形股绳，绳股的断面形状为三角形或椭圆形，提升应用最多的是三角绳股(椭圆股则用以制造多层股不旋转绳)，三角股绳具有承压面积大、抗磨损、强度大和寿命长等优点。(4)特种钢丝绳。除以了上而介绍的一些钢丝绳以外，还有一些结构比较特殊的钢丝绳，在矿井提升中应用的有多层股不旋转钢丝绳。这种绳由二层或三层绳股捻成，各层捻向相反，因而克服了钢丝绳的旋转性，适用于作凿井提升绳或生产矿井提升尾绳。密封钢丝绳和半密封钢丝绳，这种绳属手单股结构，最外一层是用异钢丝彼此互相锁住(又称锁丝绳)，它的特点是密实、表面光滑、耐磨和耐腐蚀性能好、不旋转、弹性伸长小，但挠性差、制造技术复杂，适用于作罐道绳，国外也有用作提升钢丝绳的。扁钢丝绳，这是一种扁平钢丝绳，一般为手工编制，生产效率低，但这种绳有很大的挠性，又不旋转，所以有些矿井用来作尾绳。3．钢丝绳的标记方法我国产圆形股钢丝绳按国家标准GB1102，异形股钢丝绳是按冶工业部YB829选用。其标记方法如下：(二)钢丝绳的使用、维护及试验选择钢丝绳时根据使用条件和钢丝绳的特点来考虑。我国提升钢丝绳多用同向捻绳，至于是左捻还是右捻，选择原则是：绳的捻向与绳在卷筒上的缠绕螺旋线方向一致。我国单绳缠绕式提升机多为右螺旋缠绕，故应选右捻绳，目的是防止钢丝绳松捻。多绳摩擦提升为了克服绳的旋转性给容器导向装置造成磨损；一般选左、右捻各一半。此外，还应考虑如下因素，(1)在井筒淋水大，水的酸碱度较高且处于出风井中的提升钢丝绳，因腐蚀严重应选用镀锌钢丝绳；(2)以磨损为主要损坏原因时，如斜井提升，采区上、下山运输等，应选用外层钢丝较粗的钢丝绳或面接触钢丝绳。如67；6(19)或三角股等；(3)以弯曲疲劳为主要损坏原因时，应优先选用线接触式或三角股钢丝绳，如6T(25)、6W(19)等；(4)用于高温和有明火的地方，如煤矿矸石山等，应选用金属绳芯钢丝绳；63(5)罐道绳最好用半密封钢丝绳或三用股绳，表面光滑，比较耐磨。钢丝绳既然是提升设备中的一个重要组成部分，除了合理选择之外，还应当正确使用精心维护和定期试验，以便了解钢丝绳的工作状态，延长使用寿命。对提升钢丝绳运转维护的要求可归纳如下几点：(1)必须符合规定的绳轮直径和绳径比，以减小其弯曲应力；(2)绳槽直径要符合要求，以减小其挤压应力和接触应力；(3)缠绕式提升机用钢丝绳必须定期涂油润滑，润滑油要符合钢丝绳制造厂提出的求；摩擦提升用钢丝绳只能涂专用的钢丝绳油；润滑油要求粘性好，振动、淋水不易冲掉；要有较好的粘温性，低温不硬化，高温不流失；要有良好的防锈性、润滑性；(4)严禁用布条之类的东西捆在钢丝绳上作提升深度指示标记，以防该处的钢丝绳得不到良好的润滑而发生腐蚀断丝；(5)钢丝绳的运送、存放和悬挂都应严格按要求去做；(6)对提升钢丝绳必须每天以0.3m/s的速度进行认真检查，并记录断丝情况。对于升降人员或升降人员和物料的钢丝绳同一捻距内断丝面积同钢丝总面积之比达5％时；对于专升物料用的钢丝绳、平衡钢丝绳，防坠器的制动钢丝绳（包括缓冲绳）和兼作运人的钢丝绳牵引带式输送机的钢丝绳为10％时必须更换；钢丝绳如有断股，或者直径缩小达10％、罐道钢丝绳直径缩小１５％以及有其它损坏时亦要更换。(7)钢丝绳遭受卡罐或突然停车等猛烈拉伸时，必须立即停车检查，遭受冲击拉伸的段如果长度增加0.5%以上或有明显损伤，要更换新绳；(8)多层缠绕时，由下层转到上层的一段绳由于磨损严重。必须加强检查。并且每季度要错动四分之一圈。除了日常维护检查以外，《煤矿安全规程》还规定钢丝绳必须定期切下一截进行实验，以验证使用中的钢丝绳性能是否符合要求。（1）钢丝绳在使用之前均须进行实验；（2）除摩擦式提升用钢丝绳和尾绳以及倾角30°以下的斜井专门用来升降物料的钢丝绳外，提升钢丝绳在使用过程中必须定期切下一段做试验。升降人员或升降人员相物料的钢丝绳，自悬挂之日起每6个月试验一次；专为升降物料的钢丝绳，自悬挂之日起一年后进行一次试验，以后每6个月试验一次。三、有极绳运输设备有极绳运输设备包括绞车、钢丝绳和容器（矿车）等。根据《煤矿安全规程》中对主要提升装置定义为“含有提人绞车及滚筒直径2m以上提升物料的绞车的提升装置”。一般绞车滚筒直径在2m以下的称为绞车或小绞车，滚筒直径在2m以上的称为提升机。运输绞车根据结构、用途和工作原理不同，可以分为调度绞车和斜巷运输绞车两种。（一）调度绞车调度绞车是用来调度车辆及其进行辅助牵引作业的一种绞车。多用于矿井巷道中拖运矿车及辅助搬运，也可用在采掘工作面、装车站调度室、重载矿车。1．调度绞车的型号及含义64调度绞车型号表示如下，其含义是：煤矿常用的调度绞车有JD—11.4KW、JD—25KW、JD—40KW、JD—55KW等几种型号，他们的结构、传动原理基本相同,这里重点介绍JD—11.4型。2．JD—11.4型调度绞车的组成JD—11.4型调度绞车主要由滚筒、制动装置、机座和电动机等组成。其外形如图4-4所示。绞车滚筒由铸钢制成，其主要功能是缠绕钢丝绳牵引负荷。滚筒内装有减速齿轮。绞车上共装有两组带式闸，即制动闸2，工作闸3。电动机一侧的制动闸2用来制动滚筒，大内齿轮上的工作闸3用于控制滚筒运转。机座用铸铁制成，电动机轴承支架及闸带定位板等均用螺栓固定在机座上。电动机为专