煤矿机运

煤矿机械与安全管理四川师范大学工学院四川煤矿安全技术培训中心隆泗电话：[phone]邮箱:[e-mail]绪论•一、本课程的任务•1、学习煤矿固定机械的技术与安全管理•矿山提升设备：提升机（绞车）及其配套设备•矿井通风设备：通风设备及其系统总成•矿井排水设备：水泵及其系统总成•矿井压气设备：空气压缩机及其系统总成•2、学习煤矿移动设备的技术与管理•运输设备：刮板运输机、胶带运输机、矿车、•电机车•采煤设备：采煤机及其附属设备•掘进设备：掘进机、装载机、凿岩机等•支护设备：液压支架、单体支柱、液压站等二、学习本课程的意义•1、我省煤矿安全生产现状分析生产形势和安全形势趋于稳定和好转2、我省煤矿机械与运输生产形势分析生产形势和安全形势都不容乐观3、我省煤矿机运技术与管理现状分析装备较落后管理较落后培训较落后第四章矿井运输设备及其安全管理•第一节刮板运输机•一、概述•1、适用范围•回采工作面和采区顺槽以及掘进工作面运输，亦可用于上、下山。可用于水平运输，也可用于倾斜巷道中的运输，一般沿倾斜向上运输时，最大倾角不得超过25°；向下运输时，不得超过20°。•2、优缺点强度高、机身小、宜伸缩、适应性强阻力大、耗电高、距离短3、刮板运输机组成及工作原理机头部机身机尾部•4、主要类型普通式刮板输送机可弯曲刮板输送机多机传动高效铠装可弯曲输送机按功率分按链条类型分按链条数量分按溜槽布置方式和结构分按传动方式分国家标准（ＭＴ１５－1991）（形式和参数）（ＭＴ１０５－1993）（通用技术条件）型号含义二、刮板运输机的结构1、机头部组成：机头架、电动机、联轴器、减速器、机头主轴和链轮组件等。作用：电动机通过联轴器、减速器、机头主轴和导链轮，带动刮板在溜槽内运行，将煤输送出来。2、机尾部组成：机尾架、机尾轴、紧链装置、导链轮或机尾滚筒组成。作用：导链轮用来改变刮板链方向。紧链装置用来调节刮板链松紧。辅助装置包括紧链器、溜槽液压千斤顶和防滑装置等。•3、机身组成：溜槽和刮板链组成。刮板链由链环和刮板组成。溜槽：中部标准溜槽、调节溜槽和连接溜槽链环：圆环链，7种规格作用：溜槽是输送机机身的主体，是荷载和刮板链的支承和导向部件。4、辅助装置铲煤板和挡煤板、紧链装置、液压推移装置、锚固装置三、液力耦合器•1、结构泵轮、透平轮（涡轮）、透平外壳和后辅助室、橡皮弹性联轴器、易熔合金保护塞。2、工作原理泵轮—透平外壳3、使用注意事项不得拆除不用定量注液定质注液易熔合金塞必须符合标准。四、刮板运输机的选型设计•设计内容：1、运输能力•2、电机功率•3、刮板链强度验算•已知条件：1、运输角度•2、货载散集容重•3、刮板运输机的技术特征•（速度、溜槽尺寸、电机功率、•刮板链单位长质量、破断拉力）•1、运输能力的计算•Q=qv(kg/s)•=3.6qv(t/h)•q=1000Fρ•Q=3600Fρψv•2、电机功率验算•（1）、运行阻力计算•受力分析：•煤、链运行阻力；煤、链自重分力•链条弯曲阻力、附加阻力•计算方法：•直线段（重载+空载）＋弯曲段•逐点计算法求得最大张力•逐点计算法：牵引机构某一点的张力等于沿其运行方向后•一点的张力与这两点的运行阻力之和。（2）最小张力确定•单端驱动：当W空0时，Sl=Smin（主动轮）•当W空0时，Sy=Smin（从动轮）•双端驱动：不同情况不同分析•当Wzh0时,Smin为主动轮分离点•最小张力：2000-3000N（3）牵引力计算逐点计算法近似计算法（4）功率计算Nd=W0v/1000η综合机械化采煤以等效功率计算电机容量：N0=kdNd3、刮板链强度验算•（1）计算最大张力点值•最大张力点：按逐点计算法得到•单端传动：一般为主动链条相遇点•也可近似计算：s=w0+smin•（2）验算•单链：k=sp/smax≥4.2•双链：k=λsp/smax≥4.2五刮板运输机的使用•1、安装•平直弯链•2、安全使用【案例】1987年1月24日，某矿采煤工在机尾踩链处理飘链时，机尾突然翻起，将一踩链工人挤到巷道壁上碰击死亡。【案例】1986年2月23日，某矿工人在跨越第四台刮板运输时，摔倒受伤，被拉到第五台刮板运输机时死亡。【案例】1985年9月2日，某矿一工人从煤帮准备回刮板输送机运金属支柱时，不慎滑脱，金属支柱一端落入运输机，将该工人顶伤致死。（1）防止人被转动部分绞伤。（2）防止人被长料撞伤。（3）防止人被刮板链打伤。（4）防止误开机造成事故。第二节胶带运输机及其安全管理•一概述1、适用范围主要用于综采和高档普采工作面的区段平巷、采区上、下山、斜井、选煤厂等运输中。用于倾斜巷道运输时，一般倾斜向上运输不超过18°，向下运输不超过15°。2、类型（1）通用固定机架式胶带输送机（2）钢丝绳吊挂式胶带输送机（3）可伸缩式胶带输送机（4）钢丝绳牵引胶带输送机（5）钢丝绳芯胶带输送机•3、组成及工作原理•胶带、托辊、驱动装置、拉紧装置、调偏装置、保护装置等•二主要部件的结构•1、输送带•类型：帆布芯带整编芯带钢丝绳芯带阻燃带•连接：机械连接硫化连接塑化链接2、托辊结构：新轴、管体、轴承座、轴承、密封•类型：承载托辊调心托辊缓冲托辊过渡托辊•3、机架•4、驱动装置•组成：电动机、联轴器、减速器、•传动滚筒、可控启动装置•布置：单滚筒、双滚筒、多滚筒驱动•5、拉紧装置•固定拉紧装置：螺旋、绞车、重力•自动拉紧装置：电动绞车式•液压绞车式•液压缸式•6、制动装置•逆止器塞带、滚柱式、非接触式•制动器•7、清扫装置•8、储带装置•9、保护装置•打滑与超速保护•跑偏保护•纵向撕裂保护•堆煤保护•沿线保护三带式输送机的传动理论•1、摩擦传动理论•欧拉公式：Fymax=eμα•2、最大牵引力•Fumax=Fymax-Fl=Fl（eμα-1）••提高牵引力的方法：•（1）适度增大拉紧力•（2）适度增大围包角•（3）适度增大摩擦系数•3、双滚筒传动牵引力的分配•（1）双滚筒共同驱动•F2max=F-Fl=Fl（eμα2-1）•F1max=Fymax-F=Fleμα2（eμα1-1）•Fumax=F2max+F1max=Fl（eμα-1）•（2）双滚筒分别驱动•F2=F-Fl=Fl（eμλ2-1）F1=F（eμλ1-1）=Fleμλ2（eμλ1-1）Fu=F2+F1=Fl（eμ（λ2+λ1-1）四带式输送机的选型设计计算•1、设计内容•输送能力及相关参数•电机功率•输送带强度、垂度验算•拉紧力•制动力矩•2、原始数据及工作条件•工作地点条件•运输类型、条件3、设计步骤•（1）输送能力计算•计算：Q=3.6Svρk•校核：带宽计算、校核•（2）运行阻力计算•阻力分析：主要阻力、附加阻力、特种阻力•特种附加阻力、倾斜阻力•主要阻力：托辊旋转阻力和输送带前进阻力•FH=fLg[(2qB+qG)cosß+qRo+qRU]•附加阻力：装载段惯性阻力和摩擦阻力•导料挡板侧壁摩擦阻力•非驱动滚筒轴承阻力•弯曲阻力•FN=FNa+FNb+FNc+FNd•特种阻力•槽形托辊两侧辊向前倾斜摩擦阻力•重载段沿线导料挡板摩擦阻力•Fs1=Fsa+Fsb•特种附加阻力•清扫阻力•卸料阻力•Fs2=Fsc+Fsd•倾斜阻力•Fst=qGLgsinß•••（3）牵引力计算•运行阻力之和•Fu=FH+FN+FS1+FS2+FSt•简化算法•（4）电机功率计算•NA=FuV/1000•电动机功率分配•5、强度、垂度校核•最大张力计算•最小张力计算•下垂度验算•输送带强度验算••6、拉紧力计算五胶带输送机的安全运行1、胶带运输机事故预防【案例】1986年11月22日，某矿胶带运输机胶带打滑，摩擦起火，造成5人死亡；同年同月24日，某矿由于外部火源引起胶带着火，死亡24人。【案例】1987年1月6日，某矿接胶带时，代班长横跨胶带，不慎将左脚踏入驱动滚筒，挤伤致死。【案例】1996年2月26日，某矿一采煤队副队长走到带式输送机主、被动滚筒处发现滚筒空转，输送带打滑，便站在变速齿轮上踩输送带，结果左腿卷进主、被动滚筒中间被绞伤，因伤势过重死亡。采用滚筒驱动带式输送机运输时，必须使用阻燃输送带；托辊的非金属材料零部件和包胶滚筒的胶料的阻燃性和抗静电性必须符合有关规定；要按照《规程》要求装设安全保护装置；防止因负载过大或胶带被卡而造成胶带打滑；要合理使用液力联轴器，防止液力联轴器喷油着火；进行胶带的接头处理时应严格遵守操作规程。·井巷中采用钢丝绳牵引带式输送机或钢丝绳芯带式输送机运送人员时，应该严格按照《规程》的有关规定，采取有效的安全保护措施。其他运煤带式输送机禁止乘人；·任何人都不得从运转的胶带上跨越和胶带下穿越；·应保持机头机尾清扫器的完好。•2、常见故障及其预防•（1）胶带机跑偏•制造问题、安装问题、运行维护问题•上胶带跑偏时，往哪一侧跑偏，就把哪一侧的侧辊沿胶带运行方向前移一定角度，而另一侧辊不动。•下胶带跑偏时，往哪一侧跑偏，就把哪一侧的平托辊沿胶带运行方向前移一个角度。•输送带在滚筒处跑偏时，在跑偏侧将卸载滚筒往前斜移一个距离。•由于接头不正引起的跑偏，应拆开重做接头。•因输送机装卸载位置不正而引起的跑偏，应注意将货载装到胶带中央。•（2）打滑•原因：运行阻力、摩擦系数、张紧力•防止胶带打滑的方法：•防止过负荷运行，作到轻载起动；•及时擦去滚筒上的水；•及时调整拉紧装置，使胶带始终保持适当的张力；•裁剪胶带过长的部分。•（3）输送带纵向撕裂与断带•原因：卡住、跑偏•（4）逆转飞车•断电等•练习•已知某采区下山用带式运输机运煤。运距300m，倾角5度。设计运输生产率200t/h,原煤最大块度300mm，原煤容重ρ=0.85t/m3,动堆积角为30度，试验算使用sPJ-800型绳架型带式输送机的可能性。•附：1、sPJ-800型绳架型带式输送机主要技术特征•输送能力：350t/h；水平长度：100-400m•2、输送带规格•带速：1.63m/s；带型：普通帆布胶带•帆布层数：6层带宽：800mm•抗拉强度：560N/mm.层•3、传动滚筒•数目：2直径：450mm•总围包角：473度•4、托辊•直径：108mm重段间距：1.5m空段间距：3m•5、电机•17+30KWmm第三节电机车及其安全管理一概述1、适用范围井下主要用于平巷或坡度在3‰~5‰以下的巷道，有时也用于短距离的平巷运输或作为调车用。2、类型及系列（1）架线式电机车（2）蓄电池电机车（3）内燃机车3、优缺点•二、矿井轨道与车辆•1、轨道组成：钢轨、道床、轨枕、道床•2、标准轨距：600900•3、矿用轨型：9、12、15、22、30•4、轨道维护标准•扣件必须齐全、牢固并与轨型相符。•轨道接头的间隙不得大于5mm，高低和左右错差不得大于2mm。•直线段2条钢轨顶面的高低差，以及曲线段外轨按设计加高后与内轨顶面的高低偏差，都不得大于5mm。•直线段和加宽后的曲线段轨距上偏差为+5mm，下偏差为-2mm。•在曲线段内应设置轨距拉杆。•轨枕的规格及数量应符合标准要求，间距偏差不得超过50mm。•道碴的粒度及铺设厚度应符合标准要求，轨枕下应捣实。对道床应经常清理，应无杂物、无浮煤、无积水。•同一线路必须使用同一型号钢轨。•道岔的钢轨型号，不得低于线路的钢轨型号。•2、矿井车辆•（1）类型•货车：用于运输煤炭、矸石、充填材料、支护材料、机械设备及其零部件的车辆统称为货车。•货车类型：固定车厢式矿车翻转车厢式矿车•底卸式矿车材料车和平板车•人车：用于运送人员的车辆称为人车。•专用车：包括消防车、炸药车、水车、轨道测量车和线路•工程列车，以及其它专用车等。•（2）主要结构•矿车主要由车厢、车架、轮轴、缓冲器和连接器等组成。•车厢：用于装矿物、矸石和材料。•车架：矿车的主要承载部分。•轮轴：用于支撑车架、车厢。•连接器：用于将矿车连接成车组，并传递牵引力。•缓冲器：（碰头）用来防止冲击或缓冲强烈的冲击，以保护车体和各种装置不受损坏。所以，《规程》规定：各种车辆的两端必须装置碰头，每端突出的长度不得小于100