礦井運(yùn)輸與提升緒論

1、礦井運(yùn)輸與提升 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社前言前言20世紀(jì)以來(lái)，礦產(chǎn)資源被人類持續(xù)、大規(guī)模、掠奪性地開發(fā)，資源枯竭與社會(huì)需求的矛盾日顯突出。如何保持礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展和利用已成為國(guó)家層面上的重要課題，而作為礦業(yè)工作者，我們的責(zé)任就在于如何更科學(xué)、合理、高效地開采礦業(yè)。 采礦工業(yè)是一種最基礎(chǔ)的原材料工業(yè)，在人類現(xiàn)代文明的進(jìn)程中，采礦業(yè)是最早興起的工業(yè)之一。采礦工程是一個(gè)龐大而且復(fù)雜的系統(tǒng)工程，牽涉面很廣，綜合性很強(qiáng)。除采礦方法本身以外，它由開拓、運(yùn)輸提升、供電、排水、充填、供氣、供水和通風(fēng)系統(tǒng)等8大系統(tǒng)構(gòu)成，缺一不可。采礦生產(chǎn)是從地殼中將可利用物質(zhì)開采出來(lái)的行為、過程或作業(yè)，直接為礦物加工工程提供礦石

2、，然后成為能源、冶金、化工、建材等行業(yè)的原料。而要完成這樣一種工程行為，勞動(dòng)者和管理者必須對(duì)采礦工藝流程和支撐采礦工程的相關(guān)專業(yè)知識(shí)有足夠的了解和掌握。 新編采礦實(shí)用技術(shù)叢書(下簡(jiǎn)稱叢書)是在原采礦實(shí)用技術(shù)叢書的基礎(chǔ)上重新編著的。全書共有11個(gè)分冊(cè)，即礦床地下開采、礦床露天開采、礦山地壓測(cè)試技術(shù)、井巷工程、礦山工程爆破、礦井運(yùn)輸與提升、礦井通風(fēng)與防塵、礦山安全工程、礦山工程機(jī)械、計(jì)算機(jī)在礦業(yè)中的應(yīng)用和礦山安全生產(chǎn)法規(guī)讀本。 礦井運(yùn)輸與提升是新編采礦實(shí)用技術(shù)叢書的一種。 本書內(nèi)容包括井下運(yùn)輸設(shè)備及礦井提升設(shè)備兩部分。井下運(yùn)輸設(shè)備主要介紹礦車、電機(jī)車、帶式輸送機(jī)的類型、基本結(jié)構(gòu)、選型計(jì)算、技術(shù)上的

3、使用特點(diǎn)，以及井底車場(chǎng)線路設(shè)計(jì)等；礦井提升設(shè)備部分主要介紹豎井提升設(shè)備的構(gòu)造、選型設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)。 本書圍繞我國(guó)礦山建設(shè)常用設(shè)備進(jìn)行介紹，盡量參照國(guó)內(nèi)最新設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并考慮到當(dāng)前礦山生產(chǎn)設(shè)備的更新?lián)Q代，對(duì)涉及內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)充實(shí)，使讀者能夠運(yùn)用最新的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)礦井運(yùn)輸與提升系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)及設(shè)備選型。煤炭煤炭是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物。是一種固體可燃有機(jī)巖，主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用，埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成，俗稱煤炭。煤炭被人們譽(yù)為黑色的金子，工業(yè)的食糧，它是十八世紀(jì)以來(lái)人類世界使用的主要能源之一，進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，雖然煤炭的價(jià)值

4、大不如從前，但畢竟目前和未來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間之內(nèi)煤炭還是我們?nèi)祟惖纳a(chǎn)生活必不可缺的能量來(lái)源之一，煤炭的供應(yīng)也關(guān)系到我國(guó)的工業(yè)乃至整個(gè)社會(huì)方方面面的發(fā)展的穩(wěn)定，煤炭的供應(yīng)安全問題也是我國(guó)能源安全中最重要的一環(huán)。根據(jù)成煤的原始物質(zhì)和條件不同，自然界的煤可分為三大類，即腐植煤、殘植煤和腐泥煤。中國(guó)是世界上最早利用煤的國(guó)家。遼寧省新樂古文化遺址中，就發(fā)現(xiàn)有煤制工藝品，河南鞏義市也發(fā)現(xiàn)有西漢時(shí)用煤餅煉鐵的遺址。山海經(jīng)中稱煤為石涅，魏、晉時(shí)稱煤為石墨或石炭。明代李時(shí)珍的本草綱目首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國(guó)家，希臘學(xué)者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有石史，其中記載有煤的性質(zhì)和產(chǎn)地；古

5、羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。 我國(guó)煤炭行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況 2015年，受煤炭需求大幅度下降、國(guó)內(nèi)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩及進(jìn)口總量依然較大的影響，全國(guó)煤炭市場(chǎng)供大于求的問題突出，庫(kù)存居高不下，價(jià)格大幅下滑，我國(guó)煤炭工業(yè)的原煤產(chǎn)量、進(jìn)出口數(shù)量、煤炭銷量、運(yùn)量、價(jià)格、投資和經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)均呈現(xiàn)下行趨勢(shì)。 2015年全國(guó)原煤產(chǎn)量完成37.5億噸，同比下降3.3%。2015年末，秦皇島港5500大卡市場(chǎng)動(dòng)力煤平倉(cāng)均價(jià)370元/噸，比年初降低155元/噸，下降29.5%，已跌至2004年水平。與此同時(shí)，煤炭庫(kù)存到2015年末仍然超過3億噸，比年初增加1443萬(wàn)噸，增長(zhǎng)16.7%。2015年，全國(guó)大型煤炭企業(yè)

6、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入2.43萬(wàn)億元，同比下降19.3%。 以2015年為節(jié)點(diǎn)的“十二五”，是煤炭工業(yè)經(jīng)歷的不平凡的5年。盡管如此，面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的國(guó)內(nèi)外宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，煤炭行業(yè)堅(jiān)持以提升煤炭工業(yè)發(fā)展的科學(xué)化水平為主攻方向，深化煤炭市場(chǎng)化改革，依靠創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，加快了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型發(fā)展。 我國(guó)煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)情況 2015年，煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)明顯好轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了事故總量、較大事故、重特大事故“三個(gè)大幅下降”。全國(guó)煤礦共發(fā)生352起事故、死亡598人，事故起數(shù)和死亡人員比2014年同期分別下降30.85%和35.77%，煤礦百萬(wàn)噸死亡率降為0.159，為歷史最好水平。煤礦已連續(xù)36個(gè)月未發(fā)生特別重大事故。2015

7、年，全國(guó)煤礦共發(fā)生一次3人以上的頂板事故6起，分別是：3月13日，四川省廣安市鄰水縣四海鄉(xiāng)煤礦發(fā)生頂板事故，造成4人死亡。5月11日，云南省曲靖市沾益縣大海煤礦發(fā)生頂板事故，造成5人死亡。5月26日，遼寧阜新礦業(yè)集團(tuán)公司艾友煤礦發(fā)生頂板事故，造成4人死亡。6月21日，陜西省陽(yáng)泉市運(yùn)裕煤礦發(fā)生頂板事故，造成4人死亡。7月20日，山西省潞安礦業(yè)集團(tuán)蒲縣常興煤業(yè)有限公司發(fā)生頂板事故，造成3人死亡。9月6日，福建三明市將樂縣石林煤礦發(fā)生頂板事故，造成3人死亡?；仡櫧陙?lái)全國(guó)發(fā)生頂板事故的情況：2013年頂板事故共發(fā)生274起，死亡325人；2014年頂板事故共發(fā)生196起，死亡292人；2015年，

8、全國(guó)煤礦頂板事故共發(fā)生134起，死亡171人；占全部事故死亡人員的28.59%?？梢钥闯?，近三年全國(guó)頂板事故隨著煤礦支護(hù)改革、科技進(jìn)步、采掘機(jī)械化發(fā)展和管理水平的提高而呈現(xiàn)大幅度下降趨勢(shì)。緒論 礦井運(yùn)輸?shù)牡匚慌c作用 礦井運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)、特點(diǎn)和系統(tǒng)布置 井下運(yùn)輸設(shè)備的類型及特點(diǎn) 礦井提升的地位與作用 礦井提升系統(tǒng)的組成與工作原理礦井運(yùn)輸?shù)牡匚慌c作用1.煤炭生產(chǎn)過程中包括采,裝,運(yùn),支四大環(huán)節(jié)礦井運(yùn)輸是煤 生產(chǎn)過程中非常重要和不可缺少的環(huán)節(jié)。有人把礦井運(yùn) 輸形象地比喻為礦山生產(chǎn)的動(dòng)脈2.主要運(yùn)輸:對(duì)煤炭的礦物運(yùn)輸工作稱為主要運(yùn)輸 輔助運(yùn)輸:服務(wù)于煤礦生產(chǎn)的其他運(yùn)輸工作稱為輔助運(yùn)輸 ， 包括矸石、材料、

9、設(shè)備和人員的運(yùn)輸1.礦井運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)（1）把工作面采下的煤經(jīng)由井下巷道及井筒運(yùn)輸提至地面指定地點(diǎn)，如煤礦選煤廠和鐵路裝車煤倉(cāng)（2）把掘進(jìn)工作面采掘的矸石經(jīng)由井下巷道及井筒運(yùn)輸提升至地面矸石山（3）承擔(dān)往返運(yùn)送人員和礦井生產(chǎn)用的設(shè)備、材料 礦井運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)、特點(diǎn)和系統(tǒng)布置2. 礦井運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)（1）井下運(yùn)輸設(shè)備在巷道中工作，受井下巷道空間的限制，因而運(yùn)輸設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，尺寸盡量?。?）井下運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，運(yùn)輸線路長(zhǎng)短不一且經(jīng)常變化，水平和傾斜線路交叉相連，同時(shí)還有裝載、卸載等輔助設(shè)備。為了適應(yīng)各種不同工作條件的需要，要求礦井運(yùn)輸設(shè)備有多種類型（3）井下運(yùn)輸?shù)牧鲃?dòng)性強(qiáng)。隨著工作面的推進(jìn)，運(yùn)輸線路和設(shè)備需要伸

10、長(zhǎng)和縮短，運(yùn)輸設(shè)備的工作地點(diǎn)也要隨之改變。因此要求工作面和采區(qū)巷道的運(yùn)輸設(shè)備必須便于拆裝和移置（4）運(yùn)輸設(shè)備在井下工作時(shí)，工作條件比較惡劣，在周圍環(huán)節(jié)中往往存在沼氣和粉塵。因此，要求井下運(yùn)輸設(shè)備具有耐腐蝕、防塵以及防爆安全性能礦井運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)、特點(diǎn)和系統(tǒng)布置3.礦井運(yùn)輸系統(tǒng)布置礦井運(yùn)輸主要包括采掘工作面、采區(qū)巷道、主要平項(xiàng)、井底車場(chǎng)以及從井口到地面鐵路裝車站等各環(huán)節(jié)，一般分為地面運(yùn)輸系統(tǒng)和井下運(yùn)輸系統(tǒng)地面運(yùn)輸系統(tǒng)主要包括提升井口、井口煤倉(cāng)、選洗煤廠到地面鐵路裝車站等環(huán)節(jié)，其運(yùn)輸設(shè)備主要是帶式輸送機(jī)和電機(jī)車運(yùn)輸井下運(yùn)輸系統(tǒng)主要取決于礦井開拓方式、煤層傾角及采煤方法等因素，其中以煤層傾角的影響最大礦

11、井運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)、特點(diǎn)和系統(tǒng)布置910811井下運(yùn)輸設(shè)備的類型及特點(diǎn)1.按運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行方式分類（1）連續(xù)運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備：如刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)、斗式提升機(jī)等。這一類設(shè)備特點(diǎn)如下： 整機(jī)長(zhǎng)度與運(yùn)輸距離相等 運(yùn)輸能力與運(yùn)輸距離無(wú)關(guān) 一經(jīng)開動(dòng)就連續(xù)運(yùn)行，不需要操作控制（2）往返運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備：設(shè)備主要指軌道車輛和無(wú)軌車輛，又稱為車輛運(yùn)行。這一類設(shè)備特點(diǎn)如下： 車輛在運(yùn)行區(qū)間內(nèi)，作往返式周期運(yùn)行 運(yùn)行過程中需要操作控制 運(yùn)輸能力與運(yùn)輸距離有關(guān)，車速不變時(shí)成反比井下運(yùn)輸設(shè)備的類型及特點(diǎn)2.按運(yùn)輸設(shè)備的牽引原理分類（1）鏈嚙合索引：使用牽引構(gòu)件為鏈條，煤礦應(yīng)用的主要是刮板輸送機(jī)（2

12、）繞性體摩擦牽引：使用牽引構(gòu)件為有輸送帶和鋼絲繩，煤礦應(yīng)用的有帶式 輸送機(jī)和無(wú)極繩絞車（3）車輪黏著牽引：使用牽引構(gòu)件為車輪與軌道，煤礦運(yùn)輸機(jī)械中主要是機(jī)車 車輛運(yùn)輸和無(wú)軌車輛運(yùn)輸（4）鋼絲繩纏繞牽引：主要是指各種有極繩牽引絞車井下運(yùn)輸設(shè)備的類型及特點(diǎn)3.礦用輔助操車設(shè)備在車輛運(yùn)輸中，常用的操車設(shè)備主要有以下類型： 翻車機(jī)：為固定車廂式礦車卸載用的設(shè)備 推車機(jī)：推動(dòng)礦車進(jìn)翻車機(jī)或提升罐籠內(nèi)的輔助設(shè)備，按不同工作需要， 有多種形式 調(diào)度絞車：在短距離內(nèi)牽引礦車組慢速運(yùn)行的設(shè)備 阻車器：在軌道線路上組織礦車前進(jìn)的裝置 煤礦井下在條件適合時(shí)，也可采用水力或風(fēng)力運(yùn)輸。水力運(yùn)輸分無(wú)壓力水運(yùn)輸和管道水力運(yùn)

13、輸。礦井提升的地位與作用 礦井提升設(shè)備是沿井筒提升煤炭、矸石，升降人員和設(shè)備，下放材料的大型機(jī)械設(shè)備，是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)與地面工業(yè)廣場(chǎng)相連接的樞紐，也是礦山運(yùn)輸?shù)摹把屎怼?。因此礦井替身設(shè)備在礦山生產(chǎn)的全過程中占有極其重要的地位。提升技術(shù)裝備的要求：安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性l國(guó)內(nèi)外先進(jìn)裝備的技術(shù)指標(biāo) 最大速度達(dá)25m/s；一次提升量達(dá)700噸；電機(jī)單機(jī)容量已超過10000kw，井深超過2000m（分段提升超過3600m）。 其中國(guó)內(nèi)最大18m/s.一次提升量達(dá)45噸。礦井提升系統(tǒng)的組成與工作原理1.礦井提升設(shè)備的主要組成部分：提升容器、鋼繩、提升機(jī)（卷筒）、天輪、井架和裝載附屬裝置。礦井提升系統(tǒng)的

14、組成與工作原理2.常見的提升系統(tǒng)：（1）豎井單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)（2）豎井單繩纏繞式罐籠提升系統(tǒng)（3）豎井多繩摩擦式箕斗提升系統(tǒng)（4）豎井多繩摩擦式罐籠提升系統(tǒng)（5）斜井箕斗提升系統(tǒng)（6）斜井串車提升系統(tǒng)豎井單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)示意圖豎井單繩纏繞式罐籠提升系統(tǒng)示意圖多繩摩擦式罐籠提升系統(tǒng)示意圖與罐籠比較，箕斗的優(yōu)點(diǎn)是：自重小；井筒斷面??；無(wú)需增加井筒斷面與罐籠比較，箕斗的優(yōu)點(diǎn)是：自重?。痪矓嗝嫘。粺o(wú)需增加井筒斷面就能在井下使用大型礦車；裝卸載時(shí)間少，生產(chǎn)能力大，就能在井下使用大型礦車；裝卸載時(shí)間少，生產(chǎn)能力大，缺點(diǎn)是：必須設(shè)井下和井口礦倉(cāng)及裝卸載設(shè)備；井架高度較大；不能運(yùn)缺點(diǎn)是：必須設(shè)井

15、下和井口礦倉(cāng)及裝卸載設(shè)備；井架高度較大；不能運(yùn)送人員及材料，必須另設(shè)鋪助提升設(shè)備。送人員及材料，必須另設(shè)鋪助提升設(shè)備。罐籠的優(yōu)點(diǎn)是：不需設(shè)井下及井口礦倉(cāng)；井架高度??；便于礦石分類運(yùn)罐籠的優(yōu)點(diǎn)是：不需設(shè)井下及井口礦倉(cāng)；井架高度??；便于礦石分類運(yùn)輸；可用于主井或副井提升。輸；可用于主井或副井提升。缺點(diǎn)是：自重較大，因而使提升機(jī)尺寸及電動(dòng)機(jī)功率增大，效率較低。缺點(diǎn)是：自重較大，因而使提升機(jī)尺寸及電動(dòng)機(jī)功率增大，效率較低。因此，在大中型礦山中，常把罐籠作為輔助提升容器，但在小型礦山因此，在大中型礦山中，常把罐籠作為輔助提升容器，但在小型礦山中，罐籠就常用作礦石提升容器中，罐籠就常用作礦石提升容器罐籠箕

16、斗與單繩提升機(jī)比較，多繩提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：與單繩提升機(jī)比較，多繩提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是： (1)因?yàn)殇摾K不是纏繞在卷筒上，而是搭在主導(dǎo)輪(卷筒)上，所以提升高度不受卷筒容繩量的限制，特別適合于深井提升； (2)由于載荷是由數(shù)根鋼繩承擔(dān)，所以提升鋼繩直徑比相同載荷下的單繩提升的小;主導(dǎo)輪直徑也較小，因此，在相同提升載荷下，多繩提升機(jī)具有體積小、重量輕，節(jié)省材料，容易制造、安裝和運(yùn)輸方便等特點(diǎn)； (3)由于多繩提升機(jī)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量小，故提升電動(dòng)機(jī)的容量和電耗就相應(yīng)減小 (4)在卡罐和過卷時(shí)有打滑的可能性，可以避免斷繩事故的發(fā)生； (5)提升設(shè)備的安全性高(因?yàn)槔K數(shù)多，同時(shí)斷繩的可能性很小)，可以不設(shè)斷繩保險(xiǎn)器； (6)當(dāng)采用數(shù)目相同的左捻和右捻鋼繩時(shí)可以消除由于鋼繩松捻而形成的容器罐耳對(duì)罐道的作用壓力，從而減小容器的運(yùn)行阻力和罐道的磨損