第十二章 矿用电机车一、电机车概述1 、组成：电机车和矿车2 、电机车的类型主要使用是直流电机车架线式蓄电池式

3 、电机车适用条件一般 3‰ 、局部 30 ‰

原因：有利于巷道排水减少电机功率（注重车下行，空车上行）

4 、架线式电机车的电压250V 、 550V

5 、架线式电机车供电方式正极 --- 架空线 - 受电弓—电机车—轨道 --- 负极

6 、蓄电池电机车

需充电装置，初期投资和运转费用高

7 、蓄电池电机车的类型一般型：无瓦斯、煤尘安全型：有瓦斯、煤尘，通风条件好防爆型：有瓦斯、煤尘

8 、架线式电机车使用低瓦斯、主要通风巷道、不燃材料支护高瓦斯必须遵守《规程》的有关规定

表 13-1 矿用架线式电机车技术特征

表 13-2 矿用防爆型蓄电池电机车技术特征

三、电机车的结构

组成：机械部分和电气部分1 、车架：所有设备安装在车架上2 、轮对：组成：两个车轮和一个车轴压装原因：防止轮距变化，造成卡轨和掉轨

结构：

A 整体式：制造简单B 分体式：由轮心和轮圈组成，磨损后可以更换轮圈，节省

材料3 、轴承和轴箱车架与车轴的联接装置，轴承：动静结合，轴箱：保护轴承

图 13-3 轴箱

4 、弹簧托架与均衡梁弹簧托架作用：缓和运行中的冲击的振动。均衡梁作用，使二个车轮均载，磨损一致，同时更换。

5 、制动装置作用：运行中速度控制 准确停车

图 13-4 弹簧托架与均衡梁

制动方式

机械制动：手动和气动 一般是通过闸瓦与磨擦，可以准确停车电气制动：能耗制动 不能准确停车

图 13-5 手动制动装置

6 、加砂装置a 目的：向车轮前撒砂，增加

粘着系数即牵引力b 方式：手动和气动c 要求： 1MM 以下的干砂

7 、传动装置把电动机的转矩通过齿轮传动装置传递给轮对

电机一端用弹簧吊挂在车架上

原因： 车架或车轴间的间距是变化的

图 13-6 齿轮传动装置

8 、连接缓冲装置作用 用于连接不同高度车辆 减轻车辆碰撞的冲击常用：牵引链式，由圆环链（单链，三环链，万能链），插销、

插销座（和缓冲装置铸到一起）

二、矿用电机车的电器设备

1 、牵引电动机直流串激电动机（ 1 ）、小时功率 在电机允许的温升下，电机连续工作一小时的最大功率（ 2 ）、长时功率 在电机允许的温升下，电机连续工作时的最大功率

2 、控制器主控制器：启动、调速、电气制动3 、受电弓架线式获取电能的装置4 、自动开关电源总开关、保护装置5 、启动电阻器用于电阻调速，起分流分压作用

三、矿车

种类

矿车的技术特征容量：即运货的重量。有 1T 、 1.5T 、 3T 、 5T轨距：钢轨内缘的距离。 600 、 762 、 900mm轴距：两轴的间距车皮系数：矿车质量与载货量之比

6 、照明装置

消防车水车炸药车专用车辆平巷人车斜井人车

底卸式翻转式固定运货矿车

、、：、：

、、：

四、列车运行理论

容积利用系数有效容积与外形体积之比。越大越好

1 、列车电机车 + 矿车2 、运行状态牵引状态：电机在出力状态惯性状态：电机断电滑行状态制动状态：断电、制动力状态

3 、运行方程式牵引状态牵引力 F- 静阻力 WJ-惯性阻力 Wa=0

静阻力

上的分力坡道阻力：列车道阻力之间间的磨擦基本阻力：轮本阻力：

基本阻力计算Wo= （ P+Q ） ωP-电机车重量Q-矿车组重量ω 基本阻力系数

坡道阻力 WI 的计算Wi=±(P+Q)I±--- 上坡取： + 下坡取： - 。

2 、惯性力对一起平移的物体惯性力 Wa=±ma m- 整个车组的质量

旋转部件：车轮、电动机、齿轮等部件要折算到平移：系数为 γ=0.075

惯性状态牵引力 F=0其他相同 )1(

)(1000

g

QPWi

（二）、电机车的牵引力

1 、受力分析Fk ， Fk’ 电机的力偶Wo列车运行阻力Fo 粘着力

2 、电机功率 P 、转矩 M 、牵引力 FK 、运行阻力 Wo 和粘着力间 F0 的关系

P 增 ---M 增 ----Fk 增Fk<Wo 牵引力不够Fk>Fo出现打滑现象3 、粘着力的计算Fk=1000PoψΨ介于静摩擦与滑动摩擦之间的系数原因： 两 车轮直径不可能大小一样

（三）电机车的制动力

4 、不打滑的条件F 1000Pn ≦ ψ

Pn— 整个机车的粘着重量

制动和与牵引力类似，只不过是一个反向的牵引力，由制动装置产生的。

1 、制动不打滑条件B 1000Pn ≦ ψ

结论：若制动力过大，车轮闸死，列车处于滑行状态（ 1 ）由于滑动系数小于粘着系数，制动距离加大（ 2 ）加剧车轮的磨损

式中 Pn— 整个机车的粘着重量

制动力越大，是不是停车距离越短？

五、电机车运输计算

一、主要内容1. 机车的类型与粘着重量的选择2.列车组成计算3. 确定全矿电机车的台数二、机车的类型与粘着重量的选择主要依据是瓦斯等 级，年产量、运输距离粘着重量见下表

（二）列车组车的计算目标：确定一列车的矿车数原则：符合三个条件1 、按电机车的粘着重量条件计算上坡启动加速情况：牵引力≤粘着力

式中： Qzh 重车组重力 KN P 机车重力 KN Pn 电机车的粘着重量 KN ψ-粘着系数ω’zh=重车组启动的基本阻力 N/KN

iP 轨道线路的平均坡度a 列车启动加速度，一般取 0.04m/s2 。

Pn

api

zhzhQPF

1000

)110')((

列车组的矿车数 n

11

1000

mm

Qn

z

zh

Mz1— 每辆矿车自重M1--- 每辆矿车的载重

2 、按牵引电动机的温升来验证原则：等值电流 Idz≦长时电流 Ich

电机车的等值电流的确定方法（ 1 ）全速运行时的牵引力

)(1000

(

)](1000

)([

1

11

pkz

pzh

ingm

PFk

immzng

PFzh

（ 2 ）分配到每台电机上的牵引力d

d

zhzh

n

FzhFk

n

FF

'

（ 3 ）查牵引电动机特性曲线查得空车或重车对应的电流 Izh ， Ik

和速度值 Vzh,Vk

(4) 计算空车和重车所用的时间注 按最远的运输距离

k

p

k

zh

p

zh

v

lt

v

lt

60

1000

60

1000

一次循环总得时间T=tzh+tk

为什么不用单程时间 X2呢？

等值电流的计算

T

tItII kkzhzhdz

22α调车系数θ 休止时间一般取 18-22分

校验 Idz I≦ ch, 合格

校验 Idz≧Ich, 不合格

解决方法：减少车数 N ，重新验证

3 、根据制动条件原则：《煤矿安全规程》规定，

运送物料时，制动距离不得超过 40M ，运人时不得超过20M

原因：井下视线

最不利条件：重车下坡制动

Pn

iammng

PB zhpz

1000

)110](1000

)([ 11

（三）全矿电机车台数的确定

式中： a—列车的减速度制动距离 Lzd=Vzh2/2a验证：如果运物距离小于 40M ，合格Lzd 大于 40米，减少矿车数 减少运行速度注运人一般不用验证：因为运人速度，规程规定不要超

过 3m/s2

1 、加权平均距离

NBA

NNBBAA

LLL

mLmLmLLp

2 、重车和空车平均速度 VZP 、

VKP

VZP=0.75VZH

VKP=0.75VK

3 、每台电机车在一个班内完成循环数 f

'60TT

f b

4 、每班需要运货的次数1

21

nmmkk

fb b

５、每班运送人员次数 fr

《规程》规定，长度超过１ .５ km 的主要上下班的人员，必须机械运人，一班每翼一次

K1- 运输不均匀系数一般到１ .２５综采时取１ .３５

K2-矸石因数，Ｋ２＝１＋每班矸石量／Ｍ b

Mb-每班运煤量 kg

n- 矿车数

6 、需要电机车台数为

f

frfbN

0

７、备用台数当Ｎ０≦ 3.Nb=1,

N0=4~6;Nb=2

N0=7-12,Nb=3;

N0≥13,Nb=4

8 、全矿电机总数为

Ｎ＝Ｎ０＋Ｎ b

例题：１３－１ 某矿为低瓦斯矿井，分两翼开采，井下大巷运输采用电机车运

送煤矸，有两个装车站，东翼ＬＡ＝３ＫＭ，每班运煤量Ｍ a＝ 300t/ 班，每班出矸量为３０Ｔ，西翼采区的装车站Ｌ b=2.5km, 每班运煤量 mb ＝ 350t/ 班，出矸量为 35t 。井下大巷平均坡度 ip ＝ 3‰ ，拟选用 1t 固定矿车，矿车轨距为 600mm ，自重 mz1=

595kg 。试选电机车

第十三章矿井辅助运输机械

第一节　单轨吊运输一、概述１、运输特点是运输车辆吊挂在巷道顶部的单轨工字梁上的运输系统２、作用可以运送人员，设备，材料。３、系统组成

由牵引车、支撑车、制动车、控制车、张紧装置、牵引绞车组成

４、工作原理开动绞车带动钢丝绳，带动牵引车运行，牵引车、控制车、

制动车钢性相连，控制车控制、制动车在断绳或跑车时制动，抱闸。

二、钢丝绳牵引单轨吊的主要结构

（一）钢轨1 、组成：由多个工字梁，连接而成2 、连接方法：

3 、类型：直轨（ 3m) ，曲轨 (1m)

上图是用钢丝绳牵引的吊挂车用的钢轨（二）、牵引车和支撑车牵引车上有支撑轮和导向立轮、及与钢丝绳的连接装置支撑车上没有连接装置，起支撑作用（三）制动车和控制车1 、制动车组成：车体、制动油缸制动方式：油压松闸、弹簧制动

2 、控制车作用：控制制动车进行松闸和抱闸

工作原理：（ 1 ）、正常工作 泵进油— 8 关闭 -5 关闭 -缸

6 上腔进油 -松闸（ 2 ）系统油压下降8阀下端压力小— 8导通 -5阀左移 -油缸 6放油 -抱闸制动

（ 3 ）限速保护产生情况：断绳时车速增加时， 11旋转 -12左移 -7 接通 -5左移 -油缸制动人工制动：拉动操纵绳 13 即可（四）牵引设备液压马达—摩擦绞车（五）导绳轮：作用：支撑和导向 钢丝绳要求：不跳绳和牵引绳卡能通过

第二节钢丝绳运输一、钢丝绳运输的类型1 、定义：用钢丝绳牵引用绞车拖动

2 、类型

无极绳运输

双滚筒双绳运输单滚筒单绳运输

有极绳运输：：

A

单绳运输

C

无级绳运输

B

双绳运输

二、运输绞车

是钢丝绳运输的动力装置

双滚筒单滚筒

绞车

JT1200 系列绞车

矿用非提升类绞车技术特征

三、调度绞车

是一种小绞车，使用时，不用打地基

TD 系列调度绞车

传动系统1 、由电动机，传动系统、滚筒、制动闸和开车闸组成2 、结构行星轮系的系杆与滚筒相连3 、注意 启动或工作中，不能将两个闸同时闸死，否则损坏电动机或传

动齿轮