地下机车运输(设计手册)

地下机车运输
1、概述
地下机车运输，具有运量大、用途广、清洁节能、维修简单等优点，在长距离运输中显示出技术经济方面的优势。

我国地下用架线式电机车质量已达到20t，并已有10t、14t、20t双机牵引产品，蓄电池式电机车质量已达12t，露天用窄轨架线式电机车质量也达40t。

2、机车车辆选型及运输主参数选取
2.1、机车选型
架线式电机车一般用于出矿阶段运输，蓄电池电机车多用于开拓阶段运输，或作为某些运输环节上的短距离运输，以及受条件限制不能使用架线式电机车的地方。

在有爆炸性气体的回风巷道中，禁止使用架线式电机车；在高硫和有自然发火的矿井，应使用防爆型蓄电池电机车。

直流架线式电机车的额定电压一般采用250V，运输量较大、运距较长时可采用550V。

电机车型式和规格的选择，主要是根据运输量、运距、使用地点、装卸矿方式、车辆型式等条件，按如下原则确定。

1）机长质量与阶段运输量的关系，见表1-1-3.
2）地下运输采用井下型架线式电机车。

地下矿山地面运输一般也采用井下型架线式电机车，当运量很大，经技术经济比较后确认选用露
天型电机车合理时，也可以选用露天型电机车。

3）对于平硐运输系统应考虑选用相同种类型号的电机车。

4）阶段运量不大，运距较短，或装矿点分散和溜井贮矿量小时，应选用较小质量的机车。

5）若集中装矿，溜井贮矿量大、运距长时，则选用质量较大的机车。

6）专门作为开拓运输时，选用小型机车（包括蓄电池机车）。

7）如运量和出矿条件不同，必须时也可以选用两种不同型号的机车。

8）对于矿石运输（采用小型翻斗式矿车时），人员、材料等辅助运输，一般配备小质量机车。

9）按矿车型式和卸载方式选择机车型式。

底卸式矿车、底侧式矿车，通过曲轨卸矿站卸矿时，一般采用双机首尾牵引方式，应选用机身
两侧带有翼板的专用型电机车。

2.2、车辆选型
2.2.1、运矿（岩）车辆选型
目前，国内矿山运矿（岩）车辆主要有固定式、翻斗式、曲轨侧卸式、底卸式、底侧卸式及梭式矿车等型式。

矿山型式的选择依据主要根据运输矿物种类、矿石性质（块度、粉矿和泥水含量、粘结性等），运输量和运距、装卸矿方式、料流的落
差、使用地点等条件来确定。

2.2.2、矿车选型要点
1）对运输系统比较复杂的矿山，矿车选择须通过技术经济比较后确定。

2）为了减少列车编组、调度和维修方面的复杂性，全矿力求车型和规格最少，选用一种或两种为宜（辅助及杂用车辆除外）。

3）根据设计需要和可能，尽量选用较大容积的矿车。

4）由于曲轨侧卸式矿车在卸矿时产生很大冲击，故一般不选用4m3以上的大型矿车。

5）固定点气动侧卸式矿车的卸矿效率较低，因而不推荐选用。

6）底侧卸式矿车比底卸式矿车优点多，应优先选用。

2.2.3、辅助车选型
辅助车辆主要包括平板车、材料车、炸药车、水车、卫生车、食品车等，应根据矿山运输具体条件和需要来选用。

各种辅助车技术规格见表1-1-12。

2.2.4、平巷人车选型
由井底车场或平硐口到工作地点所经平巷长度超过1500m时，应设专用人车运送人员。

平巷人车的技术规格见表1-1-12。

2.3、运输主要参数选取
2.3.1、机车粘着系数
1）电机车运输粘着系数
见表1-1-13。

2）内燃机车运输粘着系数
80.2510020φυ
=++ 式中：υ—机车运行速度，km/h 。

2.3.2、机车车辆基本阻力
1）电机车运行基本阻力
见表1-1-14。

2）矿车组运行阻力
○
1矿车组运行和起动基本阻力 见表1-1-15。

○
2弯道附加阻力 按以下两种情况计算：
A ）当弯道长度大于列车长度时
1177()Lo S L R
ωωδβ+= B ）当弯道长度小于列车长度时
1177()Lo w l
S L L R L ωωδβ+=
3）起动时附加阻力 1079qf a ω=
2.3.3、行车速度
机车的型式和规格、运输距离、作业地点（地面或地下）、线路条件（轨型大小，弯道多少）、岔道数量等，对机车的运行速度有很大影响。

目前机车尚无制动装置，因受重车下坡制动条件的限制，很难实现高速运行，设计中一般按品均速度计算。

运距在一公里以上时按表1-1-16选取。

运输人员时，列车行驶速度每秒不得超过3m 。

2.3.4、装车时间
1）国内部分矿山装车时间见表1-1-17。

2）设计采用的装车时间见表1-1-18。

2.3.5、卸车时间
1）国内部分矿山卸车时间见表1-1-19。

2）设计采用的卸车时间见表1-1-20。

2.3.6、让车时间、等停时间
1）让车时间t r ，每个让车道停车3min 。

2）等停时间t m 系指在某区段或停车线上，由行车调度计算确定的列
车等停时间，包括列车行进信号闭塞区段所必须按规定等停的时间。

3）意外耽搁时间t yw ，一个循环取3min 。

2.3.7、加权平均运距、平均坡度
1）加权平均运距
当机车在多条线路上作业时，其运距按加权平均的运距计算L p （m ） 112212n n p n
AL A L A L L A A A ++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=
++⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 2）平均坡度 当线路坡度不同时，为计算方便，可用平均坡度作为计算坡度。

112212n n p n
i L i L i L i L L L ++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=
++⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 2.3.8、计算坡度 把列车组成计算中带入计算的坡度称为计算坡度，以i 表示。

下坡时，i 取负值带入计算式。

】
当计算条件不同时，i 的含义不同，按情况分别选取。

2.3.9、制动距离
1）运送人员时，不得超过20m ；
2）运送物料时，不得超过40m 。

14t 以上大型机车或双机牵引运输，
应根据运输条件予以确定，但不得超过80m 。

2.3.10、运输不均衡系数
一般取1.2—1.25。

出矿量变化较大（如长壁式采矿法）的运输阶段，取1.3。

2.3.11、班工作时间
根据运输地点及运输任务的不同，可按表1-1-21选取。

每班运
送人员的时间，不得超过40~60min 。

2.3.12、电机车在调车作业时电动机的附加发热系数
附加发热系数按表1-1-22选用。

3、机车牵引方式及运输计算
3.1、机车牵引方式
地下机车运输一般采用单机运输。

对于大中型矿山，运输任务特别繁忙或有特殊要求时，通过技术经济比较，如双机或多机牵引方式效益明显时，应予以采用。

当车组为底侧卸式、底卸式时，亦需采用双机牵引。

双机（多机）牵引可分为首部、首中、首尾牵引等三种方式，其特点、适用条件及实例见表1-1-23。

3.2、双机牵引效率
双机牵引效率可按0.85~0.95考虑。

3.3、列车组成计算
3.3.1、电机车牵引计算
电机车牵引计算见表1-1-24.
为避免满载列车下坡制动时，超过有关矿山安全规程规定的制动距离，计算时必须按照厂家给定的机车制动力求出机车牵引质量。

从计算式亦可以看出，欲实现列车规定的制动距离，就必须对机车限速运行。

设计时应按不同路段坡度计算出保证安全制动距离相应的上限行车速度值，并按此进行运输计算。

3.3.2、电机车牵引质量
不同技术条件下电机车牵引质量见表1-2-25~表1-2-26。

3.3.3、高原地区电机车制动力的修正
z zg x
F F a
3.3.4、蓄电池机车蓄电池组计算
见表1-7-27。

3.3.5、窄轨内燃机有关计算数据
1）高原地区功率修正
2）高原地区气动制动力的修正
3）巷道内内燃机功率修正系数
3.4、机车台数确定
1）工作机车台数按表1-1-33所列公式计算。

2）备用机车（包括检修）台数按不同型号机车应分别计算。

各主要生产阶段、主运输平硐及不同运输系统，应分别计算机车备用量。

机车备用量一般按工作机车台数的20~25%选取，其备用量不足一台时则按一台计算。

3.5、车辆数量计算
根据车辆的不同用途，按“定点排列法”分别计算各种车辆的需要量。

4、线路设计
5、装卸矿设施
6、装、卸车场
7、附属及维修设施
8、运输成本估算及材料消耗。