煤矿铁路快速装车系统

神华神东煤炭集团快速装车系统教材

目录

第一章快速装车系统概述 (3)

第二章快速装车系统的结构、技术参数 (6)

第一节快速装车系统的主体结构 (6)

第二节快速装车系统的技术参数 (11)

第三章自动控制系统 (13)

第一节自动控制原理 (13)

第二节控制系统的结构与性能 (17)

第三节快速装车系统中的各类保护 (22)

第四章称重系统 (27)

第一节称重系统基本知识 (27)

第二节称重传感器 (32)

第三节称重仪表 (37)

第五章液压系统 (43)

第一节液压系统的结构与性能 (43)

第二节动力元件 (44)

第三节执行元件 (46)

第四节液压控制阀 (50)

第五节辅助元件 (58)

第六节工作介质 (63)

第七节快速装车液压系统工作原理 (64)

第一章快速装车系统概述

快速装车系统是我国在二十世纪八十年代从国外引进的一种新型列车装载系统，它能够快速地将固体物料连续装载到行进中的火车车厢中，特别适合大型采矿企业产品的装车外运。在采矿业比较发达的美国、南非等国家，快速装车系统非常普及。

神东现有不同厂家、不同类型的快速装车系统17套，正在建设的有2套，是目前我国使用快速装车系统最早、使用数量最多、技术水平最高的企业。

1．1神东快速装车系统发展过程

1996年以前，神东仅有大柳塔和补连塔两套简易装车系统。

1996年初，神东从美国引进的第一套快速装车系统在大柳塔环线装车站建成投用。

1998年开始，随着神东的整合以及公司煤炭产量以每年千万吨的水平增长，神东于1999年、2000年从南非和美国引进了三套快速装车系统，分别在上湾、大柳塔环线内环和榆家梁建成投用，同时对补连塔旧装车系统进行了技术改造。

从2001年起，为降低成本，加快进口设备的国产化进程，公司原运销处工程技术人员创新思路，结合我国国情，通过消化吸收进口装车系统的技术，联合国内相关厂家开发研制了国产快速装车系统，分别在乌兰木伦、保德、哈拉沟、石圪台、补连塔、榆家梁、布尔台、韩家村、锦界等处建成投产，每套快速装车系统的年生产能力都能达到1200万吨以上，为公司建成亿吨矿区提供了有力保证。

1．2快速装车系统的特点

快速装车系统是以自动控制的方式快速并连续地将固体物料按设定的重量装载到以一定速度行进的列车中的一种高效定量装车系统。相对于简易装车系统以及使用装载机装车的集装站，快速装车系统的优点非常突出。

首先，快速装车系统自动化程度非常高，系统内所有设备都是通过PLC控制系统进行远程集中控制与操作的，所有设备的运行故障等信息都在控制计算机屏幕上显示。设备运行可靠，系统内用人少。

其次是装车速度快，装62吨一节车一般用时为60秒，最快能达到40秒，装66节整列车用时为50分钟至80分钟。

第三是装车精度高，称重仓静称重精度为±0.1%，每节车皮的装车精度＜±0.3%，整列车装车精度＜±0.3%。

第四是装车质量好，车皮表面平整，无偏载，完全符合铁路运行要求。

第五是环保性能优，整个系统的装车过程为全封闭式，装过的车皮表面又经过碾压固化封尘，撒煤少、煤尘少，对环境污染小。

1．3快速装车系统的工艺流程

神东商品煤生产的的流程为：矿井通过采掘运将原煤送入原煤仓内，矿井对应的选煤厂将原煤洗选加工成不同的煤炭产品送入产品仓内，各选煤厂对应的装车站点按照客户的需求将煤炭产品装车外运。可以看出，快速装车系统是神东商品煤生产过程中比较重要的一个环节。

相对于矿井和选煤厂的生产系统，快速装车系统的设备工艺流程比较简单，常见的是将产品仓内煤炭通过给煤机、胶带运输机、缓冲仓、定量（称重）仓以及装载溜槽装入行进的火车车厢内（如图1-1）。

针对低产量、单一煤种的矿井，原运销处工程技术人员研究开发了无给料运输系统的混凝土仓结构装车系统，将产品仓直接作为缓冲仓，减少了胶带机、给煤机等设备，精简了工作人员，生产成本大幅降低。其设备工艺流程如图1-2。

1．4快速装车系统的组成

按照国外生产厂家的定义，快速装车系统由装载系统（包括缓冲仓、定量（称重）仓以及装载溜槽等塔楼设备）、给料系统（包括胶带机、给煤机）和采样系统（包括煤炭采制样及分析化验设备）三部分组成。每个系统都有自己的PLC远程控制站和供配电设施。

实际上，由于上世纪九十年代引进快速装车系统时公司只采购了装车系统的核心设备，包括装车塔楼钢结构、PLC控制系统、液压系统、称重系统以及采样系统，而其它如胶带机、给煤机等通用机械都采用了国产设备，再加上后来公司煤炭采制样和分析化验业务的重新划分，装车系统设计时就不包含采样系统，因此我们现在所说的快速装车系统指的是装车塔楼设备，胶带机、给煤机等设备和防冻液系统、固化剂喷洒系统作为了快速装车系统的配套设施。

图1-2无给料运输系统的快速装车系统工艺流程图

由于快速装车系统是由国外引进的，很多名词术语都是从英文翻译而来，不同的人理解程度不一样，国际国内也没有统一标准，因此一些名词术语的叫法可能有多种，看书过程中可根据自己的习惯理解。

本书中大都以美国KSS公司的快速装车系统为例展开说明的，主要原因有：一是神东最早引进的是该公司产品，1994年底签订的采购合同，1996年初一期建成投用；二是该产品技术成熟，设计考虑周全，是现在国内多数装车系统生产厂家的设计模板；三是该系统图纸、说明书、操作手册等资料齐全。

复习题：

1、简述快速装车系统的特点。

2、简述快速装车系统的工艺流程。

第二章快速装车系统的结构、技术参数

目前，神东矿区使用的快速装车系统主要分为两种：全钢结构快速装车系统（含有给料运输设备）和混凝土产品仓下快速装车系统（无给料运输设备）。全钢结构快速装车系统分进口和国产两种类型，以美国的卡那瓦度量衡（KSS）公司的产品最为典型，国产的全钢结构快速装车系统和混凝土产品仓下快速装车系统也是在借鉴此系统的基础上发展而成的，因此，本章主要以KSS快速装车系统为例进行阐述。

第一节快速装车系统的主体结构

2.1.1快速装车系统的结构

2.1.1.1全钢结构快速装车系统

全钢结构快速装车系统，主要是由一个重型钢结构支撑架系统、一个缓冲仓、一个称重仓、一个装车溜槽及相应的配料称重系统、液压控制系统，配电以及自动控制系统等共同组成。其主要配套系统有产品仓下给料系统和胶带运输机系统。其它辅助系统还有三级采样系统、除尘系统、防冻搅拌喷洒系统及封尘固化剂喷洒系统等。装车系统示意如图2-1所示。

2.1.1.2混凝土产品仓下快速装车系统

该系统基本结构是在直径22米产品仓下建设装车铁路线，安装称重仓和旋转摆动式装车溜槽，将产品仓作为缓冲仓，装有四套双翼平板式配料闸门，直接给称重仓配煤。其液压系统、称重系统及自动控制系统均选用与KSS公司类似的产品。这种系统吸收了其它几种系统的优点，装车速度及系统性能均有大幅提高，一次性投资成本大大降低，设备减少，用人减少，占地面积小，同时也降低了装车生产成本。其缺点是系统不能配煤，仅适用于生产单一品种的煤矿或选煤厂，如同时生产多个品种，则需建相应数目的装车系统。同时，由于是单一产品仓，其缓冲余量也受到了一定的限制。

2.1.2快速装车系统缓冲仓的结构

快速装车系统的缓冲仓容量约为300t, 仓的上半部为长方体，下半部分为四个倒四棱锥形的漏斗，漏斗口为正方形，在四个漏斗口下方装有四套双翼式液压平板闸门，用作向称重仓配料。仓壁外壳为8mm厚碳钢板（垂直和倾斜侧）,缓冲仓内壁衬10mm厚不锈钢耐磨板或双金属复合耐磨板。缓冲仓示意如图2-2、图2-3所示。

2.1.3快速装车系统称重仓的结构

快速装车系统称重仓的容量为100t，侧板相对水平面的倾角为60°，称重仓下部漏斗口为正方形，尺寸为1524×1524mm，漏斗口下装有一套双翼式液压平板闸门，用做装车卸料，仓壁外壳为8mm厚碳钢板，内壁衬10mm厚A304不锈钢耐磨板或双金属复合耐磨板，仓体外壁加固，支撑称重测试系统。称重仓示意如图2-4所示。