煤礦猴車設計說明書概述

1、濟寧運河煤礦有限責任公司運河煤礦 -725m 東翼延伸軌道巷架空乘人裝置專項設計說明書煤炭工業(yè)濟南設計研究院有限公司二0三年四月濟寧運河煤礦有限責任公司運河煤礦-725m東翼延伸軌道巷架空乘人裝置專項設計說明書工程編號： S138建設規(guī)模：1.40Mt/a總經(jīng)理：秦佳之總工程師：傅小敏項目負責人：蔣守勇艱疑工1U!濟南i殳計研笄朕閆眼公司COAL INDUSTRY JINAN DESIGN & RESEAACH CO XTD二o三年四月濟寧運河煤礦有限責任公司運河煤礦-725m東翼延伸軌道巷架空乘人裝置專項設計說明書編制人員名單專業(yè)姓名簽字職務職稱機制蔣守勇高級工程師馬明燕高級工程師李保軒高級

2、工程師電氣采礦煤炭工業(yè)濟南設計研究院有限公司1s2013年4月目錄一、項目背景1二、架空乘人裝置巷道布置概況1三、架空乘人裝置設計選型計算及校核 3四、架空乘人裝置安全保護設施7五、架空乘人裝置配電及控制系統(tǒng) 8六、其他安全設施9七、投資概算11附：架空乘人裝置設備清冊架空乘人裝置設備布置圖一、項目背景山東濟寧運河煤礦位于山東省濟寧市任城區(qū)境內(nèi)，隸屬于山東濟寧礦業(yè)集團有限 公司，為地方國有煤礦。礦井于 1995年8月1日開工建設，1999年試生產(chǎn)，2000年 6月正式投產(chǎn)，設計生產(chǎn)能力 60萬t/a，2010年底核定生產(chǎn)能力為110萬t/a。該礦現(xiàn)為兩個水平立井開拓，中央并列式通風，主采煤層為

3、 3（3上）。礦井設計分 為三個水平，目前已形成開采 3（ 3上）煤層的兩個水平，即-490m水平和-725m水平， 目前，-490m水平一個生產(chǎn)采區(qū)，即七采區(qū)，-725m水平兩個生產(chǎn)采區(qū)，即六采區(qū)、八 米區(qū)。-725m東翼延伸軌道巷總長度約為 737m，高差為186m，作為八采區(qū)主要人員通 道。根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，“人員上下的主要傾斜井巷，垂深超過 50m時，應采 用機械運送人員”，故在該巷道內(nèi)安裝一套架空乘人裝置。二、架空乘人裝置巷道布置概況1、巷道布置：-725m東翼延伸軌道巷為-725東翼軌道大巷的延伸巷道，與-725東 二皮帶巷平行。由于八采區(qū)自8309工作面向東至礦井邊界段受斷層

4、影響，煤層東西方 向傾角較大，為兼顧八采區(qū)南北兩翼工作面布置，盡量減少工作面順槽的巖巷掘進量， 故該巷道設計為20、25 上山掘進，方位角120，開門點標高為-685m,中部平巷 段標高為-580m，終點標高為-500m，兩段斜巷的上下部均留設不低于 45m的平巷，用 于布置車場和架空成人裝置機頭、機尾硐室及上下人空間。-725m東翼延伸軌道巷 布置圖（見下圖）。濟寧運河煤礦有限責任公司運河煤礦-725m東翼延伸軌道巷架空乘人裝置專項設計說明書煤炭工業(yè)濟南設計研究院有限公司22013年4月|辭韓練心嘯址対阪漪tr甲寅琲建a. 專黔g創(chuàng)陽皿琳整爪此騎就赧肝概,豪耿卜啊匕吐.：.*.胖曲翰機I1訥

5、 t I ” i腫1如翻七倆：1韶（協(xié)割眾.濟寧運河煤礦有限責任公司運河煤礦-725m東翼延伸軌道巷架空乘人裝置專項設計說明書2 支護設計（1）巷道斷面及支護：本巷道均采用半圓拱錨網(wǎng)噴支護。 -725東翼延伸軌道巷斷面：斜巷段凈寬 3.6m，凈高3.5m （其中墻高1.7m，拱高1.8m）,平巷段凈寬4.5m，凈高3.7m，噴厚120mm。附巷道支護斷面圖（見下圖）中部平巷段146m，寬度為4.5m，可滿足上下人員安全空間。 永久支護-725東翼延伸軌道巷采用錨網(wǎng)噴支護作為永久支護，支護材料為無縱肋螺紋鋼式樹脂錨桿，6#鋼筋網(wǎng)， 14mm鋼筋梯；噴射混凝土（水泥：石子：沙子 =1:2:2），錨

6、 桿間排距均為800mm x 1000mm，噴體厚度120mm。三、架空乘人裝置設計選型計算及校核（一）巷道原始資料1、總長約737m；上平巷50m，下平巷48.5m，中部平巷段146m。2、總提升高度186m；3、平均坡度15 ;4、最大坡度25 。（二）初選設計參數(shù)-725m東翼延伸軌道巷用作運輸材料、設備和人員，巷道最大傾角為25。，設計采用可摘掛式抱索器。1、額定運行速度1.12m/s2、選用鋼絲繩型號 21.5 6 x 37S+FC-1Q703、乘座間距12m4、驅(qū)動輪直徑 14米（三）選型計算1已知參數(shù)(1)斜長（m）=737S1f r sS煤炭工業(yè)濟南設計研究院有限公司12s20

7、13年4月(2)平均坡度（=152主要參數(shù)的確定(1)預選電動機YB2-280M-6 , 55KW , Ne=980 轉(zhuǎn)/分(2)預選驅(qū)動輪直徑（m）1.40(3)預選減速機（減速比）63.0鋼絲繩運行速度（m/s）V=V=KX (n D/60) XNe/i1.12鋼絲繩運行時蠕動系數(shù)K=0.98預選鋼絲繩（重量）1.846 X37S-21.5 q0=1.84kg/m(5)設定乘座間距（m） L1 =12運輸效率（人/小時）=Qr=3600 V/L1402托輪間距（m） L2=7(7)驅(qū)動輪繩槽與牽引鋼絲繩間的摩擦系數(shù)0.25(8)牽引繩在驅(qū)動輪上的圍包角a1803牽引鋼絲繩張力的計算(1)最

8、小點張力的計算Smin=C q0gSmin最小張力點的張力，NC鋼繩的撓度系數(shù)1000q0預選牽引鋼繩的每米質(zhì)量1.84g重力加速度9.8Smi n=18032N(2)各點張力的計算當下放側(cè)無人乘坐而上升側(cè)滿員時（動力運行狀態(tài)）：線路運行阻力：W4-1=q+(Q1+Q2)/L1 ( w cos a +sin dg25794NW2-3=q+Q2/L1 ( w cos-sin a Lg-3183N各點張力：S3=Smi n=18032NS4=1.01S3=18212NS仁 S4+W4-仁44006NS2=S3-W2-3=21215N驅(qū)動力=S1-S2=22791N式中：q每米鋼絲繩質(zhì)量Q1一一每人

9、人體重量加帶物重，取Q2=95kgQ2每把吊椅重量，取 Q2=15kg3一牽引鋼絲繩運行阻力系數(shù)，動力運動時，取3 =0.02制動運動時，取 3 =0.02L 一一井筒斜長當下放側(cè)滿員而上升側(cè)無人乘坐時(制動運行狀態(tài))：線路運行阻力：W4-1=q+Q 2/L1 X ( 3 cos a +Sin Lg3696NW2-3=q+ (Q1+Q2) /L1 X ( 3 cossin a Lg-22211N各點張力：S3=Smi n=18032NS4=1.01S3=18212NS仁 S4+W4-仁21909NS2=S3-W2-3=40243N4驅(qū)動輪防滑校驗當下放側(cè)無人乘座而上升側(cè)滿員乘座時，處于動力運行

10、狀態(tài)：且 S1-S20, S1/S2=2.07v( 2.19)，符合要求。且 S1-S2V 0, S2/S 仁1.84v( 2.19)，符合要求。式中：鋼絲繩與驅(qū)動輪襯墊摩擦系數(shù)取0.25a 鋼絲繩在驅(qū)動輪上的圍包角。180.005電動機功率的計算(1)動行運行時，Ne=K (S1-S2) v/1000 n42.45kw式中：K為電動機功率備用系數(shù)，一般取1.50n一傳動功率，取0.90(2)制動運行時：Ne-K (S1-S2) v/1000 n34.15kw選取電動機型號為 YB2-280M-6,功率-55kw6牽引鋼絲繩計算m-Sk/Smax式中：Sk鋼絲繩破斷拉力總和21.50鋼絲繩其最

11、小破斷拉力 -267000NSmax最大張力點張力m 鋼絲繩的女全系數(shù)， m=7.376，符合要求。7拉緊力的確定Si=S3+S4-36244N拉緊力為36244.32N8拉緊行程確定Li-0.005L*2-7m考慮富裕系數(shù)，最終確定L-9m。9.009驅(qū)動輪襯墊比壓T1+T2/D?d-194N/cm210減速機的效核(1)設備運行輸出扭矩：T-(S1-S2)*D/2N/m15954N/m設計選定減速機為 MC3RVHF08-63 :額定輸出扭矩為：48300 1.5T,滿足要求(2)設備運行輸出功率：P-T*n/(9.55*i*0.98)1000kw27kw減速機額定功率為：83.9 1.6

12、P,滿足要求11制動器的選型：制動器的最大制動力應不小于額疋制動力的1.5倍(1)根據(jù)電機功率計算制動扭矩為：T-9550*(Pw/n)N.m731N.m1.5*T-1096N.m上式中：T計算扭矩，N.m;Pw 驅(qū)動功率，kw;n 轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分選定制動器為：DYW-400/1200,制動力為2000N.m，符合要求(2)安全閘的選型：安全閘的最大制動力矩不小于額定負荷力矩的1.5倍。預選安全閘型號為YLBZ-63其最大夾緊力為：114000N其制動力矩為：M2=2*N*f*RmN.M59280N.M式中：N 夾緊力，N; f 閘瓦制動盤的摩擦系數(shù)，取f=0.4 ;Rm 制動盤的平均摩擦半徑（

13、m）1.5倍額定負荷力矩為：1.5T=23931N.M所選安全閘符合要求四、架空乘人裝置安全保護設施1、機頭、機尾越位保護。若乘坐人員到達下車點未能下車，當其越過越位保護點時，系統(tǒng)應自動停止運行。2、欠速、過速保護當乘人裝置運行速度低于設計速度的 20%或高于設計速度的20%時，會出現(xiàn)欠速 或過速現(xiàn)象，出現(xiàn)此情況時，系統(tǒng)自動停止運行；3、重錘下限位保護當張緊裝置不能使牽引鋼絲繩保持恒張力，系統(tǒng)無法安全運行時，系統(tǒng)能自動停 止運行；4、全巷道突發(fā)事件緊急停車保護裝置乘坐人員在乘坐途中，若發(fā)現(xiàn)緊急情況需要停車，則在乘車區(qū)域內(nèi)的任一點，拉 動急停開關拉線均可使系統(tǒng)停止運行，同時顯示臺顯示故障發(fā)生的區(qū)

14、間編號。當繩間 距大于或等于1900mm或乘人裝置中間行駛軌道車時，應安裝二套全線急停裝置，并 分設在巷道的兩邊。沿途緊急停車裝置不能自動恢復開機。5、上變坡點掉繩捕繩停車保護當上變坡點處的牽引鋼絲繩脫離托輪往外掉下時，捕繩器捕住鋼絲繩，阻止鋼絲 繩繼續(xù)往下掉，同時系統(tǒng)自動停止運行，以防止掉繩時吊椅和人落地而傷人。6、減速機溫度保護由于采用減速器驅(qū)動運行，齒輪減速器其油池溫升應不超過35 C,軸承溫升應不超過45C，各主要部件殼體最高溫度應不超過 75C。溫度檢測必須有數(shù)字顯示，超溫 時能自動報警并自動斷開控制設備安全回路，停止設備運轉(zhuǎn)。7、制動器動作失效保護電機啟動前，制動器必須松閘，即處于

15、非制動狀態(tài)。若電機啟動前，制動器不能 及時松閘，則電機不能啟動。8吊椅過擺保護裝置當乘坐人員在乘坐途中，未遵守安全守則，與途中相遇人員嘻耍或用腳蹬巷幫或 外力碰撞時，導致座椅橫向擺動激烈，此情況下座椅在過托輪時，吊椅很容易被托輪 掛住瞬間向上翻轉(zhuǎn)而引發(fā)安全事故。 本吊椅過擺保護裝置可有效防止此類事故的發(fā)生。9、頭尾輪入繩口安全防護裝置機頭驅(qū)動輪和機尾迂回輪的鋼絲繩入口處，安裝有安全防護裝置，以防止人員和 物件經(jīng)入口處帶入輪體繩槽中而造成設備損害和人身傷害。10、語音聲光提示系統(tǒng)當乘坐人員將要到達下車點時，在離機頭、機尾下車點前15m處，語音提示系統(tǒng)會發(fā)出“前方到站，準備下車”的語音和閃爍及笛聲

16、三種提示信號，提醒乘坐人員準 備下車。11、防逆行保護裝置采用光電編碼器及PLC構成測速及方向檢測裝置，當檢測到架空乘人裝置運轉(zhuǎn)錯 向時，停止安全回路，工作閘、安全閘實現(xiàn)安全制動，從而實現(xiàn)防逆行保護。以上安全保護第1項和第7項，均由PLC可編程控制器自動控制，系統(tǒng)自動檢測 信號，任一保護發(fā)生動作時，立即停止運行，同時操作顯示臺上顯示故障類別，并發(fā) 出并發(fā)出語言報警和笛聲報警，并與電控系統(tǒng)自動閉鎖。只有當相應故障消除后，系 統(tǒng)經(jīng)復位后才能重新啟動運行。其余項為機械保護項目。五、架空乘人裝置配電及控制系統(tǒng)（一）配電系統(tǒng)-725m東翼延伸軌道巷架空乘人裝置采用 55KW電機，供電電源來自8310聯(lián)絡

17、巷 移變低壓側(cè)，供電電壓等級660V,采用型號MY-3*50+1*16，長度約200米的低壓橡套 電纜，在-725m東翼軌道延伸巷猴車機頭設備硐室安裝一臺型號 KBZ20-400的饋電作為 猴車供電的總饋電。(二)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)為PLC可編程序控制器自動控制，操作臺顯示屏為液晶觸摸屏，能顯示 設備運行狀態(tài)、故障原因、速度及模擬圖形等各種參數(shù)。操縱臺設有起/停、急停和預警、開車信號等按鈕。控制系統(tǒng)的功能：1、運行信息顯示：日期、時間、速度、緊急停車區(qū)域、安全保護項目；2、機頭機尾之間相互打點；3、機頭機尾相互之間通話；4、異地呼叫：當猴車巷道內(nèi)安裝有程控電話時，利用程控電話與猴車電控系統(tǒng)并 網(wǎng)

18、，實現(xiàn)機頭異地呼叫功能。5、運行控制智能化：系統(tǒng)的運行控制由PLC可編程控制器實現(xiàn)自動檢測和自動控 制；6、安全保護控制智能化：系統(tǒng)的安全保護控制由PLC可編程控制器實現(xiàn)自動檢測 和自動控制；7、提供遠程控制安裝接口。六、其他安全設施本設備執(zhí)行MT/T1117-2011架空乘人裝置煤炭行業(yè)標準、煤礦用架空乘人裝置 安全檢驗規(guī)范(AQ1038-2007)行業(yè)標準、山東省煤礦用架空乘人裝置管理規(guī)定 及煤礦安全規(guī)程等相關法律法規(guī)。1、-725m東翼延伸軌道巷用作運輸材料、設備和人員，保證行人不行車、行車不 行人。2、架空乘人裝置與軌道絞車不得同時運行，兩者之間的電氣閉鎖必須靈敏可靠。 架空乘人裝置運

19、行時，其運行區(qū)間內(nèi)不得停放任何車輛。3、運輸大件時，架空乘人裝置橫梁、托繩輪等與運輸設備的最小距離均大于 200mm,保證設備運輸安全。4、本架空乘人裝置采用防爆節(jié)能電動機驅(qū)動。5、本裝置運行方式為雙側(cè)運行，中間各出口對應安裝語音到站提示。6、工作制動方式為電液制動器制動，安全制動器為輪邊制動器或盤式制動器，安 全制動時，電控系統(tǒng)能夠停止液壓站并對液壓系統(tǒng)進行卸壓。7、操縱室司機頭部位置處的噪聲值應不大于 85dB（A）。&驅(qū)動輪主軸必須進行探傷檢查，無影響機械強度和使用性能的缺陷。9、乘人裝置設雙級制動，即工作閘和安全閘，且安全閘為末級制動，即安全閘應 制動驅(qū)動輪。10、制動裝置的制動力（矩

20、）為額定牽引力（矩）的 1.5倍2倍，安全閘制動時 的空動時間不大于0.7s。11、 吊椅上的抱索器的抗滑力滿足不小于 2倍吊椅負載（220kg）在最大使用坡度 時無下滑。12、乘人裝置配備救護吊椅裝置。13、 沿途緊急停車裝置沿牽引鋼絲繩方向的安裝間距不大于50 m。14、托繩輪和壓繩輪具有耐磨的、阻燃材料制造的可更換的軟質(zhì)輪襯。15、相鄰兩組托繩輪沿牽引鋼絲繩方向的間距小于設計規(guī)定的吊椅間距，且不大于8 m。16、 相鄰兩組壓繩輪沿牽引鋼絲繩方向的間距不大于 60 m。17、回繩裝置的連接牢固、可靠，張緊機構的張緊力應符合設計規(guī)定的數(shù)值。18、控制系統(tǒng)操作面板上的按鈕和指示燈布置整齊、有序

21、，并有簡要功能標識， 不同功能的按鈕和指示燈按常規(guī)配以不同的顏色。19、語音聲光信號裝置應能清晰、準確地傳送語音、聲、光信號。20、 在空載（不放置吊椅）狀態(tài)下啟動驅(qū)動裝置，空載運行時間應不少于6 h?？?載運行中檢查各部件有無異常噪聲、振動和卡阻現(xiàn)象；檢查各繩輪組是否轉(zhuǎn)動靈活，有無卡繩和脫繩現(xiàn)象；各零、部件有無相互干涉，檢查驅(qū)動輪和回繩輪的出入繩角。21、放置空載吊椅，檢查吊椅與各零部件有無相互干涉；檢查固定吊椅能否平穩(wěn) 繞過驅(qū)動輪和回繩輪。22、 空載運行無誤后，模擬乘員進行負載運行試驗，負載運行時間應不小于2 h023、乘員和吊椅總重以110kg計算，將吊椅置于相鄰兩托繩輪中間位置，測量

22、吊 椅最低點距地板高度。24、檢查吊椅運行是否平穩(wěn)，檢查吊椅是否有自滑和與其他零部件干涉現(xiàn)象。25、乘人裝置在額定工況下連續(xù)運轉(zhuǎn)，達到熱平衡后測量油溫和電動機等主要部 件的殼體表面溫度測量3次，取3次測量數(shù)值的算術平均值。26、將精度不低于2級的測量儀器置于操縱室司機頭部位置處，測量驅(qū)動裝置在 額定工況下的噪聲值。測量3次，取3次測量值的算術平均值。七、投資概算本工程總投資萬元，其中：設備及工器具購置費萬元，安裝工程 丿元。濟寧運河煤礦有限責任公司運河煤礦-725m東翼延伸軌道巷架空乘人裝置專項設計說明書清冊附：架空乘人裝置設備清冊設備名稱技術規(guī)格單 位數(shù)量質(zhì)量備注骨口. 序號單 重總 重1-725m東翼延伸軌道巷架空乘人裝置丄=737m a=O2O250 , H=186m,臺1約123個吊椅V=1.12m/s,吊椅間距 12m電動機YB3-280M-6,55kW,660