煤礦乘人裝置專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)

1、架空乘人裝置專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)方案盤(pán)州市鴻輝煤礦鴻輝煤礦機(jī)電科2019年設(shè)計(jì)方案一、設(shè)計(jì)方案及說(shuō)明1、巷道原始資料1.1 運(yùn)輸長(zhǎng)度約770 米1.2 平均坡度16度1.3 下平巷長(zhǎng)20 米2、設(shè)計(jì)方案2.1 主要參數(shù)的選擇1）最大運(yùn)行速度0.96 m/s2）同時(shí)乘坐人數(shù)：50人3）最大輸出效率：172人/h4）鋼絲繩直徑：20.5mm5）驅(qū)動(dòng)裝置功率：37KW6）托輪間距：8m7）乘人間距：20m8）驅(qū)動(dòng)輪直徑：1200mm9）尾輪直直徑：1200mm10）尾輪漲緊行程：11m11）鋼絲繩最低安全系數(shù)：612）鋼絲繩破斷拉力總和：267KN2.2 我國(guó)煤礦安全規(guī)程（2016年版）中對(duì)架空乘人裝置有關(guān)規(guī)定

2、如下第383條規(guī)定：吊椅中心至巷道一側(cè)突出部分距離不得小于 0.7m,雙向同時(shí)運(yùn)送人員時(shí)鋼絲繩間距不得小于0.8m,固定抱索器的鋼絲繩間距不得小于1.0m。乘人吊椅距底板的高度不得小于0.2m,在上下人站處不大于 0.5m,乘坐間距不應(yīng)小于牽引鋼絲 繩5s的運(yùn)行距離，且不得小于 6n%固定抱索器最大運(yùn)行坡度不 得超過(guò)28 C,可摘掛抱索器最在運(yùn)行坡度不得超過(guò)25 Co運(yùn)行速度超過(guò)1.2m/s時(shí)，不得采用固定抱索器；運(yùn)行速度超過(guò)1.4m/s 時(shí)，應(yīng)當(dāng)設(shè)置調(diào)速裝置，弁實(shí)現(xiàn)靜止?fàn)顟B(tài)上下人員，嚴(yán)禁人員在 非乘人站上下車(chē)。鴻輝煤礦采用可摘掛抱索器，運(yùn)行速度0.96m/s ,坡度16002.3 設(shè)計(jì)說(shuō)明1

3、）電機(jī)功率計(jì)算驅(qū)動(dòng)功率，考慮增加運(yùn)量、速度、變坡多等因素選定電機(jī)功率為37 KW。（詳見(jiàn)二設(shè)計(jì)計(jì)算5）2）選用鋼絲繩6x19+NF-20.5mm其安全系數(shù)為10.7 （詳 見(jiàn)二設(shè)計(jì)計(jì)算6）,滿足煤礦安全規(guī)程第 408條規(guī)定：“架空 乘人裝置鋼絲繩懸掛時(shí)的安全系數(shù)的最低值為6”。為加大驅(qū)動(dòng)摩擦系數(shù)，要求鋼絲繩定期涂增摩脂。2.4 橫梁的安裝方案一）、下圖為貫通梁。安裝中有一端掏洞為梁插入壁深的2倍，但該方式牢固可靠，外形整齊，條件允許者為首選方式。二）、下圖為有支座安裝方式。一般適用煤巷通過(guò)錨桿插入 較長(zhǎng)的深度，以保證橫梁的穩(wěn)定性。在一定的巷道條件下，如巖 巷巷道低矮情況，支座也可采取下圖形式。

4、三）、下圖為錨桿支撐梁，要求頂部巖石較好，施工難掌握,但節(jié)省材料，適用巷道低矮鴻輝煤礦采用第一和第二種方案（井口第一組、井底變坡點(diǎn) 采用第一種方案，其余采用第二種方案），組間距為8米。2.5 主要部件介紹（變坡點(diǎn)使用多雙托輪）1、使用多托繩輪組（雙托輪或四托輪），受力均勻，自動(dòng)調(diào) 節(jié)定位，適用于不同的變坡情況。輪襯為聚安脂材料，耐磨彈性 好，壽命是橡膠材質(zhì)的1.5倍。2、托壓輪裝置：適當(dāng)安裝托壓輪能使鋼絲繩不易掉道。輪 襯具有耐壓、耐油、耐磨、阻燃、防靜電等性能 。3、尾輪裝置：采取架空安裝，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)。4、張緊收繩裝置：能自由調(diào)節(jié)迂回輪和重錘位置，弁根據(jù) 索道的負(fù)荷，自動(dòng)調(diào)節(jié)鋼絲繩的

5、拉力，確保人車(chē)有足夠的牽引力， 避免索道打滑和飛車(chē)的現(xiàn)象發(fā)生，只要 1人扳動(dòng)小絞車(chē)手輪收 繩，即可調(diào)整重錘高度，操作簡(jiǎn)便。PLC可編程電控箱液晶觸摸屏操作臺(tái)下車(chē)語(yǔ)音提示箱2.6 架空乘人裝置電控系統(tǒng)功能說(shuō)明1 .本控制系統(tǒng)按照 GB3836.1-2000 （爆炸性氣體環(huán)境用電氣 設(shè)備的通用要求）及有關(guān)煤礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 此系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī) 的控制開(kāi)關(guān)、制動(dòng)油泵控制開(kāi)關(guān)以及KXJ1-1/127型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電器控制箱、TH24（B）型礦用本質(zhì)安全型電氣操作臺(tái)、 六個(gè)音箱、外圍傳感器和信號(hào)開(kāi)關(guān)等部分組成。主電控箱采用日本三菱/西門(mén)子PLC,實(shí)現(xiàn)可編程控制，操作臺(tái)使用 TK6102i/MT61

6、00iV3觸摸屏，能中文和模擬圖形動(dòng)畫(huà)顯示。2 .7保護(hù)功能1）、超速保護(hù)：在系統(tǒng)運(yùn)行中，速度傳感器檢測(cè)到的運(yùn)行速度超過(guò)設(shè)定速度的 20%寸，架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行,并發(fā)出故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗口顯示相應(yīng)的“超速保護(hù)”2） 、欠速打滑保護(hù)：在系統(tǒng)運(yùn)行中，速度傳感器檢測(cè)到的運(yùn)行速度低于設(shè)定速度的30%時(shí)，架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗將顯示“欠速保護(hù)”。3） 、全程緊急停車(chē)保護(hù)：在架空乘人裝置的中心線每間隔50 米裝有緊急停車(chē)?yán)€開(kāi)關(guān)1 個(gè)， 并由鋼絲繩連接起來(lái)。當(dāng)巷道內(nèi)有緊急情況時(shí)，在沿線的任意一個(gè)地方只在拉動(dòng)該鋼絲繩，架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警，

7、同時(shí)顯示窗將顯示“急停故障”。4） 、脫繩保護(hù)：在系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)鋼絲繩從托繩輪上脫落時(shí)，觸碰脫繩保護(hù)傳感器開(kāi)關(guān)，安裝在托繩輪下的捕繩器會(huì)自動(dòng)捕繩，架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警，同時(shí)顯示窗將顯示“脫繩故障”。5）變坡點(diǎn)防掉繩保護(hù)：在系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)鋼絲繩從托繩輪上脫落時(shí)，鋼絲繩觸碰變坡點(diǎn)防掉繩保護(hù)傳感器開(kāi)關(guān)，安裝在變坡點(diǎn)的捕繩器會(huì)自動(dòng)捕繩，架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警，同時(shí)顯示窗將顯示“掉繩故障”。6）張緊力下降保護(hù)：張緊力下降保護(hù)傳感器安裝在重錘組件橫梁下方的支架上，用拉繩（直徑3mm勺鋼絲繩）與重錘組件連接，當(dāng)重錘組件離地小于200mm寸，拉繩拉動(dòng)張緊力下降傳感器，

8、架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警，同時(shí)顯示窗將顯示“張緊力下降故障”。7)機(jī)頭、機(jī)尾越位保護(hù)：當(dāng)人員乘坐吊椅上下井越位進(jìn)入機(jī)頭或機(jī)尾的禁止部位點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)并發(fā)出故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗口顯示“越位故障”。8)安全制動(dòng)裝置：安裝在驅(qū)動(dòng)輪上，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須設(shè)置失效安全型工作制動(dòng)裝置和安全制動(dòng)裝置。9) 、配重限位保護(hù)：該保護(hù)開(kāi)關(guān)是用于防止配重落地而使系統(tǒng)失去張緊力的保護(hù)裝置。10) 、斷繩保護(hù)：鋼絲繩在長(zhǎng)期運(yùn)行中出現(xiàn)斷繩現(xiàn)象后，這時(shí)尾輪會(huì)迅速向后滑動(dòng)，并觸動(dòng)斷繩保護(hù)裝置，架空乘人裝置能自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警，同時(shí)顯示窗顯示“斷繩保護(hù)” 。11) 電氣閉鎖保護(hù)：鴻輝煤礦副斜井主絞車(chē)

9、與人車(chē)同在一巷道運(yùn)行，為實(shí)現(xiàn)主絞車(chē)運(yùn)行人車(chē)不能運(yùn)行、人車(chē)運(yùn)行主絞車(chē)不能運(yùn)行，所以必須在人車(chē)啟動(dòng)器與主絞車(chē)啟動(dòng)器之間進(jìn)行電氣閉鎖，必須停止主絞車(chē)，人車(chē)按閉鎖復(fù)位才能正常起動(dòng)；必須停止人車(chē)，主絞車(chē)按閉鎖復(fù)位后，主絞車(chē)方可運(yùn)行。12)語(yǔ)音提示：在每一個(gè)下車(chē)點(diǎn)安裝一個(gè)語(yǔ)音提示。只要乘坐人員到站，都會(huì)有語(yǔ)音報(bào)警“前方到站，準(zhǔn)備下車(chē)”。以上任一安全保護(hù)項(xiàng)目發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)信號(hào)，架空乘人裝置立即停車(chē)，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，顯示屏上顯示安全保護(hù)故障項(xiàng)目。只有消除故障后，系統(tǒng)才會(huì)解除閉鎖，重新啟動(dòng)運(yùn)行。二、設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明1）、已知參數(shù)總長(zhǎng)：L =770m最大坡度：16°2）、主要參數(shù)的確定1、

10、預(yù)選電動(dòng)機(jī)：YB2-250M-6 37kw Ne=980轉(zhuǎn)/ 分2、預(yù)選驅(qū)動(dòng)輪：直徑 D=1.2m3、預(yù)選減速機(jī)：TPS315-63-3F i=63鋼絲繩運(yùn)行速度：V=KX （兀 D/60） x Ne/i=0.98 X 3.14 X 1.2/60 X 980/63=0.96m/s4、預(yù)選鋼絲繩：6X 19+NF-20.5mm 公稱抗拉強(qiáng)度：1670N/mm5、設(shè)定乘坐間距為 入1=20m Q=3600X V/入1=172人次/h6、托輪間距取入2=8m7、驅(qū)動(dòng)輪繩槽與牽引鋼絲繩的摩擦系數(shù)產(chǎn)0.208、牽引繩在驅(qū)動(dòng)輪上的圍包角 =18003）、牽引鋼絲繩張力的計(jì)算1、最小張力Smin= C X

11、q0 X gSmin -最小張力點(diǎn)的張力，NC-鋼絲繩的撓度系數(shù)，取C=800q0-預(yù)選牽引鋼繩的每米質(zhì)量，1.47kg/mg-重力加速度，g=9.8 m/s 2Smin= 800 X 1.47 X 9.8 = 11525 N2、各點(diǎn)張力1 ）當(dāng)下放側(cè)無(wú)人乘坐而上升側(cè)滿員時(shí)，線路運(yùn)行阻力。（動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)）Wi =q o +(Q i+Q)/ 入 1 x ( 3 cos a +sin 民)Lg =1.47+(75+15)/20 X (0.02 Xcos160 +sin16 ° ) X 770X9.8 =i3285NW-3 =q 0 x ( 3 cos a -sin a )Lg=1.47

12、X(0.02 Xcos16° -sin16 ° ) X 770X9.8 =-2844N各點(diǎn)張力：S 3=Smin=11525NS 4=1.01S3=11640NS1=S4+W4-1=24925NS2=S3-W2-3=14369NQ每人人體重量,取Q=75kg Q 2-每把吊椅重量,取 Q2=15kgL一巷道總長(zhǎng)3 一牽引鋼絲繩運(yùn)行阻力系數(shù),動(dòng)力運(yùn)行時(shí),取3 =0.015 0.02制動(dòng)運(yùn)行時(shí),取3 =0.0080.0122) 當(dāng)下放側(cè)滿員乘坐而上升側(cè)無(wú)人乘坐時(shí).( 制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài))W-1 =q oX ( 9 cos a +sin 民)Lg =1.47X(0.012 Xcos16

13、0 +sin16 ° ) X770X9.8 =3185NW-3 =q o +(Q 1+Q )/ 入 1 x ( 3 cos a -sin 民)Lg =1.47+(75+15)/20 X (0.012 Xcos16° -sin16 ° ) X 770X9.8 = -11897 N各點(diǎn)張力：S 3=Smin=11525N S 4=1.01S3=11640NS1=S4+W4-1=14825NS2=S3-W2-3=23422N4) 、驅(qū)動(dòng)輪防滑校驗(yàn)當(dāng)下放側(cè)無(wú)人乘坐而上升側(cè)滿員乘坐時(shí)，處于動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)，Si-S2>0 且 S i/S2=1.73<e (1.87)

14、符合要求當(dāng)下放側(cè)滿座乘坐而上升側(cè)無(wú)人乘坐時(shí)，處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，Si-S2<0 且 S 2/Si=1.57<e (1.87)符合要求式中一鋼絲繩與驅(qū)動(dòng)輪襯墊摩擦系數(shù),取II =0.20a一鋼絲繩在驅(qū)動(dòng)輪上的圍包角。5) 、電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算1 、動(dòng)力運(yùn)行時(shí)：Ne =( (S1-S2) V/ (1000t)=1.2 X(24925-14369) X 0.96/ (1000X0.8 )=15.2 kw式中人一電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，一般取K,=1.15-1.2T-傳動(dòng)效率，刀-0.82、制動(dòng)運(yùn)行時(shí)：Ne =人(S2- S 1) V/ (1000T)=1.2 X (23422-14825) X

15、0.96/ (1000X0.8 )=12.4 kw考慮增加運(yùn)量和一定的富余系數(shù), 最終選取電動(dòng)機(jī)功率為37kw (選型1.62倍)型號(hào) :YB2-250M-6 額定功率:37kw 額定電壓：660V/380V6) 、牽引鋼絲繩計(jì)算SA= m x Smax式中：SA - 鋼絲繩破斷力總和267KNm- 鋼絲繩的最低安全系數(shù)，取最低安全系數(shù)m=6Smax - 最大張力點(diǎn)張力。m= SA/S max=267KN/24.925KN=10.7>6因此選擇鋼絲繩 6X 19+NF-20.5mm -小20.5-1670 ,符合要求。7) 、拉緊行程AS=0.01L=0.01 X770= 7.7 m,考

16、慮現(xiàn)場(chǎng)條件，最終確定 A S=8m。8) 、重錘張力采用四滑輪繩牽引重錘, 拉緊重錘重量為(S3+S4) /8/9.8 弋 295Kg每塊重錘重50Kg, 考慮現(xiàn)場(chǎng)情況最終確定6 塊。9) 、減速機(jī)選型根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪直徑為1200mm+算，當(dāng)動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，減速機(jī) 所受的扭矩最大，此時(shí)減速機(jī)的實(shí)際使用扭矩為:(S1-S2) X D/2=10556X0.6N.m=6333N.m所需減速機(jī)的軸功率為：6333 X 980/63/9550/0.75=13.76(Kw)選定減速機(jī)為T(mén)PS315-63-3F, 符合設(shè)計(jì)要求。10) 、工作制動(dòng)器選型根據(jù)電機(jī)功率計(jì)算制動(dòng)器扭矩為：Tc=KX T=K x 9550 x ( Pw/n)=2X9550X (37/980)= 721 N.m