煤矿猴车设计说明书

1、济宁运河煤矿有限责任公司运河煤矿-725m东翼延伸轨道巷架空乘人装置专项设计说明书煤炭工业济南设计研究院有限公司济宁运河煤矿有限责任公司运河煤矿-725m东翼延伸轨道巷架空乘人装置专项设计说明书工程编号：S138建设规模：1.40Mt/a总经理：秦佳之总工程师：傅小敏项目负责人：蒋守勇煤炭工亚济南设计所界际黄眼公司COALINDUSTRYJINANDESIGN&RESEARCHCOXTD编制人员名单专业姓名签字职务职称机制蒋守勇高级工程师马明燕高级工程师李保轩高级工程师电气米矿目录一、项目背景1二、架空乘人装置巷道布置概况1三、架空乘人装置设计选型计算及校核3四、架空乘人装置安全保护设

2、施7五、架空乘人装置配电及控制系统8六、其他安全设施9七、投资概算11附：架空乘人装置设备清册架空乘人装置设备布置图一、项目背景山东济宁运河煤矿位于山东省济宁市任城区境内，隶属于山东济宁矿业集团有限公司，为地方国有煤矿。矿井于1995年8月1日开工建设，1999年试生产，2000年6月正式投产，设计生产能力60万t/a,2010年底核定生产能力为110万t/a。该矿现为两个水平立井开拓，中央并列式通风，主采煤层为3（3上）。矿井设计分为三个水平，目前已形成开采3（3上）煤层的两个水平，即-490m水平和-725m水平，目前，-490m水平一个生产采区，即七采区，-725m水平两个生产采区，即六

3、采区、八米区。-725m东翼延伸轨道巷总长度约为737m,高差为186m,作为八采区主要人员通道。根据煤矿安全规程规定，“人员上下的主要倾斜井巷，垂深超过50m时，应采用机械运送人员”，故在该巷道内安装一套架空乘人装置。二、架空乘人装置巷道布置概况1、巷道布置：-725m东翼延伸轨道巷为-725东翼轨道大巷的延伸巷道，与-725东二皮带巷平行。由于八采区自8309工作面向东至矿井边界段受断层影响，煤层东西方向倾角较大，为兼顾八采区南北两翼工作面布置，尽量减少工作面顺槽的岩巷掘进量，故该巷道设计为20°、25上山掘进，方位角120°,开门点标高为-685m,中部平巷段标高为-

4、580m,终点标高为-500m,两段斜巷的上下部均留设不低于45m的平巷，用于布置车场和架空成人装置机头、机尾碉室及上下人空间。-725m东翼延伸轨道巷布置图（见下图）。煤炭工业济南设计研究院有限公司2013年4月2.支护设计（1）巷道断面及支护：本巷道均采用半圆拱锚网喷支护。-725东翼延伸轨道巷断面：斜巷段净宽3.6m,净高3.5m（其中墙高1.7m,拱高1.8m）,平巷段净宽4.5m,净高3.7m,喷厚120mm。附巷道支护断面图（见下图）中部平巷段146m,宽度为4.5m,可满足上下人员安全空间。永久支护-725东翼延伸轨道巷采用锚网喷支护作为永久支护，支护材料为无纵肋螺纹钢式树脂锚杆

5、，6#钢筋网，414mm钢筋梯；喷射混凝土（水泥：石子：沙子=1:2:2）,锚杆间排距均为800mmx1000mm,喷体厚度120mm。三、架空乘人装置设计选型计算及校核（一）巷道原始资料1、总长约737m；上平巷50m,下平巷48.5m,中部平巷段146m。2、总提升高度186m；3、平均坡度15°4、最大坡度25o（二）初选设计参数-725m东翼延伸轨道巷用作运输材料、设备和人员，巷道最大倾角为25。，设计采用可摘挂式抱索器。1、额定运行速度1.12m/s2、选用钢丝绳型号21.56X37S+FC-16703、乘座间距12m4、驱动轮直径61.4米1已知参数S（2）平均坡度（）=

6、152主要参数的确定(1)预选电动机YB2-280M-6,55KW,Ne=980车专/分(2)预选驱动轮直径（m）1.40(3)预选减速机（减速比）63.0钢丝绳运行速度（m/s）V=V=KX(HD/60)XNe/i1.12钢丝绳运行时蠕动系数K=0.98(4)预选钢丝绳（重量）1.846M7S-(f)21.5q0=1.84kg/m(5)设定乘座间距（m）L1=12运输效率（人/小时尸Qr=3600>V/L1402(6)托轮间距（m）L2=7(7)驱动轮绳槽与牵引钢丝绳间的摩擦系数0.25(8)牵引绳在驱动轮上的围包角a1803牵引钢丝绳张力的计算(1)最小点张力的计算Smin=O<

7、;q0XgSmin最小张力点的张力，NC钢绳的挠度系数1000q0预选牵引钢绳的每米质重1.84g重力加速度9.8Smin=18032N(2)各点张力的计算当下放侧无人乘坐而上升侧满员时（动力运行状态）：线路运行阻力：W4-1=q+(Q1+Q2)/L1x(cosa+sin£g25794NW2-3=q+Q2/L1x(wcos-sin/Lg-3183N各点张力：S3=Smin=18032NS4=1.01S3=18212NS1=S4+W4-1=44006NS2=S3-W2-3=21215N驱动力=S1-S2=22791N式中:q每米钢丝绳质量Q1每人人体重量加带物重，取Q2=95kgQ2每

8、把吊椅重量，取Q2=15kg牵引钢丝绳运行阻力系数，动力运动时，取3=0.02制动运动时，取3=0.02L井信1斜k当下放侧满员而上升侧无人乘坐时(制动运行状态)：线路运行阻力：W4-1=q+Q2/L1x(3cosa+sjnLg3696NW2-3=q+(Q1+Q2)/L1x(wcossin&Lg-22211N各点张力：S3=Smin=18032NS4=1.01S3=18212NS1=S4+W4-1=21909NS2=S3-W2-3=40243N4驱动轮防滑校验当下放侧无人乘座而上升侧满员乘座时，处于动力运行状态：且S1-S2>0,S1/S2=2.07ve.a(2.19),符合要求

9、。且S1-S2V0,S2/S1=1.84ve.a(2.19),符合要求。式中：钢丝绳与驱动轮衬垫摩擦系数取0.25-钢丝绳在驱动轮上的围包角。180.005电动机功率的计算(1)动行运行时，Ne=K(S1-S2)v/1000打42.45kw式中：K为电动机功率备用系数，一般取1.50传动功率，取0.90(2)制动运行时：Ne-K(S1-S2)v/1000打34.15kw选取电动机型号为YB2-280M-6,功率-55kw6牵引钢丝绳计算m=Sk/Smax式中：Sk一钢丝绳破断拉力总和21.50钢丝绳其最小破断拉力-267000NSmax最大张力点张力m钢丝绳的女全系数，m-7.37>6,

10、符合要求。7拉紧力的确定Si-S3+S4-36244N拉紧力为36244.32N8拉紧行程确定Li-0.005L*2-7m考虑富裕系数，最终确定L-9m。9.009驱动轮衬垫比压T1+T2/D?d-194N/cm210减速机的效核(1)设备运行输出扭矩：T-(S1-S2)*D/2N/m15954N/m设计选定减速机为MC3RVHF08-63:额定输出扭矩为：48300>1.5T,满足要求(2)设备运行输出功率：P-T*n/(9.55*i*0.98)1000kw27kw减速机额定功率为：83.9>1.6P,满足要求11制动器的选型：制动器的最大制动力应不小于额定制动力的1.5倍(1)

11、根据电机功率计算制动扭矩为：T-9550*(Pw/n)N.m731N.m1.5*T-1096N.m上式中：T计算扭矩，N.m;Pw驱动功率，kw;n转速，转/分选定制动器为：DYW-400/1200,制动力为2000N.m,符合要求(2)安全闸的选型：安全闸的最大制动力矩不小于额定负荷力矩的1.5倍。预选安全闸型号为YLBZ-63其最大夹紧力为：114000N其制动力矩为：M2=2*N*f*RmN.M59280N.M式中：N夹紧力，N;f一闸瓦制动盘的摩擦系数，取f=0.4;Rm制动盘的平均摩擦半径（m）1.5倍额定负荷力矩为：1.5T=23931N.M所选安全闸符合要求四、架空乘人装置安全保

12、护设施1、机头、机尾越位保护。若乘坐人员到达下车点未能下车，当其越过越位保护点时，系统应自动停止运行。2、欠速、过速保护当乘人装置运行速度低于设计速度的20%或高于设计速度的20%寸，会出现欠速或过速现象，出现此情况时，系统自动停止运行；3、重锤下限位保护当张紧装置不能使牵引钢丝绳保持包张力，系统无法安全运行时，系统能自动停止运行；4、全巷道突发事件紧急停车保护装置乘坐人员在乘坐途中，若发现紧急情况需要停车，则在乘车区域内的任一点，拉动急停开关拉线均可使系统停止运行，同时显示台显示故障发生的区间编号。当纯问距大于或等于1900mm或乘人装置中间行驶轨道车时，应安装二套全线急停装置，并分设在巷道

13、的两边。沿途紧急停车装置不能自动恢复开机。5、上变坡点掉纯捕绳停车保护当上变坡点处的牵引钢丝绳脱离托轮往外掉下时，捕绳器捕住钢丝纯，阻止钢丝纯继续往下掉，同时系统自动停止运行，以防止掉绳时吊椅和人落地而伤人。6、减速机温度保护由于采用减速器驱动运行，齿轮减速器具油池温升应不超过35C,轴承温升应不超过45C,各主要部件壳体最高温度应不超过75Co温度检测必须有数字显示，超温时能自动报警并自动断开控制设备安全回路，停止设备运转。7、制动器动作失效保护电机启动前，制动器必须松闸，即处于非制动状态。若电机启动前，制动器不能及时松闸，则电机不能启动。8、吊椅过摆保护装置当乘坐人员在乘坐途中，未遵守安全

14、守则，与途中相遇人员嘻耍或用脚蹬巷帮或外力碰撞时，导致座椅横向摆动激烈，此情况下座椅在过托轮时，吊椅很容易被托轮挂住瞬间向上翻转而引发安全事故。本吊椅过摆保护装置可有效防止此类事故的发生。9、头尾轮入绳口安全防护装置机头驱动轮和机尾迂回轮的钢丝绳入口处，安装有安全防护装置，以防止人员和物件经入口处带入轮体绳槽中而造成设备损害和人身伤害。10、语音声光提示系统当乘坐人员将要到达下车点时，在离机头、机尾下车点前15m处，语音提示系统会发出“前方到站，准备下车”的语音和闪烁及笛声三种提示信号，提醒乘坐人员准备下车。11、防逆行保护装置采用光电编码器及PLC构成测速及方向检测装置，当检测到架空乘人装置

15、运转错向时，停止安全回路，工作闸、安全闸实现安全制动，从而实现防逆行保护。以上安全保护第1项和第7项，均由PLC可编程控制器自动控制，系统自动检测信号，任一保护发生动作时，立即停止运行，同时操作显示台上显示故障类别，并发出并发出语言报警和笛声报警，并与电控系统自动闭锁。只有当相应故障消除后，系统经复位后才能重新启动运行。其余项为机械保护项目。五、架空乘人装置配电及控制系统（一）配电系统-725m东翼延伸轨道巷架空乘人装置采用55KW电机，供电电源来自8310联络巷移变低压侧，供电电压等级660V,采用型号MY-3*50+1*16,长度约200米的低压橡套电缆，在-725m东翼轨道延伸巷猴车机头

16、设备碉室安装一台型号KBZ20-400的馈电作为猴车供电的总馈电。(二)控制系统控制系统为PLC可编程序控制器自动控制，操作台显示屏为液晶触摸屏，能显示设备运行状态、故障原因、速度及模拟图形等各种参数。操纵台设有起/停、急停和预警、开车信号等按钮。控制系统的功能：1、运行信息显示：日期、时间、速度、紧急停车区域、安全保护项目；2、机头机尾之间相互打点；3、机头机尾相互之间通话；4、异地呼叫：当猴车巷道内安装有程控电话时，利用程控电话与猴车电控系统并网，实现机头异地呼叫功能。5、运行控制智能化：系统的运行控制由PLC可编程控制器实现自动检测和自动控制；6、安全保护控制智能化：系统的安全保护控制由

17、PLC可编程控制器实现自动检测和自动控制；7、提供远程控制安装接口。六、其他安全设施本设备执行MT/T1117-2011架空乘人装置煤炭行业标准、煤矿用架空乘人装置安全检验规范(AQ1038-2007)行业标准、山东省煤矿用架空乘人装置管理规定及煤矿安全规程等相关法律法规。1、-725m东翼延伸轨道巷用作运输材料、设备和人员，保证行人不行车、行车不行人。2、架空乘人装置与轨道绞车不得同时运行，两者之间的电气闭锁必须灵敏可靠。架空乘人装置运行时，具运行区间内不得停放任何车辆。3、运输大件时，架空乘人装置横梁、托绳轮等与运输设备的最小距离均大于200mm,保证设备运输安全。4、本架空乘人装置采用防

18、爆节能电动机驱动。5、本装置运行方式为双侧运行，中间各出口对应安装语音到站提示。6、工作制动方式为电液制动器制动，安全制动器为轮边制动器或盘式制动器，安全制动时，电控系统能够停止液压站并对液压系统进行卸压。7、操纵室司机头部位置处的噪声值应不大于85dB（A）。8、驱动轮主轴必须进行探伤检查，无影响机械强度和使用性能的缺陷。9、乘人装置设双级制动，即工作闸和安全闸，且安全闸为末级制动，即安全闸应制动驱动轮。10、制动装置的制动力（矩）为额定牵引力（矩）的1.5倍2倍，安全闸制动时的空动时间不大于0.7s。11、吊椅上的抱索器的抗滑力满足不小于2倍吊椅负载（220kg）在最大使用坡度时无下滑。1

19、2、乘人装置配备救护吊椅装置。13、沿途紧急停车装置沿牵引钢丝绳方向的安装间距不大于50m。14、托绳轮和压绳轮具有耐磨的、阻燃材料制造的可更换的软质轮衬。15、相邻两组托绳轮沿牵引钢丝绳方向的间距小于设计规定的吊椅间距，且不大于8m。16、相邻两组压绳轮沿牵引钢丝绳方向的间距不大于60m。17、回纯装置的连接牢固、可靠，张紧机构的张紧力应符合设计规定的数值。18、控制系统操作面板上的按钮和指示灯布置整齐、有序，并有简要功能标识，不同功能的按钮和指示灯按常规配以不同的颜色。19、语音声光信号装置应能清晰、准确地传送语音、声、光信号。20、在空载（不放置吊椅）状态下启动驱动装置，空载运行时间应不

20、少于6h。空载运行中检查各部件有无异常噪声、振动和卡阻现象；检查各纯轮组是否转动灵活，有无卡绳和脱纯现象；各零、部件有无相互干涉，检查驱动轮和回纯轮的出入纯角。21、放置空载吊椅，检查吊椅与各零部件有无相互干涉；检查固定吊椅能否平稳绕过驱动轮和回纯轮。22、空载运行无误后，模拟乘员进行负载运行试验，负载运行时间应不小于2h023、乘员和吊才J总重以110kg计算，将吊椅置于相邻两托纯轮中间位置，测量吊椅最低点距地板高度。24、检查吊椅运行是否平稳，检查吊椅是否有自滑和与其他零部件干涉现象。25、乘人装置在额定工况下连续运转，达到热平衡后测量油温和电动机等主要部件的壳体表面温度测量3次，取3次测

21、量数值的算术平均值。26、将精度不低于2级的测量仪器置于操纵室司机头部位置处，测量驱动装置在额定工况下的噪声值。测量3次，取3次测量值的算术平均值。七、投资概算本工程总投资万元，其中：设备及工器具购置费万元，安装工程万附：架空乘人装置设备清册厅P设备名称技术规格单位数量质量备注单重总重1-725mS翼延伸轨道巷架空乘人装修tL=737ma=02025O,H=186m,台1约123个吊椅V=1.12m/s,吊椅间距12m电动机YB3-280M-6,55kW,660V1000r/min台1减速机MC3RVHF08-63台1钢丝纯(卜21.5ZBB6VX37S+NF1570ZZm1500头部传动轮D1400mm个1尾部改向轮D1400mm个1电力液压块式制动器DYW-400/120®,P=330W660V台1轮边制动器YLBZ-63台1重锤拉紧装置金属结构套