赵固二矿煤矿[上段辅运大巷]选型设计方案

1、赵固二矿煤矿上段辅运大巷选型设计方案【绳牵引单轨吊车系统】方案设计书单 位：河南能源化工焦煤公司赵固二矿设计单位：机电科一、巷道概况一、条件：上段辅运大巷工作面巷道全长2000米，宽5米，设计高度3.5米，有1处上坡，最大坡度12°长135米；其他是平直巷。有弯道1处，角度124°弯道在变坡点处。运送人员采用3辆8座人车，能吊挂8辆矿车。运输支架，支架高度2000mm，宽度1500mm,重量26吨，要求承重车离地高度250mm。二、建议钢丝绳选用：6×19S-26mm，110412下顺槽运输路线示意图：（2）、巷道高度(H)依据以下的参数来计算吊挂运人车 吊挂矿车

2、 吊挂最大物件巷道截面布置示意图h1=吊轨顶面至巷道顶部的距离350mmh2= 吊轨高度155mmh3= 起吊梁高度560mmh4= 最大物件2000mmh5= 200-300 mm（运送物体距地最高点的安全高度200-300mm）h1 + h2 + h3 + h4 + h5 =350+155+560+2000(支架高度)+250=3350mm据现场测量高度3300mm-3500mm，最低点2900-2400mm，有20m长，需卧底。二、钢丝绳牵引单轨吊车运行可行性分析1.最大物件运输可行性分析巷道尺寸为高3.5米、宽5米，最大物件尺寸为宽×高尺寸（1.5×2.）m，最大物

3、件运输时离地有300，大于离地安全距离200300，但有几个点高度最低3200mm，需卧底.巷道高度就能满足运输要求。 2. 主机安装方案主机安装在皮带巷与辅助运输大巷之间，弯道前位置，三、机车设备选型 1.钢丝绳牵引单轨吊车牵引能力验算和选型A、上段辅运大巷巷道地质工况条件：巷道总长度2000m巷道最大角度12°B、使用条件（1）、上段辅运大巷工作面铺设轨道轨型140E；最大物件26吨；物料18吨（6辆车/每辆3T）；3辆运人车8座。（2）、单轨双向运输；（3）、钢丝绳采用26NAT6×19S+FC1670SZ372型钢丝绳（GB/T8918）；（4）、井下电压：6601

4、140VC、选型计算（计算方式同无极绳连续牵引车）1、完成工况条件所需牵引力计算： F=(G+G0)×(1cosmax +sinmax)×g×1000+22qRgL式中：F-最大牵引力G-牵引车、吊装设备、储绳梭车、制动小车等总重4.55吨； G0-运输物料26吨；max-运行线路最大坡度12°；1列车运行阻力系数0.02；2-钢丝绳摩擦阻力系数0.25；牵引力富余系数1.2qR-单位长度钢丝绳的重量26mm= 2.43kg/m；L-运输距离2000米；g-重力加速度g=9.8m/s2； F阻力=（4.55+26）9.8×1000×(

5、0.02COS12°+sin12°)+2×0.25×2.43×9.8×2000=91943 N92KNF=(G+G0)×(1cosmax +sinmax)×g××1000+22qRgLF牵引=（4.55+26）9.8×1000×(0.02COS12°+sin12°) ×1.2+2×0.25×2.43×9.8×2000 =105568.8 N106KN2、功率验算N=FV/ 式中：N-实际消耗功率 F-牵引力

6、 V-低速牵引重车时速度 -绞车传动效率0.80 K-功率富余系数DS90B无极绳牵引单轨吊绞车主机功率富余系数N=FV/=90×0.73/0.8096.7KW； K=132/96.71.371.1经验算,无极绳牵引单轨吊主机功率富余系数大于1.1,符合煤安规程要求。因此，选用DS90B无极绳牵引单轨吊的功率满足使用要求，绞车主机SQ-90/132最大牵引功率为132KW。3、钢丝绳强度验算（a）、钢丝绳的选用依据MT/T988-2006无极绳连续牵引车行业标准第5.4.7的规定,绞车滚绳筒上绳衬直径应满足以下要求：抛物线滚绳筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的50倍，卷绳筒直径：14

7、00mm，因此我们选用26mm钢丝绳用作牵引。（b）、部分钢丝绳技术参数公称直径mm近似重量（纤维芯）Kg/m公称抗拉强度16701770最小破断拉力（纤维芯）/KN221.7426628224243372394282.82432458（c）、钢丝绳选型：26NAT6×19S+FC1670SZ372型钢丝绳（GB/T8918）（d）、钢丝绳强度验算： n=Qz /Smax+Sc式中：n-钢丝绳安全系数； Qz-钢丝绳破断拉力总和（手册选）Smax-钢丝绳最大牵引力（KN） Sc-钢丝绳张力初选值（KN） n=Qz /Smax+Sc=372/（85.91+10

8、）3.883.5 根据以上计算：符合煤矿安全规程中规定的钢丝绳安全系数n不得小于运物n= 3.5、运人n= 6.5，从以上计算可以得出所选的26mm钢丝绳能满足上述工况条件时的安全使用要求。说明：出于安全考虑，运输最大物料时不能同时挂载人车运送人员。因此，上述计算时没有将人车的自重计算进去，按一次运送8人、人均体重95Kg，人员总重接近0.76吨，在1台人车不超过2吨、单独运送人员和一般的物料情况下，选用的单轨吊同样可以满足现场使用要求。4、绞车电机功率验算功率计算 总效率总 =12 =0.9×0.90=0.81 为电机效率2 为机械传动效率 最大牵引速度 v=1.3m/s P=Fv

9、/总 =54×1.3/0.8 87.75kW最小牵引速度时v=0.73m/s P=Fv/总 =82.125 kW3.2查电动机 选择YBK2-315S-6 132 kW3.3 绞车电机功率校核 P=Fmaxv/总 Fmax=132×0.8/1.1=96 kN Fmax/>F 过载倍数 取1.15、钢丝绳张力计算F=S4-S1=S1(e-1)/n 式中： n-摩擦力备用系数，可取1.15-1.2 -钢丝绳与驱动轮摩擦阻力系数 0.14-钢丝绳在驱动轮上的总围抱角 7 e-欧拉公式常数2.71828S1min= F×n/(e-1) =4.708KNS4= F+

10、S1min=85.91KN6、张紧器选择运距为2000m，S1=4.708kN每块配重块重m=50kg 配重块数量n=S1/mg=40块7、按实际工况计算：F1最小载荷（GG。）（sin1·cos）+2·2·q·L54KN/g（G+4.55）(sin9°0.02×cos9°)×10002×0.25×2.43×2300G= 8.17(T)说明：F最大载荷实际情况下提升所需要的牵引力G最大牵引重量G。梭车自重1梭车滚轮摩擦阻力系数，0.0152钢丝绳摩擦阻力系数，0.2；q 钢丝绳26单位

11、长度重量2.43kg/m；L 运输距离；F2最大载荷（GG。）（sin1·cos）+2·2·q·L90KN（G+4.55）(sin9°0.02×cos9°) ×10002×0.25×2.43×2300G=23.23(T)7、运输能力计算从进料口到最远端2300m，绞车牵引速度V=0.73/1.3m/s计算，进送一次所需的时间为T =2300/0.73/6052.5分钟，则回程所需时间为T =2300/1.3 /6029.49分钟。摘挂钩时间按20分钟计算。运输一趟（来回）总用时为52.

12、5+29.49+20102分钟每班按7小时计工作时间，每班大件7×60/1024.11趟。如按每趟运20吨计算，每班可运输约80吨物料；运输人员96人次。2、设备组成本方案中的钢丝绳牵引单轨吊车系统主要由主要由动力站、信号系统、车辆部分、轨道系统、牵引钢丝绳等组成。2.1 无极绳牵引单轨吊车系统基本参数序号参数名称单 位数 值备 注1额定牵引力kN902牵引速度m/s0.731.33安全闸制动力kN1854运输距离m12005轨 型mm140E6水平转弯半径m67垂直转弯半径m108牵引钢丝绳直径mm269滚筒直径mm140010安全制动小车制动力kN80KN13安全制动车制动速度m

13、/s2.5314主电机功率kW132电压V660/114015变频控制系统功率kW160电压V11402.2动力站主要由DS90B型矿用无极绳变频调速牵引绞车、组合式五轮张紧器、电控系统等组成。地基图2.2.1牵引绞车牵引绞车主要由电机、减速机、传动齿轮、滚筒、电液制动器、手动制动器、减速箱和底座及变频控制系统组成。电动机通过联轴器传给减速机，减速机分两速通过联轴器和一对传动齿轮传递到滚筒上，通过滚筒上的摩擦轮衬与绕在其上的钢丝绳摩擦产生牵引力使车辆系统运行。该绞车配有工作制动和紧急制动两套制动闸，制动闸均采用焦作制动器厂生产的电液制动器。工作制动闸布置在高速轴端，为运输车系统提供工作停车用，

14、紧急制动闸布置在减速机中间输出轴上，为运输车系统提供紧急停车，以保证系统安全工作。制动器的松闸速度可通过调整ED推动器上的溢流阀实现。2.2.2五轮张紧器合式五轮张紧器：组合式紧绳器主要由机架、张紧轮、导向轮、配重块、导向杆等组成，紧绳器的作用是将牵引钢丝绳的松边张紧到某一定值，以防止绞车打滑。在钢丝绳牵引单轨吊车运行到变坡段时，随着绞车紧绳边与松绳边的转换，紧绳器也自动转换。因而无论是在上坡运行还是下坡运行都可以张紧松边钢丝绳。2.2.3电控系统电控系统包括变频控制柜、操纵台、检测装置及声光信号系统等，承担运输车的动力输入、调速、监测和显示等工作，司机通过操纵台上的控制手柄、控制键及显示器可

15、以方便地控制运输车辆的启动、加速、平稳运行、减速、停车以及紧急制动等一系列动作。包括变频调速柜、操纵台、检测装置、跟车司机遥控信号发射机等，电控系统应符合煤矿井下的使用要求。(1)变频器采用隔爆兼本安四象限变频器：输出频率：0.550Hz连续可调，为恒转矩；5065Hz为恒功率调节；自动换向变频技术，四象限运行，当电动机减速制动时，从逆变器返回的再生功率使变频器控制装置内直流母线电压升高，变频控制装置内控制芯片发出指令，使输入电流相位与电源电压相位相反将电动机再生能量反馈到电网，实现电动机的能量再生制动；控制方式采用无速度传感器矢量控制方式，将直流控制中的双闭环（速度环、电流环）调节控制通过一

16、系列矢量变换后用于交流三相电机的控制，使交流三相异步电机的调速性能可以和直流电机一样好，其调速精度高，性能好。变频器机芯采用ABB产品，冷却方式为风冷。变频器腔体内部设127V电加热装置，防止由于停机时间过长而造成电气元件受潮。(2)电控系统设置有操作台并有绳牵引单轨吊车运行时的电流、电压、速度、运行里程、累计运行里程、电气故障显示等参数的显示，方便操作人员监控。(3)操作台应有绳牵引单轨吊车车辆运行位置的模拟显示，显示误差不宜大于1米，操作人员在车辆运行中，视车辆的位置可选择运行速度。电控系统可提供5档速度选择，将钢丝绳牵引单轨吊车实际运输载荷分为5吨、6吨、10吨、16吨四档，根据不同的档

17、位分别限定其正常工作速度为：1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s、2.5m/s，用以实现手动控制和分档自动控制绳牵引单轨吊车最高运行速度的要求（此速度值也可根据用户要求或实际运行情况进行调整，前提是不使电动机出现过热现象）。(4)电控系统应有过卷保护，应有超速、欠速保护，跟车司机遥控停车后不发出开车信号绞车装置就不能起动，应设置钢丝绳打滑保护，变频器应有过压、过流、欠压、过热保护。(5)配备泄露通讯装置，便于跟车司机在卡轨车运行途中可发出减速、停车、开车等信号并可遥控停车，但不能遥控开车，同时具备与绞车司机对话功能。配备手持发射机、泄露通讯电缆及通讯电话（1电源、1基台、4中继器、2300

18、米泄露通讯电缆、10套手机和充电器）。(6)在钢丝绳牵引单轨吊车轨道系统的始端和终端应各设置越位保护装置，确保钢丝绳牵引单轨吊车运行车辆不出轨。(7) 钢丝绳牵引单轨吊车运行速度操作系统应满足即可手动控制又可自动控制钢丝绳牵引单轨吊车运行速度的要求。(8) 钢丝绳牵引单轨吊车进出各转载点和特殊区段能实现自动限速运行控制，在钢丝绳牵引单轨吊车的起点、终点以及中间站应设置里程(行程)自动校正装置，确保显示钢丝绳牵引单轨吊车实际运行位置地准确。校正传感器采用防爆磁性接近开关（磁钢+接近开关）。(9)电控系统设有以太网接口，方便调度室观察钢丝绳牵引单轨吊车的运行状态。同时，要留下与信集闭系统、沿线急停

19、装置的接口。(10)厂家提供电控系统易损件明细，便于甲方提供订货明细。2.3信号系统本运输系统配备有斜井信号机，用于跟车司机与绞车司机之间的联络(打点及通话)，同时通过跟车司机操纵，可实现绞车主电机停机功能。2.4车辆配置鉴于钢丝绳牵引单轨吊车系统运输设备或物料，为安全起见，本方案采用带有安全装置的各种车辆，具体配置如下：a）牵引车（梭车）：2辆b) 制动车：2辆c)16t起吊梁2套；D）6t起吊梁1套物料运输矿车或集装箱由矿方自备。所有运行车辆中，只有牵引车与钢丝绳相联接，传递绞车牵引力，其它车辆则是通过拉杆、销轴与牵引车相连，完成运输任务；车辆间拉杆与销轴必须配套使用，严禁使用未经检验合格

20、的物品代替。根据运输对象的不同，运行车辆可以有不同的编组方式，但牵引车和制动车必须编入其中。2.4.1牵引储绳车牵引车的作用是：a)将运输系统牵引钢丝绳的两端固定在该车辆上，由该车通过连杆带动其他车辆运行；牵引车是钢丝绳牵引单轨吊车的核心部件，由主牵引车、储绳卷筒、引导小车及前后连接杆组成。其中储绳滚筒可以储存约1000米钢丝绳，两个储绳筒共储绳2000米。使得本系统在掘进面安装后，随着掘进头的前移，系统也可以随之延伸，可将运输系统多余的钢丝绳贮存在该储绳滚筒上。 2.4.2制动小车制动小车，自重0.36T，主要由车体、制动油缸、轮系、手压泵、离心释放器、释放阀、逻辑阀、制动块、液压油路等部件

21、组成。手压泵供油，弹簧制动，油压松开，即为失效安全型制动车。该车制动力不小于80kN，且设置有自动制动装置。在运行过程中，当出现钢丝绳或连杆断裂、车辆下行运输速度过快等异常情况，制动车超过设定运行速度时，制动车上的离心释放器会自动打开释放阀，制动油缸中的液压油经逻辑阀快速回到油箱，从而实现制动车的自动安全制动。制动小车是一种可以防止运输设备在倾斜轨道部分随意滑出轨道的制动设备(在I140E轨道支持断面时)。 制动小车在甲烷煤粉爆炸危险的环境可用, 制动小车自行操纵，不依赖操作人员。制动小车安装了速度限制器，速度限制器在超过最高调节速度时，机构发出制动指令。当机车速度超过2.5m/s时（在低角度

22、巷道可按用户要求调整到3m/s），该装置被触发，弹簧会迅速回弹，使制动闸块紧贴轨道，对列车进行制动直至停止。不仅超速自动制动保护功能，制动且可通过手拉触发。 技术性能参数 运转速度 0 - 2 m/s 最小静制动力 185 kN发制动命令最高速度 2.53m ± 4% m/s 最小运转静制动力 180 kN发制动命令时调速转数510 ± 4% r/min 液压系统工作压力16 ± 1 MPa最长反应时间 0.3 秒 工作液体量 0.8 公升 钢丝绳牵引单轨吊制动小车制动测试说明如下：1、牵引重量8t左右，在坡度为18°自动下滑时，速度达到2.53m/s时

23、产生自动制动，制动距离为57m;2、一辆制动小车的制动力为80KN（制动小车刹车后，采用0200KN的拉力器进行测试），每套单轨吊配制动小车两辆；3、该制动小车均配备人工制动功能。2.4.2 列车编组方式注明：运送最大件物料时不运人，运人时不运送最大件物料。2.4.2.1物料的运输运送物料时，无极绳牵引单轨吊车列车编组依次为：牵引车（包括储绳卷筒）、起吊梁（矿车、集装箱矿方自备）、制动小车。压绳轮组及布置原则2.5.3压绳轮组及布置2.5.3.1终、始端上下导向轮组始端上下导向轮组布置在始端斜轨处，作用是保证从绞车至主机张紧器出来的两条钢丝绳导上预定轨道；终端上下导向轮组布置在终端斜轨处，作用

24、是保证从尾轮至尾部张紧器出来的两条钢丝绳导上预定轨道。2.5.3.2普通型压绳轮轮组采用整体式的压绳轮组进行钢丝绳引导，一个压绳轮组可以同时满足水平和拐弯及竖直方向的绳引导。常州御发单轨吊压绳轮组既可以引导牵引绳，也可以引导回绳。一般情况下，直段每间隔9m布置一组普通压绳轮组(即安装在轨道上平面)，巷道条件好时布置间距可适当加大，减少压绳轮组的布置数量。；弯道每间隔2m布置一组压绳轮组，如弯道偏小适当加密布置。 2.5.3.3加强型压绳轮组加强型压绳轮组主要用于弯道起弯点和变坡上下节点处，一般情况上下变坡点处各安装一个，如变坡角度偏大适当增加布置，确保负载运行下不掉绳即可。 2.5.3.4弯道

25、压绳轮组弯道压绳轮组主要用于水平弯弯道，一般情况下，弯道每间隔2m布置一组弯道压绳轮组，并且与普通压绳轮组间隔摆放布置。巷道布置原则直巷全部布置普通型压绳轮组，每间距约9米布置1组直巷道压绳轮布置：水平弯道压绳轮布置：水平半径8米加强型压绳轮组普通型压绳轮组布置弯道轮组之间加强型压绳轮组，布置弯道轮组之间弯道轮组，之间间隔2米布置 注：根据具体巷道情况适当加密或稀少。斜坡巷道及垂直弯道压绳轮布置：带平托轮普通型压绳轮组加强型压绳轮组2.5.3.5回绳站回绳站主要由回绳轮、收绳导绳轮、副绳张紧装置等组成。运输系统的钢丝绳通过回绳站返回，形成无极钢丝绳运输系统。钢丝绳牵引单轨吊车在投入使用前，牵引

26、钢丝绳第一次张紧时，初张紧力应为60kN左右，初张紧力大小与运输距离、运输对象、巷道起伏情况有关。运距越长，负载越大，巷道坡度越大，初张紧力也相应需要增大。钢丝绳牵引单轨吊车使用一段时间后，若当发现牵引钢丝绳过松，造成钢丝绳在绞车上打滑时，应重新张紧钢丝绳，此时的张紧力应控制在40kN左右。钢丝绳牵引单轨吊车重载运行，紧绳器吸收钢丝绳的弹性伸长量效果不佳时，张紧力应适当增大。回绳站布置示意图：2.5.3.6运输起吊梁 起吊梁可以用在I 140E型悬挂式轨道上行驶，作为钢丝绳牵引单轨吊车车辆及单轨吊控制器的起吊设备，在运送液压支架和辅助材料时，将货物起吊并运载到需要的地方。起吊梁由两部运输车和连

27、接杆连接组成。该起吊梁为内置气动葫芦并配有控制遥控板或手拉葫芦（可根据顾客需求配置），实现货物升降系统。起吊梁可以通过井下高压气源进行升降工作，运输能力为8至32吨，起吊梁可以串联使用；当井下不具备高压气源时，起吊梁也可以通过手拉葫芦来升降较轻的货物，手拉葫芦也可以用于在列车出现故障时降下重物，以免发生危险。具体参数如下： 速度02.0m/s倾角020度起吊重量（按规格分类4种）5吨、6吨、10吨、16吨水平转弯半径8m垂直转弯半径10 m气压源0.50.6MPa最大起吊行程3m2.5.3.7运输集装箱规格：额定载重6T与8T起吊梁配套，主要用来运输零部件及小型散装货物。尺寸（3.4×1.0×0.7）m.具体尺寸及规格参照下图：2.6钢丝绳牵引单轨吊车运输系统的固定a) 牵引绞车、主机张紧器等必须打水泥基础，并用地