新型斜巷防跑车安全保护装置的研制与应用Word文档格式.docx
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EP=mLgh
式中：
mL——杠杆L的质量（千克）
g——重力加速度，g=9.8m/s²
h——杠杆L上升的有效高度（米）
即EP=mL×
9.8×
½
×
1.65
=8.08mL
忽略空气阻力和撞击时的能量损耗，根据机械能守恒定律：
EP=mLgh
=½
mLV²
即捕车速度V=4.0m/s
从上面的计算结果可以看出，矿车在正常运行状况下（V≤4.0m/s），制动杠杆L不能撞击到鼠式挡车器中的联接装置M，使挡车网落下拦截车辆。
但只要当V大于《煤矿安全规程》中规定的斜巷矿车最大运行速度4.0m/s时。
制动杠杆L就会剧烈撞击联接装置M，使挂于联接装置M摆杆钩上的挡车牵引钢丝绳脱开，挡车网落下拦截车辆。
2、鼠式挡车器动能吸收装置的强度计算：
2.1、作用于挡车网上冲击力P的强度计算：
串车与挡车网相撞，按一辆矿车相撞的情况计算作用于挡车网上的冲击力，这是目前计算冲击力时广泛采用的办法。
其理论基础在于，组成串车的矿车是以连接环相连接的，属于软连接。
串车加速运行时，连接环是拉紧的，当第一辆矿车于挡车网相撞的△t时间内，第二辆矿车由于矿车之间的间隙尚未撞击到第一辆矿车，或者说，第二辆矿车撞击第一辆矿车的瞬间，第一辆矿车于挡车网的撞击过程已经完成。
同理，后一辆矿车撞击前一辆矿车时，前一辆矿车的撞击过程也已经完成。
因此，无论矿车数为多少，均以一辆矿车的冲击力为计算依据。
P=KQ（N）
Q——重车作用在挡车网上的静力，N；
Q=（Q。
+Q1）（Sinσ-µ
Cosσ）g
Q。
——矿车自重，kg，取Q。
=640kg；
Q1——矿车载重，kg，取最大值，Q1=1800kg；
σ——斜巷倾角,取σ=20º
；
µ
——钢轨与矿车之间的滚动磨擦系数，取µ
=0.01；
Q=（640+1800）（Sin20º
―0.01Cos20º
）×
9.8
=7953.23N
K——动载荷系数,
K=1+[1+Vk2/（gδ。
）]1/2
Vk——撞击挡车网时的矿车速度
《煤矿安全规程》中规定,在斜巷运输过程中,矿车的最大速度不应超过4.0m/s,鼠式挡车器在斜巷中每100米范围内安装一套,因此Vk的最大值为：
Vk=4+gt
t——矿车断绳或脱钩后到达挡车网处所需的最大时间S。
因为100=4t+1/2gt2
t=4.128S
所以Vk=4+9.8×
4.128
=44.45m/s
δ。
——矿车碰头的弹性变形,m,G—1型矿车为双列螺旋弹簧钢碰头,其弹簧钢度k=529.2×
103N/m
=Q/K
=7953.23/529200
=0.015m
K=1+[1+44.452/（9.8×
0.015）]1/2
=116.93
P=KQ
=116.93×
7953.23
=0.93×
106N
2．2动能吸收装置的强度计算：
（1）φ24（6×
24）mm钢丝绳挡车网的强度计算：
一根φ24（6×
24）mm钢丝绳破断拉力总和为40950kgf，挡车网采用了四根φ24（6×
24）mm钢丝绳，因此，挡车网的破断拉力总和为1.61×
（2）吸能装置安装基础的强度计算：
φ20×
2000mm螺纹钢树脂锚杆的最大锚固力为15吨∕根，安装基础采用了12根φ20×
2000mm螺纹钢树脂锚杆，因此，吸能装置安装基础能承受的最大拉力为1.76×
106N。
2．3结论：
从上面的计算结果可以看出鼠式挡车器动能吸收装置能承受的最大拉力远远大于作用在挡车网上的冲击力P，因此，鼠式挡车器动能吸收装置的强度完全符合安全要求。
四、安装：
鼠式装置的安装采用4根φ20×
2000mm螺纹钢树脂锚杆，将其固定于轨道中心正上方的巷道顶板上，并保证鼠式装置为水平。
为使所拉物体能够顺利通过，鼠式装置的吊挂高度距永久轨面不得小于2.2m,具体情况详见鼠式挡车器在斜巷中的安装示意图。
挡车网在巷道底板上的固定方法为：
一边用6根φ20×
2000mm螺纹钢树脂锚杆，将焊有底座的φ159钢管（长度为1m，底座的钢板厚度为10mm）固定在浇灌好的混凝土基础上（混凝土基础深度≮1m，距轨道的安全距离≮0.7m，轨道两边各一个）。
另外，为缓冲矿车对挡车网钢丝绳的冲击力，可在φ159钢管内装置一个弹性较大的钢性弹簧。
最后用四个φ26mm圆保卡子将穿过钢管的钢丝绳一端卡牢。
挡车网在巷道顶板上的吊挂方法为：
首先在鼠式装置下方的巷道顶板上安装一定滑轮；
然后用一段1×
19-9的钢丝绳通过定滑轮将挡车网拉到巷道顶板上，此段1×
19-9钢丝绳的另一端挂于鼠式挡车器联接装置M的摆杆钩上，为保证牵引机构的受力平衡，此段牵引钢丝绳应平行于斜巷中线；
最后再用一段1×
19-9钢丝绳将挡车网于巷道顶板相联，这样当联接装置M摆杆钩上的牵引钢丝绳脱开后，此段钢丝绳将自动把挡车网中的四根φ24（6×
24）mm钢丝绳分开（间距为200mm），并下放至轨面上0.3m的位置拦截车辆。
五、实施实例及效果：
鼠式挡车器已在上海大屯能源股份有限责任公司孔庄煤矿I6、Ⅱ6人行下山及轨道下山、Ⅱ1人行暗斜井、-375轨道暗斜井等五条斜巷中成功应用。
安装后有效的保证了车辆的安全运行，为矿井的安全生产提供了有利保障。
六、使用时的注意事项：
1、为确保鼠式挡车器的正常使用，必须对其每周不少于两次的全面安全检查，发现问题及时处理。
2、鼠式装置中的制动杠杆L严禁人为摆动，联接装置M严禁人为抬起，以防机构脱扣，挡车网动作造成事故。
3、斜巷轨道运输高度不得超过2.2m，否则，应采取可靠措施，防止碰撞鼠式装置。
4、矿车运输时，要检查好矿车两端面，防止因矿车破损造成卡住制动杠杆L。
5、其它车辆运输时，要注意所装材料或设备与制动杠杆L碰撞的情况，防止不正常撞击而卡住制动杠杆L。
6、该挡车器适用于制动杠杆L能够与车辆碰撞的情况，对于不可能产生碰撞的运输，不能起到防护作用。
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