1683米4度方案资料.docx

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1683米4度方案资料

三采区架空乘人装置设计方案

双柳煤矿

二零一五年十月

架空乘人装置设计方案

一、原始参数：

1、巷道原始参数：

1.1总长：

1683米

1.2最大倾角：

4度

1.3变坡点个数：

2个

1.4巷道宽度：

4.8米

1.5巷道高度：

4.2米

1.6其他情况：

循环式运行。

1.7巷道转弯：

巷道无转弯。

2、设备运行的环境和使用条件

⑴乘人装工作运行时，周围空气中的甲烷、煤尘和硫化氢、二氧化碳等不得超过《煤矿安全规程》中所规定的安全标准。

⑵环境温度不超过55℃，相对湿度不超过90％。

⑶煤矿巷道工作坡度不超过40°。

⑷爆炸性气体（甲烷）和有煤尘的矿井不能安装乘人装置。

⑸无强度振动和冲击以及巷道容易变形的地点。

⑹无破坏绝缘的腐蚀气体和导电尘埃的环境中。

⑺无大量滴水的环境中。

⑻污染等级：

3级；污染种类：

1类。

3、乘人装置设备的设计依据标准

⑴行业标准AQ1038-2007《煤矿用架空乘人装置安全检验规范》

⑵国标GB21008-2007《地下矿用架空索道安全要求》

二、设计方案中各参数的确定

2.1、各参数计算结果及选型

2.1.1主驱动轮直径：

1.4米

2.1.2迂回轮直径：

1.4米

2.1.3直线段托轮间距：

8米

2.1.4乘人间距：

14米

2.1.5运行速度：

1.12米/秒

2.1.6最大运输能力：

287人/小时

2.1.7同时乘座人数：

120*2人

2.1.8托轮横梁底面距轨面安装高度（垂直巷道腰线方向）2.05米

2.1.9吊椅长度：

1.6米

2.1.10钢丝绳型号：

22NAT6×31SW+FC-1670（表面无油，右同向捻）

2.1.11钢丝绳间距：

1400mm

2.1.12钢丝绳距底面高度：

1900mm

2.1.13计算驱动功率:

42.6KW

2.1.14所需重锤重量：

950kg

2.1.15张紧行程：

17米

2.1.16系统工作电压：

380V/660V

2.1.17电动机型号：

YBK2-315S-6额定功率：

75KW额定电压：

380V/660V

2.1.18减速机型号：

MC3RVHF09-63-03（TLB3SV11-63-C）

减速比：

63

2.1.19工作制动器型号：

BYWZ3B-500/180

2.1.20联轴器型号：

MLL10-I-500

2.2.架空乘人装置的工作原理及主要性能

将钢丝绳安装在驱动绳轮，托绳轮，压绳轮，尾轮上，并经张紧装置拉紧后，由驱动装置的电动机输出动力带动减速机上的驱动绳轮和钢丝绳做循环无级运动，吊椅则通过抱索器锁紧在运行的钢丝绳上，随钢丝绳上行或下行，从而实现输送矿工的目的。

其中钢丝绳通过张紧装置张紧后，以维持钢丝绳在托绳轮之间的挠度和张力。

产品的主要性能：

A主牵引钢丝绳运行速度《1.12米／秒，乘人器距地300mm，满足《煤安规程》要求，使用十分安全。

B装置无极运行，随到随行，无需等待。

C设备易于操作，便于维护。

D设备耗能少，噪音低，无污染，运送能力大。

E设备各种机械保护电气保护齐全。

;

2.2.3驱动装置的选择

驱动部分主要由防爆电机，减速机，驱动连接装置，安全制动器及工作制动器，连轴器，驱动轮，机架等组成。

为提高系统安全性能，制动装置设安全制动器和工作制动器，且均为失效安全型。

联轴器为MLL10-I-500型联轴器，结构简单，安全可靠，具有减震，缓冲及补偿等性能。

2.2.3.1单驱动轮驱动装置,如图一所示

用于G型和G型抱索器,当线路在1000米左右,倾角≤350时，较为适用,但只有G型和HK型可绕驶驱动轮

双驱动轮驱动装置,如图二所示适用于H型和HK型抱索器,当线路大于1000米以上的远距离运输时较为适用.但固定抱索器不能绕驶驱动装置，本方案采取架空单轮驱动方式。

2.2.3.2驱动装置的动力装置：

由电机和专用减速机组成。

其特点是产品质量好，结构紧凑、输出扭矩大、运行噪音低等。

减速机输出轴通过连接装置与驱动轮锥度键接，这种连接方式简单，安装紧凑、精度高，维修驱动轮时，直接拆除驱动轮而不需拆除减速机。

驱动轮内衬有K25衬垫，可有效减少钢丝绳的磨损，并有较大的磨擦系数，可在同样钢丝绳张紧力下传递较大的驱动力；

2.2.3.3驱动装置的安装方式有二种：

一种是架空安装，其优点是下部空间大，可实现人料共巷运行，一般用于单驱动轮驱动装置，另一种是落地式安装，其优点是可提供很大的驱动力，一般用于双驱动轮驱动装置；

2.2.3.4根据本矿巷道的实际情况,我们选定单轮驱动装置,并选择架空安装方式。

2.2.4、横梁安装方式的选择

2.2．4.1贯通梁安装方式，如图三所示

托轮安装梁采用贯通梁，两端埋入侧壁0.3米以上,此方案采用的梁长度较大,不能有效地利用11#矿用工字钢,且安装时一侧需挖0.6米以上的深度,施工量大,但此方式安装牢固,外形美观。

2.2.4.2组合梁安装方式，如图四所示

为克服贯通梁的长度大及施工量大的缺点,一侧采用短梁,另一侧采用长梁,长梁落于短梁之上,两根梁用U形螺栓夹紧。

此方式可降低11#矿用工字钢所需长度，且两侧仅需挖0.3米。

此方式安装施工量小于贯通梁安装方式，但两侧不对称，外表不美观。

2.2.4.3横梁支座安装方式，如图五所示

将支座用四根锚杆固定在巷道两侧,将横梁安装在横梁支座上,并用U型螺栓紧固此方式施工难度小，便于横梁调整和更换，但加工量大，成本高。

2.2.4.4、根据本矿巷道的实际情况，采取何种安装方式，由矿方确定。

2.2.4.5根据巷道高度等实际情况,托轮横梁底面距轨面安装高度最终确定为（必须垂直巷道腰线方向安装）2.05米为最佳.

2.2.5运行方式及抱索器的确定

根据《中华人民共和国安全生产行业标准》AQ1032007,4.1.2规定：

乘人装置按运行方式分为A单侧运行B双侧运行根据巷道宽度为4.8米，本方案采用双侧运行方式。

根据《中华人民共和国安全生产行业标准》AQ1032007,4.1.3规定乘人装置抱索器分为A固定抱索器B活动抱索器C可摘挂抱索器,D摩擦式抱索器，本方案机头采用单轮驱动，架空安装，所以最终确定固定抱索器为最佳选择

2.2.6电机功率的确定

电动机计算有三种方式，即上行侧行人，下行侧不行人；上下行侧同时行人;上行侧不行人，下行侧行人。

唯有上行侧行人，下行侧不行人时功率最大，所以其他两种情况省去不算，据此计算选择电机功率，动力运行时：

Ne=Kn（S1-S2）*V/1000/n=42.6KW）Kn＞2.0-电动机功率备用系数n=0.8—传动效率v—钢丝绳运行速度驱动功率为42.6kw，考虑最终长度为1683米，运量、变坡、巷道长度等因素，最后选定电机功率为75kw为最佳。

2.2.7减速机型号的确定

根据主驱动轮直径为1400mm计算，要求减速机的输出扭矩为:

（F1－F2）×D/2=10686N.m

选定减速机为MC3RVHF09-63-03,额定输出扭矩为60300N.m,符合设计要求。

2.2.8钢丝绳型号的确定

依据《中华人民共和国安全生产行业标准》AQ1032007，5.2.8乘人

装置中选用钢丝绳最低安全系数为6

Fk=m×Fmax

Fk—钢丝绳破断拉力总和

m—钢丝绳最低安全系数,取m=6

Fmax—最大张力点张力

m=FK/Fmax＞6，因此选择钢丝绳22NAT6×31SW+FC-1670,其钢丝破断拉力总和为323KN,符合要求。

2.2.9运行速度的确定

根据巷道实际情况为最大坡度4°,总长1683米，所以最终确定速度为1.12米/秒最佳。

2.2.10机头驱动轮直径的确定

根据我国《地下矿用架空索道安全要求》（国家标准）中对架空乘人装置有如下规定：

第4.6.2条：

驱动轮直径不应小于钢丝绳直径的60倍,尾轮装置的迂迥轮直径不应小于钢丝绳直径的60倍

根据驱动轮直径与钢丝绳直径60倍的关系，现所选钢丝绳直径为Ф22，所以驱动轮直径应大于或等于Ф1320mm，根据巷道宽度和长度及运行速度等综合考虑，本方案设计为Ф1400mm。

符合煤安规定。

2.2.11、托、压轮的选用方案

托绳部分主要由托轮吊架，托绳轮，压绳轮等部件组成。

托绳轮通过横梁和托轮架架空安装在线路上，用于托起或压住主牵引钢丝绳，以适应运载路线上的角度变化和吊椅净空尺寸。

2.2.12、变坡点托轮的选用

变坡点根据受力大小的不同采用托压轮、双托轮和双压轮，托压轮装在边坡点的两端，双托轮或双压轮装在边坡点的当中，双托轮或双压轮可以根据变坡的大小自动调节,使得各双托轮和双压轮受力均匀，且能减少对托轮的冲击，能减缓托、压轮衬垫的磨损，提高托、压轮的使用寿命和乘坐的舒适性。

2.2.13、单托轮的选用

直线段采用单托轮，并且每隔5个单托轮装一组托压轮（即六托一压）。

单托轮轮体采用精密铸造，托轮轮衬采用耐磨，防静电，阻燃材料制造而成，更换方便（当轮衬磨损由原深度8mm变成14mm时，应及时更换轮衬。

托轮重量轻，单人即可从梁上把托轮拆下，维修简单方便。

2.2.14、乘人器的设计方案

乘人器的座椅按人的正常座姿进行优化设计，使其符合人机工程学，由于座垫为胶垫，故乘坐舒适，上下车安全。

抱索器的外形设计满足绳轮衬垫要求，使之与轮衬吻合较为充分，并在过轮时无太大振动。

根据AQ1038-2007中6.7.2抱索器的抗滑力不应小于重车在最大坡度时下滑力的2倍，7.6.1抱索器抱紧钢丝绳运行到最大坡度时，不断向吊椅上施加载荷，当载荷达到2倍的吊椅重车总重力（吊椅重车总重力按1100N计算）时，抱索器无下滑现象

2.2.15、机尾部分

机尾部分包括机尾轮和张紧小绞车和导轨等。

机尾迂回轮固定在机尾架上，机尾架有两个轮子，在机尾导轨内滑动。

根据巷道的最终长度为1683米,最终机尾部分拉紧行程设计为17米。

采用重锤张紧，因设有双联动滑轮机构，张紧钢丝绳受力仅为主牵引钢丝绳张力的1／3;同时还设有手动绞车收绳卷筒机构，操作方便，安装简单。

尾轮是对无极主牵引钢丝绳在张紧部分企导向作用，钢丝绳在运行过程中张力变化时，同滚轮一起在导轨上作相同的前后运动，从而达到自动调节主牵引钢丝绳在运行过程中的恒张力，经保证主牵引钢丝绳的张力和挠度及驱动轮的摩擦力要求。

三、主要部件介绍

本方案选用驱动装置架空安装，该驱动装置主要包括防爆主电机、防爆电力液压制动器（工作制动器）、轮边制动器（安全制动器）、联轴器、减速机、主驱动轮，及机架等组成；主要特点为：

机头选用单轮驱动，架空安装，机头下方空间大，运行平稳，安全。

减速机输出扭矩大、安全可靠。

减速机运转平稳，噪音低，体积小，重量轻；驱动轮衬块为德国技术生产的K25硬橡胶轮衬，该轮衬摩擦系数大、耐磨性好。

变坡点使用双托轮，托压轮等,使用多托绳轮组（Φ200，Φ180两种规格），本方案采用Φ200托绳轮组，其受力均匀，能自动调节定位，适用于不同的变坡情况。

轮衬为聚安脂材料，耐磨弹性好，寿命是橡胶材质的2倍。

变坡点还设有防掉绳保护装置（电气保护开关及机械保护捕绳器），一旦钢丝绳发生掉道，捕绳器捕绳后猴车自动停车，保证运行安全。

张紧收绳装置：

由于巷道长，电机功率较大，当乘人装置在某个瞬间出现拉力过大的情况时，为防止张紧绞车反转，我公司研发设计了绞车定位保护装置，能有效防止此类现象的发生。

防掉绳保护：

当上变坡点处的牵引钢丝绳脱离托轮往外掉下时，捕绳器捕住钢丝绳，阻止钢丝绳继续往下掉，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。

BYWZ3B电力液压块式制动器：

BYWZ3B电力液压块式制动器，是以YT1系列推动器作为驱动装置，具有制动平稳、安全可靠、维修方便、耗电少、无噪音、寿命长等优点，制动力矩可调，摩擦衬垫更换方便迅速，每小时动作次数达720次，符合JB/T6406-1992和JB/T7012-1993标准。

液压安全制动器：

制动力矩大。

常闭式设计，安全可靠；碟簧施力制动，液压站集中驱动释放。

设置有限位开关，可进行连锁保护。

高性能无石棉摩擦衬垫，摩擦系数高且稳定，对水和盐雾（海水）不敏感。

全部紧固件和销轴为不锈钢制造，防腐性好。

吊椅防过摆装置：

机械保护，该装置能有效防止吊椅因左右摆动较大时，托绳轮卡住吊椅而将人向上翻转造成人身伤害事故。

4、架空乘人装置电控系统

PLC可编程电控箱

触摸屏操作台

下车语音提示箱

4.1系统的安全保护和运行状况，均由PLC可编程序控制器自动控制。

主控制系统为保障设备的安全运行，架空乘人装置配置了矿用隔爆兼本安PLC控制箱，及矿用隔爆兼本安提升信号操作台，其操作台面板配置荧屏显示有关乘人装置安全运行的各项数据，并提供了各项必要的电控安全保护系统，对乘人装置的安全运行状况进行自动控制。

4.1.1电控电缆配置齐全

4.1.2运行信息显示内容：

显示日期、时间、速度、紧急停车区域、各安全保护项目。

4.2自动控制系统的安全保护控制

（1）机头、机尾越位保护——由跑偏传感器和吊架组成。

当矿工乘坐吊椅上井或下井进入机头或机尾的禁止越位点时，由越位保护装置给控制系统一个越位的信号，控制系统停机并发出故障报警声，同时显示窗口相应的“机头越位”或“机尾越位”。

（2）过速飞车保护——由转速传感器和支架组成。

当系统运行中速度传感器测到的运行速度超过设定速度的20%时，控制系统接受信号，自动将控制系统停止运行，并发出故障报警声，同时显示窗口显示相应的“过速保护”。

（3）欠速打滑保护——由转速传感器和支架组成。

当系统运行中速度传感器检测到的运行速度低于设定速度的30%时，控制系统接受信号，自动将控制系统停止运行，并发出故障报警声，同时显示窗口显示相应的“欠速保护”。

（4）重锤下限位保护——由跑偏传感器和吊架组成。

当重锤因牵引钢丝绳的伸长而下降，当下降到离地面200mm时，此限位保护装置将给控制系统一个限位信号，控制系统将会自动停止运行，并发出故障报警。

同时显示窗口将显示相应的“重锤下限位”。

（5）变坡点掉绳保护——由跑偏传感器和吊架组成。

由于牵引索的张紧力不够或托压绳轮的安装的中心偏移，以及托压绳轮的轮衬磨损未及时调整时，都会导致牵引索从托绳轮上往下掉落，此时，安装在变坡点的捕绳器会自动捕绳，掉绳保护开关给控制系统一个信号，乘人装置同时自动停机。

（6）全程急停保护——由拉绳闭锁开关，钢丝绳，吊架组成。

紧急停车开关安装间距50米，与直径￠2mm的钢丝绳相连，当巷道内有紧急情况时，在沿线的任意一个地方只在拉动该钢丝绳，相应的急停拉线开关将给系统一个急停信号，控制系统将自动停止运行，并发出故障报报警，同时显示窗将显示“急停故障”。

（7）轮边制动器保护——当电动机，联轴器，工作制动器等装置发生故障，减速器在严重失效的情况下，主牵引钢丝绳将会超速或欠速。

此时，主控系统会发出指令（超速或欠速），并且立刻断电，安全保护制动器（即轮边制动器）立即断电，制动闸瓦抱紧主驱动轮的边缘，实现紧急制动，使主牵引钢丝绳停止运行。

保障设备安全及乘坐人员的人身安全。

（8）防掉绳装置----当上变坡点处的牵引钢丝绳脱离托轮往外掉下时，捕绳器捕住钢丝绳，阻止钢丝绳继续往下掉，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。

（9）减速机油温、油位保护----减速机油温过高容易使润滑油过早被氧化，粘度降低，导致油膜不易形成，最终润滑油失效导致齿轮胶合、磨损，另油温过高会降低油封寿命，以及轴承的寿命等，设立减速机油温保护，当减速机因某种原因而引起油温温度超过允许值时，系统停止运行。

（10）系统防静电保护-----将猴车与大地相接，将系统产生的静电导入大地，从而防止静电对系统的危害。

（11）吊椅防过摆保护----在变坡点位置和沿线托轮上安装导向装置，防止乘人在乘坐时由于吊椅摆动过大而发生危险事故。

4.3、语音提示系统

当乘坐人员将要到达下车点时，语音提示系统会发出“前方到站，准备下车”的提示音，提醒乘坐人员准备下车。

4.4、无人值守功能

具有全自动开、停功能，即可无人值守，但该设备为运人设备，乙方强调配备专职值守人员操作运行。

4.5、多功能声光通讯系统

KXY127-5矿用隔爆兼本安型声光通讯信号器的工作电源为127V，最大功耗＜10W，信号的表达方式为扬声器发声，LED发光二极管发光显示，话筒受话。

主要功能包括：

1.打点：

按下本台的本安信号打点按钮，可向本台和连机的各台发出打点信号。

2.通话：

按下本台的本安信号通话按钮，可以通过话筒讲话，然后连机各台可以接收任一台发出的信号，通过扬声器发出＞85db的声响信号和通过LED发光二极管发出的在30米内可见的光信号。

3.MP3背景音乐播放：

与KXY127-4矿用隔爆兼本安型MP3音乐分机配套使用，适用于煤矿矿井上下候车室、架空人车、人行巷道、皮带运输巷道，循环播放安全警示语、安全规程、领导讲话、歌曲音乐、报警语音等。

用户可根据需要录制内容存放到SD卡内通过本机播放，具有更换内容方便、语音优美动听、安装使用方便等特点。