架空乘人装置专项设计一采区运输下山.docx
《架空乘人装置专项设计一采区运输下山.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《架空乘人装置专项设计一采区运输下山.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
架空乘人装置专项设计一采区运输下山
贵州广盛源集团矿业有限公司
荔波县佳荣镇恒姑煤矿
一采区运输下山架空乘人装置专项设计
贵州贵煤矿山技术咨询有限公司
二〇二〇年四月
贵州广盛源集团矿业有限公司
荔波县佳荣镇恒姑煤矿
一采区运输下山架空乘人装置专项设计
总经理:
总工程师:
项目负责人:
第一章矿井概况
恒姑煤矿（兼并重组）生产规模为45万t/a，服务年限为15年。
矿井采用斜井开拓方式，全矿井共划分为四个采区开采，设计+300m水平以上划分为一采区，69勘探线以北、+300m到±0m水平划分为二采区，69勘探线以北、±0m水平以下到-200m标高划分为三采区，69勘探线以南、+300m水平以下到-200m标高划分为四采区。
改造利用主斜井担负矿井煤炭主运输、人员运输并兼作进风井，改造利用副斜井担负矿井主要辅助提升任务并兼作进风井，改造利用回风斜井为专用回风井。
矿井采用走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板；矿井投产时，共配备1个高档普采工作面，4个掘进工作面，采掘比为1：
4；井下煤炭运输采用胶带输送机，辅助运输为提升绞车，人员运输采用架空乘人装置，矿井采用中央并列式通风方式，抽出式通风方法，井下水机械排水，在风井场地建有高低负压两套瓦斯抽采系统。
一、人员运输线路
地面→主斜井（架空乘人装置）→一采区运输下山（架空乘人装置）→各工作面
二、一采区运输下山概况
一采区运输下山倾角25°，斜长1032m，井筒净断面14.3m2，基岩段采用锚喷支护。
井筒内铺设胶带输送机及架空乘人装置，敷设部分动力电缆和通讯信号电缆等部分管线，担负矿井煤炭、人员的运输任务，设置行人台阶和扶手，同时兼进风及矿井的安全出口。
第二章编制依据
1、《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2015）
2、《煤矿安全规程》（2016版）
3、《煤矿井下辅助运输设计规范》（GB50533-2009）
4、《煤矿用架空乘人装置安全检验规范》（AQ1038-2007）
5、《煤矿用架空乘人装置》（MT/T1117-2011）
6、《煤矿固定抱索器架空乘人装置技术条件》（MT/T873-2000）
7、《地下矿用架空索道设计规范》（GB/T25652-2010）
8、国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于印发《煤矿安全规程执行说明（2016）》的通知（安监总煤装〔2016〕95号）
第三章架空乘人装置
一、一采区运输下山架空乘人装置
一）、设备选型
一采区运输下山已安装一台RJY45-28/1400W（A）型煤矿固定抱索器架空乘人装置。
架空乘人装置驱动轮直径和尾轮直径选用1.2m；绳速V=0.96m/s，钢丝绳直径d=20mm，架空乘人装置配备YBK3-280S-6型隔爆电动机（45kW、660V）。
二）、校核依据
（1）井口标高：
+736m，井底标高：
+300m，井筒垂高：
H=436m；井筒倾角25°，斜长1032m，上、下站长度分别为15m、20m，总运输距离1067m。
（2）最大班下井人数：
92人。
三）、主要参数的确定
（1）电动机：
YBK3-280S-6、N=45kW、n=980rpm。
（2）驱动轮：
直径=1200mm
（3）减速机：
B3V08HC-63, i=63
钢丝绳运行速度：
k――钢丝绳运行时蠕动系数，取K=0.98。
根据《煤矿安全规程》，矿井一采区运输下山的井筒倾角为25°，钢丝绳运行速度要求≤1.2m/s，该矿的架空乘人装置的钢丝绳运行速度为0.96m/s，满足要求。
（4）按运送最大班下井人员数量计算吊椅间距：
l=14.34m
式中：
T—人车每班运行时间，取45min；
k---乘车延误系数，取1.15；
n---每班最大乘车人数，92人；
l---吊椅间距；
L---钢丝绳一侧运行长度（包括乘车场），1067m。
根据上式计算及结合现场实际安装情况，确定吊椅间距为25m。
（5）运输效率校核：
（6）钢丝绳校核：
钢丝绳单位重量：
=1.23（kg/m）
式中；Pk-钢丝绳单位长度质量，kg/m;G-乘车人重量,95kg;
Smin-钢丝绳最小张力,kN,一般不小于10kN;G0-座椅自重,15kg;
f1-人员阻力系数,取f1=0.015;f2-钢丝绳阻力系数,取f2=0.25;δB-钢丝绳抗拉强度,N/mm;m-钢丝绳安全系数,m=6;
γ0-钢丝绳密度，kg/m3,取γ0=9550kg/m3L-运输距离,1067m;
α-井筒倾角，n-乘人间距25m,全满员为42人。
一采区运输下山架空乘人装置选用20NAT6×19S+FC1770ZZ234147GB/T8918-2006-重要用途钢丝绳,（q0=1.47Kg/m,抗拉强度1770Mpa,钢丝破断力总和234×1.214=284.076（KN）
（7）托轮间距：
λ2=8m
（8）驱动轮绳槽与牵引钢丝绳间的摩擦系数μ=0.25（9）牵引绳在驱动轮上的围包角α=180°
四）、牵引钢丝绳张力的计算
最小点张力的计算
Smin=C×q0×g=1000×1.47×9.81=14406（N）
式中:
Smin――最小张力点的张力，N；
C――钢绳的挠度系数，取C=1000；
各点张力的计算（见图1-1-1）
图1-1-1
（1）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=（Pk+P）×（fcosα+sinα）Ｌg=（1.47+4.4）×（0.02×cos25°+sin25°）
×1067×9.8=27052N
Ｗ2-3=（Pk+15/25）×（fcosα-sinα）Ｌg=（1.47+0.6）×（0.02×cos25°-sin25°）×1067×9.8=-8755N
各点张力：
S3=Smin=14406N
S4=1.01S3=14550N
S1=S4+W4-1=14550+27052=41602N
S2=S3-W2-3=14406+8755=23261N
式中：
P――钢丝绳单位长度荷重，动力运行时，P=（15+95）/25=4.4（kg/m）;制动运行时，P=15/25=0.6（kg/m）
f――牵引钢丝绳运行阻力系数，动力运行时，取f=0.02
制动运行时，取f=0.012
（2）当下放侧满员而上升侧无人时时：
（制动运行状态）
线路运行阻力：
Ｗ4-1=（Pk+15/25）×（fcosα+sinα）Lg=（1.47+0.6）×（0.012×cos25°+sin25°）×1067×9.8=9383N
Ｗ2-3=（Pk+P）×（fcosα-sinα）Lg=（1.47+6.11）×（0.012×cos25°-sin25°）×1067×9.8=-25105N
各点张力：
S4=Smin=14406N
S3=1.01S3=14550N
S1=S4+W4-1=14550+9383=23933N
S2=S3-W2-3=14550+25105=39510N
五）、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=1.80<еμα（2.19）
当下放侧满员而上升侧无人时，处于制动运行状态,且S2-S1>0
S2/S1=1.65<еμα（2.19）
符合要求。
式中
μ――钢丝绳与驱动轮衬垫摩擦系数，取μ=0.25
α――钢丝绳在驱动轮上的围包角。
六）、电动机功率的计算
动力运行时：
=26.48kW
式中：
Kb――电动机功率备用系数，一般取Kb=1.2
η――传动功率，η＝0.8。
制动运行时:
=22.37kW
考虑在特殊情况下，需要增加乘座人员密度，一采区运输下山已安装的电动机功率为45kW，型号为：
YBK3-280S-6、N=45kW、n=980rpm，满足要求。
七）、牵引钢丝绳安全系数校核
式中
m——钢丝绳的最低安全系数；
SＫ——钢丝绳破断拉力总和，d=20的钢丝绳公称抗拉强度1770MPa时,取284.067kN；
Smax——最大张力点张力，N。
m=6.83>6
满足《煤矿安全规程》（2016版）第四百零八条的规定。
因此，主斜井选用钢丝绳20NAT6×19S+FC1770ZZ234147GB/T8918-2006-重要用途钢丝绳，其破断拉力总和：
284.067kN、公称抗拉强度1770Mpa,符合要求。
八）、重锤拉力计算
Si=S3＋S4＝28956（N）=2952kg
采用双滑轮四绳牵引重锤：
拉紧重锤重量为1000kg，每块重锤重50Kg，共20块。
九）、拉紧行程确定
Li=0.005L×2=0.005×1067×2=10.67（m）
考虑富裕系数，确定Li=12m
十）、抱索器、吊椅的选型
1）抱索器选用G-2型固定抱索器，该抱索器采用碟形弹簧产生预紧力能更加安全可靠的夹紧钢丝绳，最大使用坡度能达到28度，在大坡度的条件下大大提高了架空乘人装置的安全性。
2）吊椅的选型
采用固定式吊椅。
十一）、减速机校核
根据驱动轮直径为1200mm计算，要求减速机的输出扭矩为:
（S1-S2）×D/2=11065N.m
已安装减速机为B3V08HC-63,额定输出扭矩为,20000N.m，满足要求
十二）、制动器选型：
根据电机功率计算制动器扭矩为：
TC=K×T=K×9550×（Pw/n）=2×9550×（45/980）=877N.m
式中:
T—理论扭矩,N.mTC—计算扭矩,N.m
Pw—驱动功率,kwn—工作转速，r/min
K—工作情况系数,取K=2
选用制动器为BYLB25-301,制动力为2500N.m,符合设计要求。
十三）、驱动、换向、托绳轮直径校核
（1）驱动轮及换向轮直径：
D≥60d＝60×20＝1200mm取D＝1200mm
（2）托绳轮直径：
D≥15d＝15×20＝300mm取D=300mm
十四）、校核结果
架空乘人装置型号：
RJY45-28/1400W（A）型，安装倾角25°，安装长度1067m，主导轮及尾轮直径1.2m，运行速度0.73m/s。
驱动轮直径D=1.2m；减速器型号：
B3V08HC-63、减速比为63；运输能力:
95人/h。
配套电机型号：
YBK3-280S-6、N=45kW（660V）。
钢丝绳为20NAT6×19S+FC1770ZZ234147GB/T8918-2006，直径Dk=20mm；钢丝绳单重1.47kg/m,公称抗拉强度1770Mpa。
经计算、校验一采区运输下山已安装的架空乘人装置能满足生产能力的要求。
二、架空乘人装置安全设施
1、架空乘人装置吊椅中心至巷道一侧突出部分的距离为0.83m，大于规范不小于0.7m要求；双向同时运送人员时钢丝绳间距为1.1m，大于规范不小于1m的要求，乘人吊椅距底板的高度为0.3m，大于规范0.2m的要求，上下站高度0.3m，满足规范不大于0.5m的要求，乘坐间距为25m，大于规范规定的乘坐间距不应小于牵引钢丝绳5S的运行距离，且不得小于6m要求，架空乘人装置运行速度为0.96m/s,小于规范1.2m/s的要求，各乘人站设上下平台，乘人平台钢丝绳距离巷道壁1.03m，大于规范不小于1m的要求。
2、架空乘人装置配置PLC可编程序自动化控制系统，操作台配有液晶触摸屏，能中文和模拟图形动画显示。
此系统由驱动电机的控制开关、制动油泵控制开关以及矿用隔爆兼本质安全型电气控制箱、矿用本质安全型电气操作台、外围传感器和信号开关等部分组成。
该系统具有有九种人身安全保护：
机头、机尾越位保护；欠速打滑保护；过速飞车保护；重锤下限位保护；全巷道突发事件紧急停车保护；钢丝绳断绳（绳径变小到极限和断绳）保护；防掉绳保护；上变坡点掉绳捕绳保护；吊椅防过摆保护。
有四种设备安全保护：
电机电流、电压保护；电机温度保护；减速机温度保护；制动器失效保护。
安全保护装置发生保护动作后，需经人工复位，方可重新启动。
三、架空乘人装置防止事故措施
1、RJY型煤矿固定抱索器架空乘人装置乘座时乘人离地近（0.35m），钢丝绳运行速度低，确保矿工乘座安全。
有九种人身安全保护：
机头、机尾越位保护；欠速打滑保护；过速飞车保护；重锤下限位保护；全巷道突发事件紧急停车保护；钢丝绳断绳（绳径变小到极限和断绳）保护；防掉绳保护；上变坡点掉绳捕绳保护；吊椅防过摆保护。
有四种设备安全保护：
电机电流、电压保护；电机温度保护；减速机温度保护；制动器失效保护。
以上任一安全保护项目发生时，PLC装置自动检测信号，乘人装置立即停车，同时发出声光报警，显示屏上显示安全保护项目；只有消除故障后，系统才会解除闭锁和重新启动运行。
2、架空乘人装置钢丝绳安全系数为6.83大于6，符合《煤矿安全规程》的规定，架空乘人装置钢丝绳安全系数小于6时必须更换。
3、架空乘人装置装设乘人在运行中可触动的紧急停车信号发送装置，架空人车驱动装置设置BYLB25-301型电力液压块式制动器。
4、带式输送机机头至机尾、驱动滚筒和改向滚筒处，必须设防护栏及警示牌。
行人跨越带式输送机处，应当设过桥。
防护栏固定必须整齐牢固，防护栏下平面距底板不超过30cm，左右不超过±2cm，上下高差不超过±2cm，防护栏固定必须通过螺丝或卡子固定，严禁焊死，防护栏安装总体直线度符合标准要求。
5、吊杆和牵引钢丝绳之间的连接不得自动脱扣。
6、乘人斜巷及上下人的前后要有足够的照明和提示警语牌及安全平台，并在上下人的地点装设乘人越过警钟线的限位停车保护装置。
7、在运行中人员要做稳，不得引起吊杆摆动，不得手扶牵引钢丝绳，不得触及邻近的任何物体。
8、架空乘人装置安全保护装置发生保护动作后，需经人工复位，方可重新启动。
9、严禁同时运送携带爆炸物品的人员。
10、每日必须对整个装置检查一次，发现问题，及时处理。
11、必须设置失效安全型工作制动装置和安全制动装置，安全制动装置必须设置在驱动轮上。
12、架空乘人装置钢丝绳必须至少每周检查１次。
对易损坏和断丝或锈蚀较多的一段应停车详细检查。
断丝的突出部分应在检查时剪下。
检查结果应记入钢丝绳检查记录簿。
架空乘人装置各种股捻钢丝绳在1个捻距内断丝断面积与钢丝总断面积之比超过规定的25%时必须更换。
13、架空乘人装置牵引钢丝绳插接长度不得小于钢丝绳直径的1000倍。
14、沿线应当设置延时启动声光预警信号。
15、架空乘人装置运行在主斜井时，乘车人员只能在指定地点上、下车，中途不得随意上、下车，上、下乘车人员中途相遇时，不得嬉闹、握手等，以免发生危险。
16、非专职维护人员严禁随意触碰架空乘人装置、通讯装置和保护装置。
17、矿方购买的架空乘人装置具有“MA”标志、产品合格证书、设备安装后经调试合格；厂家具有煤矿产品安全资格证书、营业执照等。
架空乘人装置根据厂家的要求和措施进行安装和维护。
四、设备供电与照明
1、供电
架空乘人装置按三级负荷设计，在架空乘人装置附近设低压配电点，采用+579m变电所低压侧一回660V电源供电，电源电缆采用MY-3×35+1×16mm2型煤矿用移动屏蔽橡套软电缆。
2、照明
在架空乘人装置运行的巷道中设固定照明，灯距为30m，照明灯选用矿用隔爆型LED等，选用ZJZ-4.0M/660V照明综合保护装置，该装置具有短路、过载、过流及漏电保护。
照明电缆选用MYQ-0.3/0.54×2.5矿用橡套软电缆。
五、通讯及信号装置
在架空乘人装置上下人员地点设直通矿调度室的有线调度电话，电话型号为HAK-1。
架空乘人装置信号（语音）由KXJ1-127信号装置和KXB-127型语音装置组成。
在下车地点设有标志及语音装置。
六、架空乘人装置配置单
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
驱动机架
套
1
2
电机
YBK3-280S-6/45KW
台
1
3
减速机
B3V08HC-63/i=63
台
1
4
制动器
BYLB25-301
台
1
5
单托轮
Φ300
个
324
6
可调式托轮吊架
个
220
7
托轮梁
11#矿用工字钢
根
45
8
双托轮组
Φ300
个
20
9
驱动轮
Φ1200
个
1
10
固定吊椅
H=1.6m
张
84
11
固定挂抱索器
G2
套
84
12
尾轮装置
套
1
13
尾轮导轨
12米
套
1
14
导轨架梁
11#矿用工字钢
根
4
15
张紧钢丝绳
6*19-φ12
米
50
16
张紧小绞车
个
1
组合件
17
小绞车架梁
工字钢22b两根并焊接
个
1
18
重锤吊梁
工字钢22b
根
1
19
尾部滑轮
个
2
20
配重块
块
20
21
配重块吊梁
个
1
22
托压轮吊架
套
52
23
双托双压抗压绳轮组
套
4
电控部分
1
PLC防爆控制箱
KXJ1-127
套
1
PLC中文显示
2
本安型电气操作台
TH12
3
紧急停车保护
KHJ0.5/12
套
25
急停保护
4
速度保护
GSH1500
套
1
超速、欠速保护
5
越位保护
GEJ35
套
4
上下车越位
6
重锤保护
GUJ25
套
1
重锤下限
7
脱绳保护
GUJ25
套
4
掉绳保护
8
张紧限位保护
个
1
9
油温检测
GDW150
套
1
减速机油温
10
轮边制动器保护
套
1
11
乘人间距保护
套
2
12
语音提示箱
KXB-127
套
2
上、下车提醒
13
语音传感器
套
2
14
电缆分线盒
套
10
15
磁力启动器
QJZ-60
套
2
16
磁力启动器
QJZ-80
套
1
17
信号电缆
MKVVRP-4*1.0mm2
米
1200
18
控制电缆
MKVV-12*1.0mm2
米
1200
19
钢丝绳
6X19FC-φ20-1670
米
2400
20
张紧钢丝绳
φ12
米
50
20
急停钢丝绳
φ3
米
600
七、一采区运输下山架空乘人装置总平面布置图
详见附图
评审意见表
单项（位）工程名称
荔波县佳荣镇恒姑煤矿（兼并重组）一采区运输下山架空乘人装置专项设计评审意见
评审人员
姓名
职务
姓名
职务
评审负责人（矿总工）
评审意见：
（此页不够可附页）
升级会员 