采矿工程设计手册下册第七篇第四章第三节单轨吊.docx

1、采矿工程设计手册下册第七篇第四章第三节单轨吊第三节 单轨吊一、概述1分类根据动力不同单轨吊可分为防爆柴油机单轨吊、防爆蓄电池单轨吊、绳牵引单轨吊和风动单轨吊四种。单轨吊一般由主机、控制室、吊运车辆(梁)、制动车及轨道系统等组成。2单轨吊优缺点(1)能更有效地利用巷道断面，受底板因素影响小。(2)具有一定爬坡能力，能适应巷道起伏，弯道半径小，机动灵活。(3)柴油机或蓄电池牵引的单轨吊可进人多条分支岔道，可实现一条龙不转载运输。(4)与同功能地轨式运输设备比，初期投资少运行维护费用低。(5)需要有可靠的悬吊单轨的吊挂承力装置，对顶板岩石强度或支护的要求较高。(6)绳牵引式不能进入分支岔道，需要大量

2、绳轮，运距一般不宜超过1500m。(7)单轨吊与齿轨车及无轨胶轮车比较，运行速度较慢，长距离运输耗用时间长。(8)柴油机单轨吊机车排气有少量污染和异味。3单轨吊的适应性(1)适应巷道底鼓较严重或底板条件差的矿井。(2)适应机械化水平较高、生产效率高、下井人员少的矿井。(3)对开采稳定性好、厚度大的近水平或缓斜煤层，开拓大巷沿煤层布置，岩巷工程量小的矿井，宜采用单轨吊运输。(4)采区巷道倾角一般小于8，局部不大于12，适宜柴油机单轨吊，巷道倾角大于12，宜选用绳牵引单轨吊。(5)采区上下山辅助运输选用卡轨车或普通绞车提升时，顺槽也可选用单轨吊，但需增设换装站。(6)掘进工作面的材料及胶带机的检修

3、材料也可由单轨吊运输。二、防爆柴油机单轨吊1结构特点机车以防爆低污染柴油机为动力，通过主泵制动泵泵站、控制泵泵站，液控单元控制并驱动高速变量马达，经行星减速机构使驱动轮沿轨道辐板旋转实现行走，主要由主司机室、副司机室、主机、驱动部四部分组成。有制动安全制动装置。2列车组成列车编组为机车和承载车辆(吊运梁)两部分。机车的主、副司机室分挂在列车的首尾。图745、图746、图747分别为单轨吊运送材料、人员及重型设备（液压支架）的编组图。三、单轨吊轨道系统（一）单 轨单轨吊单轨主要有直轨、曲轨、连接轨和过渡轨四种，单轨规格及安装应满足下列要求：（1）使用专用单轨型材，每节直轨长度不大于3m，用14号

4、普通工字钢加工的单轨，每节直轨长度不大于2m。（2）弯轨水平曲率半径不得小于4m，每节弧长不得大于2m，弧长超过1.6m时，应在其重点设一吊耳，垂直弯轨曲率半径不得小于10m，每节弧长不得大于3m，弧长超过1.6m的凸轨，应在其中点增设一吊耳。（3）同一线路必须使用同型号单轨，道岔单轨要与线路单轨型号一致，单轨接头间隙不得大于3mm，高低和左右允许误差分别为2mm和1mm，接头摆角垂直不得大于7，水平不得大于3。（二）单轨悬吊装置要求（1）要求吊挂单轨的各吊挂点间距偏差不得大于15mm，10组吊挂点间距的累计偏差不得大于30mm。（2）吊挂紧固件应使用GB5780M2480螺栓和GB170M2

5、4螺母或10.9级高强度M2080螺栓和M20螺母。使用前应做不小于150kN集中载荷的抽样试验。（3）吊环可使用16Mn钢或机械性能相当的材料，使用前应做不小于150kN集中载荷的抽样试验。（4）吊环链可选用符合GBT127189l标准的864规格的高强度圆环链，使用前应做不小于150kN集中载荷的抽样试验。（5）当采用锚杆悬吊时，每个单轨吊挂点需有双锚杆吊挂，要求单根锚杆锚固力不得小于90kN，安装单轨前要对每根锚杆进行预定54kN锚固力的集中载荷试验。锚杆的托板必须紧贴巷壁，应用机械或力矩扳手拧紧，锚杆露出长度不得小于100mm，悬挂单轨的两条圆环链夹角应在3060之间。（6）采用矿工钢

6、梯形棚支护时，可用顶梁或在顶梁间加小短梁等方式悬挂单轨，支架间应设纵向拉杆，其悬挂点做90kN预订集中载荷试验时，顶梁不得产生塑性变形，顶梁与小短梁的连接不得产生松脱或破坏变形，整组支架应能可靠支承围岩压力。（7）采用U型可缩性金属支架支护时，可用支架顶梁悬挂单轨，支架间应设纵向拉杆，在悬挂点做90kN的预定集中载荷试验，试验过程中支架不得失去可缩性和产生塑性变形，应能可靠支承围岩压力。（8）采用料石或混凝土墙金属横梁支护时，可用横梁悬挂单轨，要求梁每端的搭接长度不小于50mm，两端高差不大于20mm，梁墙连接处应固定密实，对悬挂点做90kN预定集中载荷试验时钢梁及墙不得产生塑性变形。(三)悬

7、吊装置的布置方式采用型钢支护的巷道，悬吊装置与顶梁一般均有固定的卡具连接。卡具的型式多样一般由设备生产厂家供货。矿工钢梯形棚支护巷道，悬吊装置有两种布置方式，一种是卡具直接固定在顶梁上，如图7411，另一种是卡具固定在顶梁间的小短梁上，布置方式如图7412。矿工钢梯形支架顶梁受力时，在不发生塑性变形破坏的条件下，将发生弯曲变形，如图7413，所以不仅要求顶梁有足够的强度，还要求其有足够的刚度，故应计算顶梁的最大挠度，悬挂点位于顶梁中间是挠度最大，计算方法如式（741）（741）式中 最大挠度，mm； 悬挂点最大集中载荷，kN； 顶梁静长度，mm；弹性模量，kN/mm（钢材一般为171216kN

8、/mm）；中性轴x的断面惯性矩，mm目前，对梯形金属支架顶梁的许用挠度y，尚无明确规定，但在确定单轨吊悬挂高度时应考虑值。在选择F值时，除了列车的重量外，还应考虑巷道顶板压力。U型可缩性金属支架支护巷道，当单轨中心线偏离巷中较小时，可采用单链悬挂，当单轨中心线偏离巷中较大时，应采用双链悬挂，布置方式如图7414。采用锚杆悬挂单轨，锚杆型式如图7415。单轨曲线段，除了悬挂链外，每一悬挂点还应沿径向增设一对拉紧链，以限制轨道的横向摆动，布置方式如图7416。单轨直道段，为减小机车制动时的纵向摆动，需沿纵向增设加强链，如图7417，加强链每隔30m设一组。(四)单轨吊道岔单轨吊道岔分对称道岔和单开

9、道岔两种，如图7一418、图7419及图7420。单轨吊道岔一般布置在不大于5的单轨线路段。道岔活动轨的摆角不得大于11。道岔框架4个悬挂点的受力要均衡，对每个悬挂点要做不小于90kN的预定集中载荷试验。四、单轨吊运输能力计算1列车牵引能力理论计算列车在牵引状态时，机车的牵引力F(单位N)与列车的静阻力和惯性力是平衡的，即：（742）式中基本阻力，N；坡道阻力，N；惯性力，N。（743）式中列车质量，kg；货载质量，kg；重力加速度，m/s；列车运行阻力系数（水平直道0.03，水平弯道0.055）。（744）上坡时取“”号，下坡时取“”号；式中单轨坡度，为巷道倾角。（745）式中惯性系数；列车

10、运行加速度，m/s。（746）式中每个承载轮对其轴的转动惯量，kgm；承载轮半径，m；承载物体（包括吊运梁）质量，kg。（747）若要核对上坡重载条件下的牵引力，则式（747）；转化为：（748）若机车牵引力一定，最大上坡条件下的最大载荷为：（749）公式（747）、公式（748）、公式（749）中符号意义同上。2漳村矿井柴油机单轨吊的计算方法柴油机单轨吊的设计计算包括：柴油机车台数的计算，机车的牵引力计算和制动力的计算。根据矿井材料设备的需用量和掘进的矸石量，计算单轨吊机车台数，并校核机车牵引力和防滑条件。(1)运送材料、设备、矸石的机车台数机车往返一次运行时间：（7410）式中 机车往返一

11、次运行时间，min；加权平均运距，m； 机车运行速度，m/s；速度影响系数，取0.8。机车往返一次全部时间：（7411）式中 机车往返一次全部时间，min；装载与调车辅助时问，min。符号意义同上式每台机车一班可往返次数：（7412）式中 每台机车班可往返次数，次；机车每班净工作时间，h。每班需用列车数：（7413）式中 每班需用列车数，列；A最大班运量，取日总运量之半，t；Z每列车集装箱或承载车(梁)数；G每一集装箱或承载车(梁)净载质量，t；运输不均衡系数，取1.2。机车工作台数N：（7414）式中 N机车工作台数，台；n每台机车一班可往返次数。(2)运送人员的机车台数从井口候车室至工作面

12、的运行时间：（7415）式中 从乘车点至下车点运行时间，min；L、意义同前。从井口候车室至工作面需用全部时间：（7416）式中 包括上下人时间的全部运行时间，mln；人车上下人时间，min。每班运人需用机车台数：（7417）式中 每班运人需用机车台数，台；最大班下井人数；列车乘车人数。(3)机车牵引计算运送人员需用牵引力：（7418）式中 运送人员所需牵引力，kN；机车质量，t；人车质量，t；单人质量，t；每列车牵引人车数，辆；每列车乘人数，人；机车运行阻力系数，取0.03；线路最大坡度，()；g重力加速度，m/s。运送矸石时，若采用吊运梁吊挂集装箱运输则需用牵引力：（7419）式中 运送矸

13、石所需牵引力，kN；、g符号意义同上；矸石集装箱质量，t；吊运梁质量，t；矸石集装箱装载质量，t；每列车牵引矸石集装箱数，辆；每列车悬挂吊运梁数，组。运送液压支架需用牵引力：（7420）式中 运送液压支架所需牵引力，kN；、g符号意义同上；液压支架质量，t。运送其他材料时，需用牵引力均小于以上情况，不再计算。若机车牵引力大于所需牵引力则能满足使用要求。(4)机车防滑计算运送液压支架时下滑力为：（7421）式中 下滑力，kN。运送矸石为：（7422）式中 意义同上式。运送人员时为：（7423）式中 意义同上式。计算结果取大值。防滑系数K，要求不小于2，按下式计算：（7424）式中 K防滑系数；机

14、车制动力，kN。3利用设备运输能力表估算单轨吊运输(1)主要参数：列车自重，包括机车质量、承载车辆(吊运梁)质量，可从设备主要技术参数表中查出；货物总重；巷道长度L；巷道倾角；运行速度v。(2)选择计算举例：如图7421为某采区巷道布置，辅助运输材料、设备等由轨道大巷运至采区材料换装站换装为单轨吊运输。例如由A点(换装站)运抵B点(回采工作面)，计算步骤如下；1 首先将运输线路按不同坡度划分为若干段，（m），（）2 计算列车和货物总质量（kg）（7425）（kg）（7426）（7427）式中 机车质量，kg；承载车辆（吊运梁）自身质量之和，kg；各承载车辆(吊运梁)所载货物质量，kg。确定货物最大装载质量运送大件(如液压支架)时，装载货物的最大质量一般为单件质量；运送散件时，应根据机车运输能力、巷道坡度等合理选择，应使列车能顺利通过最大坡度段。查设备能力表，确定各段速度重车时：，m/s；空车时：，m/s。运行时间计算重车运行时间：（s）（7428）空车运行时间：（s）（742