三元福达煤业单轨吊安装设计方案.docx

1、三元福达煤业单轨吊安装设计方案单轨吊辅助运输技术方案机电科三元福达煤业单轨吊辅助运输技术方案一、矿井基本概况介绍1、 矿井辅助运输巷道基本参数特征（1）、15101工作面切眼长度200m，停采线位置一侧布置支架，拟考虑另一侧单轨吊运输；（2）、15101停采线外巷道到与15102工作面运输顺槽开口处长度为50米，巷道高度3.5米，巷道宽度4.5米；（3）、15101与15102运输顺槽联络巷，长度为26米，巷道高度3.5米，巷道宽度4.5米；（4）、15102工作面顺槽长度约1100米，巷道为矩形断面，巷道中线处高度为4米，巷道宽度为4.8米。2、矿方支架等设备参数中间支架最大重量27吨，最低

2、高度2.4米，宽1.5米，长度7米；端头架和超前支架，拆解后单件最大12吨。煤机滚筒直径最大2米。3、矿井为高瓦斯矿。4、15101切眼及15102工作面运输顺槽、切眼最大坡度12。二、柴油机单轨吊机车及其配套设备技术参数及校核（一）机车及起吊梁选型及技术参数机车选用DZ1800 3+2+3型柴油机单轨吊机车，起吊梁选用SLG8.2型32T起吊梁。1、柴油机车单轨吊DZ 1800 3+2+3（驱动马达565cm）（1）DZ1800 3+2+3机车（驱动马达565cm）制造商 SMT Scharf GmbH型号 DZ 1800 3+2+3原产国 德国柴油机功率 80 KW 牵引力 180 KN

3、带 8个驱动单元 运行速度 4 驱动单元最大速度1.7 m/s 8 驱动单元最大速度0.95m/s适应转弯半径 水平 4 m垂直 10 m 最大尺寸 长 24528 mm (带8个 驱动单元) 宽度 800 mm 高度 1230 mm 自重 (包括燃料, 油,水) 10100 kg (带8个驱动单元)（2）柴油机主机 制造商 SMT Scharf/Liebherr型号 D 924 T - EX 输出功率 80 KW 额定转速 1800 min-1启动模式 液压启动 耗油率 210 - 230 g/kWh 噪音水平 90 dBA 工作寿命 12000 h 正常柴油箱容积 140 L最大表面温度

4、150隔爆形式 板式隔爆片隔爆片表面温度 150 废气冷却水箱容积 200 L冷却方式 尾气受控进入水箱尾气排放温度： 95 99发动机机油压力 1.5 bar 100 104液压油温度 70 75尾气排放温度 65 70尾气温度 140 149机车速度 2,2 m/s 2,4 m/s瓦斯浓度保护 0.5% （5）液压系统液压油箱容积 100 L第一次注油量 140 L液压油冷却形式 风冷散热器工作介质正常温度 50驱动系统最大液压油温 75 (使用矿物油时)液压泵型号 Rexroth A4V 250 工作压力 约312 bar在180kN 牵引力时排量 0.25 l/r液压马达型号 径向柱塞

5、马达 MCR 05 液压马达工作寿命 6000 h 额定（6）辅助液压系统工作压力 P=150 bar液压泵形式 齿轮泵 排量 0.036 l/r 工作介质正常温度 50工作介质最大允许温度 75 使用矿物油时驱动系统连锁形式 电气/液压运行方式与起吊梁工作的转换方式 使用钥匙，为运行方式，取出钥匙即为起吊状态（7）驱动系统驱动轮对数 8驱动轮直径 340 mm驱动轮材料 Vulcollan 93 shore摩擦系数 0. 25 0. 45驱动轮工作寿命 1500 h 额定驱动部的接通与关闭切换 在机车停车和制动闸关闭的情况下，操作驾驶室控制板上的切换开关，按一次关闭四个驱动单元，再次按操作开

6、关，关闭的驱动部全部打开。 驱动部的工作状态指示情况 通过驾驶室LED灯指示: 灯不亮状态：8个驱动单元同时工作灯长亮时：4个驱动单元同时工作（8）紧急制动系统触发速度 2.4m/s离心式触发速度 2.6 m/s 旋转脉冲器重载下坡制动减速度 1.5 m/s2 制动闸块材料 Jurid 753（铜合金）制动工作模式 弹簧制动，失效安全型显示形式 LED信号灯显示 制动时间 0.7s (紧急制动) 2s (工作制动)制动距离 270kN 工作制动制动距离 (最大角度下坡) +5相对湿度 90% 瓦斯浓度 1.0% 防爆柴油机单轨吊机车具有如下主要功能安全保护形式：具有完善可靠的安全保障系统（限速

7、保护：包括2级电子速度检测和离心式超速保护，手动紧急制动单独回油路保护，发动机防飞车保护，发动机及排气口温度保护，自动灭火系统，甲烷检测保护，故障自诊断和保护等）机车液压制动阀：双阀并在启动过程中具有自检功能，启动时双阀串联，有一个阀不正常起动机车，制动时双阀并联，有一个阀正常就能制动该机车。柴油机断油断气电磁制动阀：双阀并在启动过程中具有自检功能，启动时双阀串联，有一个阀不正常起动机车，制动时双阀并联，有一个阀正常就能制动该机车超速保护装置：必须安装电测速超速保护装置和机械离心式超速保护装置，超速保护装置必须满足不少1000kg的配重，以防止出现误动作。防火系统：随机车配置足够数量灭火器等器

8、材。制动系统：机车制动车必须与主机一套液压系统，确保制动可靠。机车应包含全套制动系统，包括工作制动、紧急制动和停车制动及机械式离心超速保护，且保证超速保护不出现误动作情况。液压机械制动，最大角度下坡制动距离 4 m，其它符合煤矿安全规程有关规定。起吊梁：机车起吊梁全部采用马达起吊，马达链条起吊距离在0-3000mm之间。司机室：单轨吊机车应设有2个均能独立操作，且又互为自动闭锁的司机室，两司机室都能操作紧急制动装置。2、32吨SLG8.2起吊梁技术参数运行小车数量 8行走轮数量 32行走轮直径 118 mm轴基距离 1810 mm起吊梁长度 13100 mm载荷能力 额定28吨，最大32T提升

9、速度 1.5 m/min 自重 5640kg,包含支架运输框架和横梁液压提升系统压力 max. 11.5Mpa流量 24 l / min液压软管直径 NW 13 / NW 20 （二）、单轨吊柴油机车所需牵引力计算1、机车配套1套32T起吊梁运输一套27T支架时，采用DZ1800 3+2+3型柴油机单轨吊机车在12上运输时：F大 = (G+Q）g(sin cos)/1000 =9.8（10100+5640+100+27000）（sin120.04 cos12）/1000=87.6KN180KN式中：F大单轨吊机车牵引力，kN； g重力加速度，9.8m/s； G单轨吊机车及配套设备重量，kg；(

10、机车自重9650 kg、1套32T起吊梁5640 kg、司机体重100 kg) Q有效荷载重量，kg； 单轨吊车列车运行阻力系数，=0.020.04，此处计算采用=0.04； 运行巷道倾角，=030，根据矿方提供数据最大坡度按12计算；2、机车配套1套32T起吊梁运输一套27T支架时，采用DZ1800 3+2+3型柴油机单轨吊机车最大爬坡度数为：考虑到运输过程中的安全，机车不能在满负荷情况下直接运输，考虑到机车运输载荷系数取1.2倍安全系数，机车牵引力为150KN，则此时机车最大爬坡能力为：150KN=9.8（10100+5640+100+27000）（sin0.04 cos）/1000求解得

11、最大爬坡度数为：=183、在25条件下，最大载重为16T。三、轨道选型及顶板锚固力的计算（一）轨道选型计算1、起吊梁重量为5640kg，机车使用32T起吊梁吊运27吨的综采支架时，承载小车承载力如图所示，8个承载小车中有4个承载力为4172.55kg，有4个承载力为3987.55kg。2、轨道选型：在小于6坡上选择2.25m/根I140E新型轻轨，6-13选则2m/根I140E新型轻轨，13到25选择3m/根I140V重轨。（二）顶板所需锚固力计算1、选用2.25m/根轻型轨道，根据承载小车受力分析对B点（接头处）进行受力分析如图所示。当4172.55Kg的2个重载小车在一轨道上，1个3987

12、.55kg的轻载小车在一根轨道上时，B点受力最大。承载小车轨道受力分析图吊挂点B的受力是T1+T2+T32.25T1=3987.55（2.25-X）2.25T2=4172.55（X+0.44）2.25T3=4172.55（X-1.37）其中0X1.81T1=3987.55-1772.24XT2=815.97+1854.47xT3=1854.47x-2540.62B点的受力为T=T1+T2+T3 =1936.7X+2262.9，0X1.81，X=1.81时，B点受力最大为5768.327kg，计算时取3倍的安全系数，则吊挂点的最大承受力为5768.3273=17304.981kg轻轨吊挂时采用2

13、根锚杆，锚杆为直径为20mm长度不小于2.2m的全螺纹等强锚杆，考虑到2根锚杆受力时的不均衡，取1.2的系数，则每根锚杆的锚固力要求为17304.98121.2=10382.9886kg。每根锚杆的计算需要锚固力为10383kg即达到要求。四、单轨吊巷道布置施工（一）15101工作面巷道高度及单轨吊布置1、15101工作面运输顺槽单轨吊布置（1）、在15101工作面撤除开关列车部件，部件最高为1.8米，此处巷道高度要求为：H1=500mm（轨道吊挂高度）+800mm（起吊梁起吊高度）+1800mm（开关列车最高部件高度）+200mm（设备离地高度）=3300mm。（2）、正常运输时，15101

14、工作面运输顺槽由于一侧布置有主运皮带，开关列车最宽处为2m，因此单轨吊布置如图所示。巷道宽度要求为： W=300（皮带离巷帮间隙）+1500（主运皮带宽度）+300（皮带与起吊梁间间隙）+2100（起吊梁吊运最宽设备需要宽度）+300（起吊梁与巷帮间隙）=4500mm因此巷道最小净宽度为4500mm，才能满足运输要求，巷道目前宽度为4.5m，满足运输要求，如下图所示。2、15101工作面停采线切眼单轨吊布置图（1）、巷道高度要求15101停采线主要运输开关列车相关部件及回撤支架使用，支架最低2.4米，宽1.5米，巷道高度为：H2=500mm（轨道吊挂高度）+800mm（起吊梁起吊高度）+240

15、0mm（支架高度）+200mm（支架离地高度）=3900mm。因此运输支架回撤时，巷道高度在不考虑巷道顶沉的条件下，巷道高度最低需要满足3900mm要求。（2）、巷道宽度要求15101停采线主要运输开关列车相关部件及回撤支架使用，运输设备最宽为2米，巷道宽度要求为：最小宽度为：W=200（离巷帮间隙）+2100（起吊梁吊运最宽设备需要宽度）+100（起吊梁最宽处与支架间隙）=2400mm因此巷道超前刷最小净宽度为2400mm，才能满足同时运输要求，如下图所示。3、15101工作面回风巷单轨吊布置图（1）、巷道高度要求巷道中单轨吊布置在巷道中心，单轨吊布置如图所示。巷道高度要求为：H=500mm

16、（轨道吊挂高度）+800mm（起吊梁起吊高度）+2400mm（支架高度）+200mm（支架离地高度）=3900mm。目前巷道高度为3.5米，需适当卧底或卧沟槽。（二）15101与15102运输顺槽联络巷1、巷道高度要求巷道中单轨吊布置在巷道中心，单轨吊布置如图所示。巷道高度要求为：H=500mm（轨道吊挂高度）+800mm（起吊梁起吊高度）+2400mm（支架高度）+200mm（支架离地高度）=3900mm。目前巷道高度为3.5米，需适当卧底或卧沟槽。（三）15102工作面单轨吊布置1、15102工作面运输顺槽（1）、第二组道岔前段部分单轨吊布置在距巷道上帮1.5m处，如图所示，运输设备主要为

17、支架，巷道高度为：H=500mm（轨道吊挂高度）+800mm（起吊梁起吊高度）+2400mm（支架高度）+200mm（支架离地轨平板车高度）=3900mm。目前巷道中心位置高度为4m，满足单轨吊使用要求。（2）、第二组道岔后段部分，单轨吊由于需要转到切眼，为保证巷道曲率半径要求，单轨吊布置在距离下帮1.5米处，巷道高度要求为：H=500mm（轨道吊挂高度）+800mm（起吊梁起吊高度）+2400mm（支架高度）+200mm（支架离地高度）=3900mm。因此轨道吊挂高度要满足3900mm高度要求。2、工作面切眼单轨吊安装15102工作面考虑到溜槽运输以及支架的运输，在运输顺槽进切眼之前安装第三

18、组道岔，轨道敷设进入巷道切眼之后，前期安装在距巷道上邦1.5m处用来运输溜槽等设备及备件，运输完成后轨道撤除并安装在距离巷道下帮1.5米处用来运输支架。如图所示，巷道高度要求为：H=500mm（轨道吊挂高度）+800mm（起吊梁起吊高度）+2400mm（支架高度）+200mm（支架离地高度）=3900mm。因此轨道吊挂高度要满足3900mm高度要求。（四）单轨吊巷道曲率半径要求支架长度为7米长，为保证支架运输，曲率半径要求为水平9米，垂直12米。五、轨道吊挂方式的选择1、直轨吊挂方式。吊挂方式选择双链吊挂方式，吊链铅垂偏角30-60之间。吊挂图如图所示，由两根锚杆通过两根吊挂链，通过大吊环把轨

19、道吊起，吊挂链采用1864。锚杆直径不小于20mm，全螺纹锚杆长度不小于2.2m，锚深不小于1.6m，锚固长度不小于0.7m。可根据矿方使用锚杆进行调整。双链吊挂方式2、轨道在弯道处吊挂方式，采用三根吊挂链形式，使用吊挂链直接吊挂到锚杆上。弯道处轻轨吊挂方式3、对于顶板破碎的巷道，可以采用两根锚杆和一根锚索配合使用的方式进行加固。锚杆锚索配合吊挂方式4、为防止机车运行过程中，轨道左右摇摆，斜巷每隔30米加一组横拉，平巷段每隔60米加一组横拉。5、单轨吊道岔的安装要求如图所示，单轨吊道岔通过弯轨和调节轨道的连接来完成。六、运输效率计算（一）、机车运行速度计算1、使用DZ1800 3+2+3运输支

20、架时，机车从15101工作面切眼出车并运输至15102工作面切眼时，机车重量+起吊梁总重量+1人重量+支架重量=10100+5640+27000+100=42840kg；机车出车时，机车重量+起吊梁总重量+1人重量=10100+5640+100=15840kg；2、根据DZ1800 3+2+3机车的驱动图表得：（1）、15101工作面切眼按照平均坡度10计算，进车速度为0.95m/s,出车速度为0.4m/s。（2）、15101工作面回风顺槽按照平均坡度8计算，出车速度为0.95 m/s，进车速度为1.5 m/s。（3）、15101工作面与15102工作面顺槽联络巷，按照平均坡度8计算，进车速度

21、为0.95 m/s，出车速度为1.5 m/s。（4）、15102工作面顺槽基本为段，中间最大坡度为12左右长度约30米，平巷段进车速度为1.2 m/s，出车1.7m/s,12坡巷段进车速度为0.35 m/s，出车0.88m/s。（5）、15102工作面切眼按照平均坡度10计算，进车速度为0.4m/s,出车速度为0.95m/s。驱动图表DZ 1800 3+2+3, 摩擦轮 340, 发动机565 cm3, 16/8发动机3、机车运输支架往返一次所需时间（1）、机车从15101工作面切眼撤除支架并且搬运至15102工作面切眼需要时间为：T1=2000.4+500.95+260.95+11121.2

22、+300.35+2000.42092s=34.87min （2）、机车空车从15102工作面回到15101工作面搬运支架需要时间为：T2=2000.95+501.5+261.5+11121.7+300.88+2000.951159.93s=19.33min（3）、机车进出时间共：T3=T1+T2=54.2min（4）、按照15101工作面切眼吊运回撤支架时时间为30min，运至15102工作面切眼放下支架时间为10min，则运送一个支架共需要时间为：T=T3+30min+10min=94.2min（5）、每个小班按照8小时计算，去除机车检修时间和交接班时间60min，则每班运输支架的话，可以运输N=76094.2=4.45个，即每个小班可以运输4个支架，每天可以运输12个支架，15101工作面假设有支架120个，则共需10天即可完成所有支架运输任务。