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架空乘人装置专项设计 东翼行人运输上山架空乘人装置选型 1、提升方式 在东皮带运输上山设置一套架空乘人装置，完成井下作业人员的升降任务。在架空乘人装置与运输斜巷输送机之间靠近带式输送机侧设置安全隔离网。 2、设计依据 1）巷道倾角22°，斜长289m，垂高116.6m； 2）井下最大班人员：78人； 3）设备运行方式：单线循环式； 4）荷载设备：载人吊椅； 5）抱绳形式：可摘挂式抱索器； 6）运行速度：预选1m/s； 7）吊椅容积：1人/椅； 8）吊椅间隔时间：15.62s； 9）吊椅间距：15m； 10）吊椅重量：15kg； 11）人员有效载荷：95kg； 12）最大允许运输时间：45min； 13）张紧装置：尾部重锤式。 3、选型计算 (1) 吊椅数量计算 n=L/l=330/15=22 计算得n=22个。 式中：n——沿线长度每侧所挂吊椅个数， L——巷道有效长度，330m（包括上下车场）； l——吊椅间距，15m； (2) 牵引钢丝绳选择计算  ① 需用钢丝绳破断拉力计算： 预选6×19S+FC（GB1102-74）钢丝绳，钢丝绳直径20mm，每米重量P=1.62kg/m， QJ = m（nGd + PL）（sinβ+ωcosβ）） g = 9×（22×110×+330 ×1.62）（sin22°+0.015×cos22°）× 9.8 = 9×2954.6 × 0.3885× 9.8 = 101241N ≈ 101.2KN 式中：QJ —— 需用钢丝绳破断拉力 KN n——沿线长度每侧所挂吊椅个数: 22 Gd——吊椅有效载荷，Gd = 吊椅自重 + 人体最大体重 = 15+95=110kg； m——钢丝绳安全系数，据《煤矿安全规程》规定提物≧6，提人≧9，这里取m = 9； L——运输线路长度，L=330m； g——重力加速度9.8； ω——托绳轮转动阻力系数，滚动轴承取0.015； β——运行线路倾角，取巷道倾角22°。 ② 钢丝绳选择 经计算并考虑有关因素，选择6×19S+FC（GB1102-74）钢丝绳，钢丝绳直径20mm，每米重量P=1.62kg/m，破断接力总和Q=252kN，总长度330m。 安全系数效验： m j=Q / [nGd（sinβ+ωcosβ） + PL（sinβ+ωcosβ）] g ≈ 22.4 >9， 符合《煤矿安全规程》规定，满足要求。 ③ 运行阻力计算 A、上运侧运行阻力 重载时： Ws1=（nGd+PL）（sinβ+ωcosβ）g=（22×110+1.62×330）（sin22°+0.015×cos22°）×9.8=10853N 空载时： WS2=（nG0+PL）（sinβ+ωcosβ）g =（22×15+1.62×330）（sin22°+0.015×cos22°）×9.8=3176N B、下运侧运行阻力 重载时： Wx1=（nGd+PL）（-sinβ+ωcosβ）g =（22×110+1.62×330）（-sin22°+0.025×cos22°）×9.8= —10857N 空载时： Wx2=（nG0+PL）（-sinβ+ωcosβ）g=（22×15+1.62×330）（-sin22°+0.025×cos22°）×9.8= —3177.2N （4）设备牵引力及电机功率计算 ① 设备牵引力 按牵引力最大的情况考虑（上运侧重载、下运侧空载时考虑） W=1.1（Ws1-Wx2）=1.1（10853-3177.2）=8443.8N ② 电机功率计算 N=kWv/（1000η）=1.5×8443.8×1/（1000×0.75）=16.9kW 选择YBX3-225M-6型防爆电机，功率30kW，电压660V，转速980r/min，满足要求。 式中：k——电机功率备用系数，取1.5； η——机械传动效率，取0.75； v——吊椅运行速度，1m/s； W——设备牵引力，N； （5）钢丝绳张力计算及校核 ① 张力计算： 钢丝绳受力见图  ② 最小张力计算 Smin=Cq0g=1000×1.62×9.8=15876N 式中：Smin——最小张力，N； C——钢丝绳挠度系数，取C=1000N； q0——钢丝绳每米重量，q0=1.62kg/m； g——重力加速度，9.8m/s。 ③ 各张力计算 （A）当下放侧无人乘座而上升侧满员（动力运行状态）时 S1=S4+Ws1=27364.4N， S2=S3-Ws2=19052N。 S3=Smin=15876, S4=1.04S3=16511.4N, （B）当下放侧满员而上升侧无人乘座制动状态时 S3=Smin=15876N,S4=1.04S3=16511.4N,S1=S4+Wx=19687.4N,S2=S3-Wsh=25530N。 ④ 钢丝绳最大张力计算 钢丝绳最大张力发生在当下放侧无人乘座而上升侧满员（动力运行状态）时，其值为S1=27364.4N ⑤ 钢丝绳安全系数校核 m=ΣP/s=252000/27364.4=9.2＞9《煤矿安全规程》规定， 符合要求。 ΣP —— 破断拉力总和252KN （6）计算驱动轮及尾轮直径 D=60d=60×20=1200mm 《煤矿安全规程规定》驱动轮与尾轮直径与钢丝绳直径的比值不能小于60， 选择直径为1200mm的驱动轮，符合要求。 （7）确定最大张紧力 本设计采用重垂力张紧装置，其最大张紧力为： S=S3+S4=15876+16511.4=32387.4（N） 考虑采用四滑轮四绳牵引张紧重垂，拉紧重垂力为32387.4/4=8096.8N，取10000N。 配重重量选择：10000N×9.8N/Kg=1020Kg，采用5块重锤，每块200Kg。 （8）确定设备型号 根据计算及考虑矿井的运输条件，选用RJY37-26/80型煤矿用架空乘人装置。矿井主斜井安装倾角22°，安装长度330m。技术参数见表:。 RJZ37-26/80型煤矿用架空乘人装置技术参数表
（1）选择制动器 计算制动器力矩 T=9550kPw/n=9550×2×30/980=584（Nm） 式中：K——工作情况系数，取K=2； Pw——电机功率，kW，30kW； n——电机转速，r/min，980r/min； T——制动器力矩，Nm。 选定制动器为：BYWZ-300/45,制动力为1250Nm，符合要求。 （2）托绳轮直径计算 D=kd=10×20=200（mm） 式中：k——工作情况系数，k=8-12，取k=10； d——钢丝绳直径，mm，20mm； D——托绳轮直径，mm。 （3）抱索器选择 选择可摘挂式抱索器。 （4）选择减速器 计算减速比 iJ=kπDne/（v）=0.98×3.14×1.2×16.33/(1)=60.3 式中：k——工作情况系数，k=0.98； ne——电机额定转速，980r/min, 换算16.33r/s； D——主动轮直径，1.2m。 v——预选钢丝绳运行速度，1m/s。 选择行星齿轮减速器，减速比i=60。 5）有关参数校核 (1) 钢丝绳运行速度校核 V=πDne/(i)=3.14×1.2×16.33/（60）=1.03（m/s）＜1.2（m/s） 《煤矿安全规程规定》不能大于1.2（m/s） 符合要求。 式中：π——3.14 ne——电机额定转速，980r/min, 换算16.33r/s； D——主动轮直径，1.2m。 i——减速器传动比60。 (2) 牵引力校核 Wmin=0.75×1000N/（kv）=0.75×1000×30/（1.5×1.0）=15kN＜30kN， 满足要求。 式中：N——电机额定功率，30kW； k——电机备用系数，取1.5； v——钢丝绳运行速度，1.0m/s。 (3) 电机功率校核 N=（kWv）/（1000η）=（1.5×15000×1.0）/（1000×0.75）=16.9kW＜30kW 满足要求。 式中：k——电机功率备用系数，取1.5； v——钢丝绳运行速度，1.0m/s。 η——减速装置及电机综合效率，取0.75。 W——设备牵引力，N；（前面计算所得8443.8N） (4) 主动轮防滑校验 当下放侧无人乘座而上升侧满员（动力运行状态）时 S1-S2=27364-19052=8312（N）＞0， 同时S1/S2=27364/19052=1.43＜  ，符合要求。当下放侧满员而上升侧无人乘座制动状态时 S1-S2=19687.4-25530=-5842.6（N）＜0， 同时S1/S2=19687.4/25530=0.77＜  ，符合要求。东行人运输斜巷架空乘人装置安装断面图如下：  东翼行人运输斜巷断面图 (6) 小时最大运输量校核 Q=（3600v-L）/l=（3600×1.00-330）/15=218人>76人，满足要求。 式中：l——吊椅间距，15m； L——钢丝绳一侧运行长度，330m； v——员椅运行速度，1.0m/s。 (7) 运输人员时间校核 T=（knl+L）/（60v）=（1.2×78×15+330）/（60×1.0）=28.9min＜45min， 满足要求。 式中：k——乘车延误系数，取1.2； n——每班最大乘车人数，78人； l——吊椅间距，15m； L——钢丝绳一侧运行长度，330m。 经校核，确定东翼行人运输巷选择的 RJZ37-26/80型煤矿用架空乘人装置满足要求。 9.5.1.2 电控及安全设施 1、电气控制 东翼行人运输巷矿用架空乘人装置电源引自东移动变电站，选用一条MY-0.38/0.66kV-3×16+1×10矿用移动电缆至架空乘人装置机头，电压等级为660V，起动开关选用一台QBZ-80型隔爆真空启动器。架空乘人装置另选用PLC控制装置实现架空乘人装置预警、启动、运行、停车及全方位保护等的自动化集中控制，运行安全可靠，操作简单，维护方便，功能扩展灵活，可以进行数字控制，模拟控制，全中文状态显示。 2、保护装置及安全措施 1）越位保护 机头与机尾分别有越位传感器，越位开关所使用的是无触点、无火花、本安型电子开关，在越位传感器前5m处安装红外线传感器，当传感器检测到人员到站时，会触发“到站请下车”的语言提示，如若人员继续前行，就会触发越位开关，系统报警，控制台上显示机头或机尾越位。 2）过欠速保护 由速度传感器取得绳索运行速度（实际速度）与PLC内正常速度（设定速度）进行比较，低于80%或高于115%自动停车并显示欠速或超速，待故障解除后按一下故障复位按钮，使系统进入待机状态。 3）防脱绳保护 防脱绳保护开关使用于防止架空乘人装置钢丝绳脱离拖轮而设置的保护装置。当钢丝绳脱落时，架空乘人装置自动停车，待故障解除后按一下故障复位按钮，使系统进入待机状态。 4）重锤落地保护 重锤落地保护开关是防止架空乘人装置钢丝绳松动导致重锤掉落而设置的保护装置。当重锤到达限定的高度时，开关作用，架空乘人装置自动停车，待故障解除后按一下故障复位按钮，使系统进入待机状态。 5）断轴保护 架空乘人装置的驱动轮通过驱动轴带动，驱动轴同时纵向承载着驱动轮坠落，造成安全事故。因此需加装驱动轮防脱落防摆动装置。 6）全程沿线路布置的紧急停车的开关装置。 7）设置张紧力限位保护装置。 8）设防打滑保护装置； 9）控制开关具有过流、过压、欠压保护装置； 10）上下人地点设声、光信号装置。 11）变坡点设防掉绳保护装置及捕绳器装置。 12）在架空乘人装置与皮带输送机同巷道时，之间靠近带式输送机侧设置安全隔离网。 13）上下人站地板应控制不超过15°并做防滑处理； 14）矿井应按规定对架空乘人装置做专项设计。 3、架空乘人装置安装要求 1）横梁 （1）按设计图纸要求预埋托轮横梁、驱动装置横梁、迂回轮和导轨横梁及重锤横梁。 （2）机头机尾横梁标高尺寸偏差不大于±10mm。 （3）托轮横梁标高尺寸偏差不大于±15mm。 （4）全部横梁水平度为千分之二。 2）驱动装置 （1）电动机、联轴器、减速器安装的主轴同轴度偏差不大于0.5mm。 （2）弹性联轴器的同轴度允许≤0.1mm，联轴器两端面应将梅花型弹性件压紧。 （3）制动闸瓦与闸轮的间隙≤2.5mm，制动状态最小接触面积≥60%。 （4）驱动轮的纵横中心线对设计中心的偏差，不得大于2mm。绳槽中心线必须与出入侧的牵引索的中心线吻合，偏移量不得大于钢丝绳直径的1/20，偏斜不得大于1/1000。驱动轮的水平度和垂直度不得大于0.3/1000。 3）迂回轮、导轨、张紧装置 （1）迂回轮要求与驱动轮的安装要求相同。 （2）重锤安装是否按设计值安装重量，重锤块是否交错排列组装，有无松动，当上下调节重锤高度时，应防止重锤从吊架上滑出伤人。 4）托绳轮和压绳轮 （1）安装在同侧的托绳轮和压绳轮，绳槽全线中心线是否同一线上，其偏差不应大于±2mm。 （2）安装在同侧的托绳轮和压绳轮，其全线的轮槽顶面高差不应大于2mm。 5）钢丝绳 （1）钢丝绳的插接长度是否为钢丝绳直径的1000倍，插接后的接头处直径增粗量不超过10%。 （2）钢丝绳的内应力，使其扭力是否基本平衡。 6）吊椅与抱索器 吊椅与抱索器用挡圈连接牢固。 架空乘人装置安全措施 1、所选架空乘人装置具有机头和机尾越位保护、防脱绳保护、全程紧急停车保护、过欠速保护、张紧力下降保护、打滑保护等主要保护系统；过流、过压、欠压保护装置；声、光信号装置；变坡点掉绳保护、捕绳器装置。 2、架空乘人装置座椅中心至巷道一侧的距离不得小于0.7m； 3、驱动装置必须装设制动器； 4、在下人地点的前方，必须设有能自动停车的安全装置； 5、在运行中人员要坐稳，不得手扶牵引钢绳，不得摇晃座椅，不得触及邻近任何物体； 6、严禁同时运送携带爆炸物品人员； 7、每日必须对整个装置检查1次，发现问题及时处理； 8、架空乘人装置的钢丝绳断丝在1个捻距内断丝断面积与钢丝总断面积之比超过5%时必须更换。乘人器中使用的钢丝绳的插接长度不应小于钢丝绳直径的1000倍。 9、架空乘人车钢丝绳附近1m内不得堆放任何杂物，所需物资放在不影响人员上下车和行人的地方。 10、必须有专人操作，每次开车前必须进行检查，并加强检修。 11、开乘人车前的准备：每次开车前司机必须对人车进行一次常规检查。 1）各部位连接螺栓是否松动。防爆设备是否能可靠防爆，制动装置是否可靠。 2）乘人装置运行区内有无影响乘人装置正常运行的不安全因素，如有无行人或障碍物。 3）巷道上下乘车点是否有专人管理，如摘挂车座、维护秩序和车座间距等。 12、开车前，确认乘人装置运行区内无任何影响乘人装置正常运行的不安全因素，如无行人或其它障碍物等。 13、机头机尾上、下车点必须有专人管理，并保证下车点处人员能及时下车。 14、接到开车指令后，首先按下“开车预警”按钮，电铃警示准备开车；按下“启动”按钮，喇叭预警准备开车，制动电机自动启动。 15、在乘人车运行过程中，要随时注意运行状况，若发现运行状态突然不稳定或其它以外情况时，必须立即停车，查明原因并使其恢复正常后，方可启动。 16、乘车人员要服从管理人员的指挥，等乘人装置运行平稳后方可乘坐。运行时，保持正确坐姿，集中精力注意前方。 17、乘车人员随身携带物品长度不得超过1m，重量不得超过5kg，所带物品不得拖地或横行运行。 18、严禁随身携带易燃易爆、有毒等危险物品乘车。 19、乘坐过程中，不得左右摆动吊椅，不得用手抓摸牵引绳和托(压)绳轮以防伤手，不得打瞌睡。 20、乘坐过程中，要注意乘人装置的运行状态是否正常、平稳，若途中发现紧急情况需要停车时，可拉动沿线设置的钢丝绳(装置中间的小钢丝绳)拉线急停开关，使架空乘人车停止运行，同时下车，待故障排除后方可乘坐。 20、乘车人员必须到指定地点区域内上、下车，严禁越位乘车。 21、乘人车运行过程中，若因有人拉急停开关停车时，司机必须查出原因、排除故障(须离开岗位查找故障时，必须按下“禁启”按钮，并挂上“故障检修，禁止启动”的警示牌)后，方可电铃警示开车。 22、严禁一个座乘坐两人，严禁人员倒坐。 |
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