煤矿大坡度可摘 挂抱索器空乘人装置
（RJKY37-18/300P型）
设 计
方
案
****煤业有限责任公司
2012年9月
1、巷道的基本情况
1.1 总长300m，最大坡度18°，上平巷15m。安装宽度4.2m，高度3.4m。
1.2 变坡点共2个。 2 运行环境及使用条件
2.1 乘人装置工作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》中所规定的安全含量。
2.2 环境温度不超过40℃，相对湿度不超过90%。 2.3 煤矿巷道工作坡度不超过18º。
2.4 无强烈振动和冲击以及巷道容易变形的地方。 2.5 无破坏绝缘的腐蚀气体和导电尘埃的环境中。 2.6 无滴水的地方。 3、设备主要技术参数 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 坡度 运输距离 驱动电机功率 运输速度 最大输送效率 驱动轮直径 迂回轮直径 钢丝绳间距 牵引钢丝绳直径 最小乘人间距 同时乘坐人数 单 位 ° m KW m/s 人/h m m m mm m 人 KN 参数值 18 300 37 1.12 336 1.4 1.4 1.4 20 12 50 24.8 序号 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 单 参数位 值 钢丝绳钢丝破断拉力总和 KN 267 钢丝绳与驱动轮围抱角 ° 180 驱动防滑安全系数 1.92 托轮间距 m 8 张紧最大配重量 Kg 400 m张紧钢丝绳直径 12.5 m 张紧行程 m 7 钢丝绳安全系数 10.76 钢丝绳离地距离 m 2.2 系统工作电压 V 660 名称 12 钢丝绳最大牵引力 4、主要设备选型
4.1 防爆电动机型号：YB2-250M-6，功率37KW，电压660 V。
4.2 减速机型号：TB3HV10-63-C-HX，速比63，额定
输出扭矩43KNm，额定功率 54 KW。
4.3 高速端制动器型号：BYWZ4B-300/80，制动力矩750 Nm。
4.4 低速端轮边制动器型号YQP50B112，制动力50000 N。
4.5 钢丝绳型号为6×26WS+FC1670-φ20-ZZ,必须是绳芯少油表面无油，右同向捻。
安全技术指标一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 驱动轮和尾轮与钢丝绳直径的倍数 驱动轮与钢丝绳外层钢丝直径的倍数 蹬座中心至巷帮的距离 牵引钢丝绳的 安全系数 张紧钢丝绳的 安全系数 高速制动力矩与高速端输入扭矩的倍数 轮边制动力与最大牵引力的倍数 驱动轮轮衬的 摩擦系数 钢丝绳 最大运行速度 钢丝绳的插接长度不应小于钢丝绳直径的倍数 MT/T873-AQ1038-22000中规007中规定 定 60 900 ≥0.7m ≥6 ≥6 1.5～2 1.5～2 0.2 1.2m/s ≥1000 无规定 无规定 无规定 ≥6 无规定 1.5～2 无规定 无规定 无规定 ≥1000 GB21008-《煤矿安全2007中规规程》中规定 定 60 无规定 ≥0.7m ≥6 ≥6 1.5～2 1.5～2 0.25 1.2m/s ≥1000 45/28 无规定 ≥0.7m ≥6 ≥6 1.5～2 1.5～2 0.25 1.2m/s ≥1000 本方案 实际值 70 927 0.7 10.76 23 2 5.4 0.25 1.12 1200 5、设计方案说明 5.1 驱动部分 5.1.1 驱动部传动方式
采用机械传动方式。驱动部分主要包括隔爆电动机、联轴器、高速端制动器、减速机、驱动主轴组件、驱动轮以及
低速端轮边制动器等。
5.1.2 驱动部结构形式
经计算单轮驱动时，钢丝绳与驱动轮之间的围包角180°，可以满足驱动力的要求，因此本方案采用单轮驱动方式。
该驱动结构紧凑，承载能力强，噪音小，传动效率较高，安装简单方便。该驱动装置采用架空安装方式。
5.1.3 驱动轮(迂回轮)的选取
《煤矿安全规程》第416条第三项：井下提升绞车和凿井提升绞车的滚筒、井下架空乘人装置的主导轮及尾导轮和围抱角大于90°的天轮，其直径不得小于钢丝绳直径的60倍，围抱角小于90°的天轮，其直径不得小于40倍；据规程主传动轮直径与钢丝绳直径60倍的关系，驱动轮直径应大于或等于1200mm，根据现场安装条件和使用要求，本方案选用驱动轮直径为 1400mm，迂回轮直径为 1400 mm。
驱动轮轮衬要求为进口材料生产，该轮衬与钢丝绳的摩擦系数要求为0.25以上，轮衬要求摩擦系数大、耐磨性好，耐油、耐水，能提供较大的牵引力，减小系统张紧力，从而减小钢丝绳的张力，提高钢丝绳寿命，使系统运行更加合理。
5.2 钢丝绳的选取
根据重要用途钢丝绳国家标准《GB8918-2006》中规定，架空乘人装置（乘人索道）用钢丝绳为右同向捻的线接触型，不得使用交互捻钢丝绳，为了保证钢丝绳与驱动轮之间有较大的静摩擦力，满足驱动力的需要，钢丝绳表面应无油且绳芯少油。根据《煤矿安全规程》第四百条的规定，架空乘人装置的钢丝绳安全系数不得小于6。
由计算可知，牵引钢丝绳的最大张力为24808.7N,选取牵引钢丝绳为6×26WS+FC1670-φ20-ZZ，其抗拉强度为1670MPa,钢丝绳钢丝破断拉力总和为267KN，安全系数为10.76。驱动轮直径为钢丝绳直径的70倍、为外层钢丝直径的927倍，符合《煤矿安全规程》和《煤矿用架空乘人装置安全检验规范》的规定。此钢丝绳为西鲁式结构，韧性较好，该绳适合于变坡点较多的情况下使用。
5.3 安全距离的确定
《煤矿安全规程》（2010版）中第368条第二项：蹬座中心至巷道一侧的距离不得小于0.7m,本方案为1.4m，能满足安全要求。
5.4 托、压绳轮的选用方案
配套的托绳轮有三种结构形式：单托轮、托压绳轮、双轮托（压）绳轮，直线段托轮间距为8米，每隔6个单托轮安装一个托压绳轮。双轮托压绳轮组主要用在变坡点处，每组双托（压）绳轮有二个轮体，两个托轮为浮动式，可绕中间横轴回转，吊椅平滑过渡各轮受力均匀；单轮托绳轮支撑轴为整体加工；托绳轮与压绳轮配合使用；托压绳轮不但有效避免钢丝绳的跳动、摆动和脱槽，而且解决了吊椅通过时的卡阻和震动问题。
托绳轮轮体为铸造件加工而成，每一个托绳轮轮体均为双轴承结构，保证了轮体运行平稳无噪声；轮体与钢丝绳接触部分均镶有非金属高耐磨材料轮衬，轮衬采用压板螺栓固定，更换轮衬只需拆卸螺栓即可，简单方便。该轮衬具有耐磨性能好、使用寿命长的特点，能有效降低钢丝绳的磨损，提高钢丝绳的寿命。
双托(或双压)绳轮直径为240mm、托绳轮直径均为
180mm、压绳轮直径均为180mm，吊椅通过时平稳无振动。
托、压绳轮安装在巷道横梁上，所有吊架均可在横梁上旋转，托轮在吊架上可上下移动调节，从而实现托压绳轮的四向可调，因此可弥补横梁的水平度和垂直度安装误差，从而降低了横梁的施工难度。
直线段每个托轮约承受120kg重量,变坡点托轮随钢丝绳张力与变坡坡度大小不同而不同,最大可达530kg。因此，直线段采用单托轮，变坡点根据受力大小的不同采用相应组数的双托轮或双压轮，双托（压）轮均为绞支结构，各托（压）轮受力相等，且能减少对托（压）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。
托、压轮轮衬均为耐磨的材料制成，摩擦系数小，且阻燃、抗静电，其中变坡点双托、压轮轮衬材料为聚氨脂或其它耐磨材料，直线段托轮和压轮轮衬材料一般为橡胶。
5.5 乘人器的设计
乘人器采用可摘挂座椅（参考型号：HK-I），吊椅总高1850 mm。吊椅坐凳为舒适型。
座椅按人的正常座姿进行优化设计，使其符合人机工程学，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。
抱索器采用整体精密铸造，表面防锈处理。 5.6 机尾部分的设计
机尾主要包括迂回轮装置、张紧小车、滑道、导绳轮和重锤；迂回轮直径为1400mm，绳槽内镶嵌硬橡胶轮衬；迂回轮装置在滑道内可自由移动，保持系统恒定的张紧力；
通过导绳轮可将重锤置于巷内或巷帮硐室中。由于钢丝绳使用初期伸长较大，故滑道长度（即拉紧行程）设计为 7米，避免由于钢丝绳的伸长造成系统不能正常运行。
5.7电气控制部分的设计 5.7.1 可达到的控制要求：
5.7.1.1 运行信息显示：日期、时间、速度、紧急停车区域、安全保护项目。
5.7.1.2 机头机尾之间相互打点。 5.7.1.3 机头机尾相互之间通话。
5.7.1.4 运行控制智能化：系统控制采用变频控制，系统的运行控制由PLC可编程控制器实现自动检测和自动控制。
5.7.1.5 安全保护控制智能化：系统的安全保护控制由PLC可编程控制器实现自动检测和自动控制。
5.7.1.6 提供远程控制安装接口。 5.7.2 安全保护功能： 5.7.2.1 机头、机尾越位保护。
若乘坐人员到达下车点未能下车，当其越过越位保护点时，系统应自动停止运行。
5.7.2.2 欠速、过速保护
当乘人装置运行速度低于设计速度的20%或高于设计速度的20%时，会出现欠速或过速现象，出现此情况时，系统自动停止运行。
5.7.2.3 重锤下限位保护
当张紧装置不能使牵引钢丝绳保持恒张力，系统无法安全运行时，系统自动停止运行。
5.7.2.4 全巷道突发事件紧急停车保护
乘坐人员在乘坐途中，若发现紧急情况需要停车，则在乘车区域内的任一点，拉动急停开关拉线均可使系统停止运行，同时显示台显示故障发生的区间编号。当绳间距大于或等于1600mm或乘人装置中间行驶轨道车时，应安装二套全线急停装置，并分设在巷道的两边。
5.7.2.5 上变坡点掉绳捕绳停车保护
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。
5.7.2.6 减速机油温保护
当减速机因某种原因而引起油温度超过允许值时，系统自动停止运行。
5.7.2.7 制动器动作失效保护
电机启动前，制动器必须松闸，即处于非制动状态。若电机启动前，制动器不能及时松闸，则电机不能启动。
5.7.2.8 乘人间距控制保护
当前一位乘人到达乘人间距控制点后，系统会发出“可以放行，注意安全”的声光提示，后一位乘人才可以上车；如果连续两位提前强行上车，则系统会发出“乘人间距过近”的警示音并自动停车。
5.7.2.9 吊椅过摆保护装置
当乘坐人员在乘坐途中，未遵守安全守则，与途中相遇人员嘻耍或用脚蹬巷帮或外力碰撞时，导致座椅横向摆动激烈，此情况下座椅在过托轮时，吊椅很容易被托轮挂住瞬间向上翻转而引发安全事故。本吊椅过摆保护装置可防止此类事故的发生。
5.7.2.10 头尾轮入绳口安全防护装置
机头驱动轮和机尾迂回轮的钢丝绳入口处，安装有安全防护装置，以防止人员和物件经入口处带入轮体绳槽中而造成设备损害和人身伤害。
5.7.2.11 机头机尾信号中断保护 5.7.2.12 系统防静电保护
以上安全保护（5.7.2.1）至（5.7.2.8）项，均由PLC可编程控制器自动控制，系统自动检测信号，任一保护发生动作时，立即停止运行，同时操作显示台上显示故障类别，并发出并发出语言报警和笛声报警，并与电控系统自动闭锁。只有当相应故障消除后，系统经复位后才能重新启动运行。其余项为机械保护项目。
5.8 语音声光提示系统
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”的语音和闪烁及笛声三种提示信号，提醒乘坐人员准备下车。
5.9 其他要求
5.9.1 禁止超负载使用。
5.9.2 无人运行时，空吊椅不得在线路上使用。 5.9.3 应在上下车处修建平台，巷帮边上安装方便乘人上下车的扶手。若需在斜巷上下人，则在上下人处必须安排专人摘挂吊椅，以保证乘人上下车时的安全。
5.9.4 本架空乘人装置不得用于运送物料。
安阳大众煤业有限责任公司
2012年9月
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