W3223风巷无级绳绞车设计申请69.docx
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W3223风巷无级绳绞车设计申请69
绞车安装原因
W3223风巷掘进施工需要
计划安装地点
W3223风巷无级绳绞车硐室
使用期限
永久
绞车参数
其它
绞车型号
SQ-120/132K
施工负责人
朱文平
绞车功率
132KW
安全负责人
张洪波
最大牵引力
120KN
施工日期
2014-06
调速方式
磁阻调速
供电来源
W3223风巷660V动力
绳速
0-0.89-1.44m/s
电压等级
660V
梭车型号
RQ15-6/50
最大运输重量
16.8t
滚筒形式
单滚筒抛物线式
最大串车数量
矿车4辆/大件1辆
滚筒直径
1600mm
乘人车串车数量
1辆
尾轮直径
650mm
斜巷参数
制动方式
双制动,电液制动与手闸制动
斜巷断面
4.2m×3.0m
操作方式
按钮控制
斜巷长度
2780m
运行区间长度
2780m
最大坡度
15°
钢丝绳直径
26mm
轨型
22kg
保险挡形式
门式/气动
轨距
600mm
阻车器形式
脚踏
道岔形式
左开
绞车固定方式
基础
硐室支护方式
锚网喷
无极绳绞车布置图:
辅助设施安装说明:
1、距离无极绳尾轮10m处,加设机械阻车器,距离机械阻车器5-10m处加设机尾过卷装置(包括:
光电式、机械摆杆式及拉线式)。
2、距离无极绳张紧装置5m处,加设机械阻车器,距离机械阻车器5-10m处加设机头过卷装置(包括:
光电式、机械摆杆式及拉线式)。
3、外段斜巷下口在起坡点上方5-10米位置安设保险挡,保险挡为气动操作,且保险挡操作装置必须安设在操作硐室内。
4、无极绳主机及张紧装置加设全封闭护栏,高度不少于1.2m。
5、运行红灯安设必须满足在运行区间内任意位置可以看到,但间隔不得超过100米。
巷道岔点必须另外加设。
6、语音预警箱安设位置:
外口安设位置,在联巷与W3223风巷岔点外口20米范围内,悬挂在巷道的顶部。
尾轮处,语音预警箱安设在尾轮后10米的巷道顶部。
风巷运输联巷与风巷岔点处,语音预警箱安设在岔点处的巷道顶部。
7、无极绳运行区间内必须安设巷道照明,间距不得超过30米。
8、无极绳绞车硐室处,必须加设充足的照明,照明灯间距不得大于10米。
9、尾轮处,必须加设充足的照明,照明灯间距不得大于10米。
10、无极绳机尾轮加设全封闭护罩(要求:
留有注油、观察窗)。
11、无极绳机头、联巷岔点及机尾处显著位置加设“行车不行人、行人不行车”牌板。
12、运输区间起点及终点位置加设到站提示牌板。
13、机头位置悬挂“无极绳绞车综合管理牌板”、“司机岗位责任制”、“把钩工岗位责任制”、“交接班制度”、“绞车参数牌板”、“运行许可证”、“运输系统图”、“电检修图表”、“机检修图表”、“换油周期表”。
14、机尾轮处悬挂“尾轮检修牌板”
一、W3223风巷巷道概况
W3223风巷巷道设计长度2780m,已掘巷道最大倾角15°,断面4.2m×3m;巷道内铺设22Kg/m普通轨,轨距600mm,在风联巷与风巷岔点处铺设22Kg普通轨左开道岔一副,车场设在风联巷内;最大运输重量16.8t(含牵引车、制动车、平板车、掘进机本体部)
二、选型计算
(一)钢丝绳的选用
1、依据MT/T988-2006《无极绳连续牵引车》行业标准第5.4.7的规定及《煤矿安全规程》,绞车滚筒上绳衬直径应满足以下要求:
(1)抛物线滚筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的50倍;
(2)副滚筒(尾轮)直径至少应为牵引钢丝绳直径的20倍。
2、SQ-120/132K型无极绳绞车钢丝绳选用如下:
序号
设备型号
滚筒直径(mm)
使用的钢丝绳直径(mm)
1
SQ-120/132K型无极绳绞车滚筒
φ1600
φ26
2
LW02型尾轮
φ650
φ26
3、钢丝绳技术参数
公称直径mm
单位重量(纤维芯)Kg/m
公称抗拉强度MPa
1670
最小破断拉力(纤维芯)/kN
φ26
2.59
412
4、初步选用:
6×19S+FC型直径Φ26mm的左交互捻钢丝绳。
(二)绞车选型
W3223风巷选用SQ-120/132K型无极绳绞车,钢丝绳选用6*19S+FC型直径为Φ26mm左交互捻钢丝绳,已知SQ-120/132K型无极绳绞车的额定牵引力F=120KN,巷道最大坡度
=15°,所牵引的最大重量为G总=3500+1×(10000+1500)+1800=16.8t,(牵引车重3500Kg;制动车重1800Kg;平板车重1500kg;最重件掘进机本体部重10000kg),钢丝绳破断拉力
=412KN,矿车运行阻力系数
1=0.02,钢丝绳支撑在托辊上时的阻力系数
2=0.25;
1、行车阻力计算
式中:
—牵引车重量;
—制动车重量;
—平板车重量;
—掘进机本体部重量;
—运行线路最大坡度;
—钢丝绳摩擦阻力系数;
—单位长度钢丝绳重量;
—运输距离;
—重力加速度;
=45793+34079
=80KN
2、绞车初步选型
由以上阻力计算可知,将16.8吨(含平板车重量)的重车提升运行在15°的坡上,要求绞车能够提供出大于80kN的牵引力,SQ-120/132K型机械式无极绳牵引绞车额定牵引力为120kN,能够满足牵引力的要求。
绞车技术参数如下:
型号
SQ-120/132K
额定牵引力
120kN
电机功率
132kW
速度
0-1.44m/s
调速方式
磁阻调速
滚筒直径
φ1600mm
滚筒形式
单滚筒抛物线式
制动方式
双制动,电液制动与手闸制动
操作方式
按钮控制
张紧方式
机械重锤式
绞车出绳方式
双向出绳
根据以上最大牵引力计算,SQ-120/132K型无极绳绞车牵引力能满足使用要求。
3、功率验算
式中:
—牵引时速度(大件车最高许用速度1m/s);
—绞车传动效率0.8。
由上式计算可知绞车功率备用系数大于1.1,能够满足使用要求。
(三)牵引钢丝绳强度验算
1、张力计算
=
式中:
n—摩擦力备用系数,可取n=1.1~1.2(取1.2计算)
μ—钢丝绳与驱动轮间的摩擦系数,可取μ=0.14
α—钢丝绳在驱动轮上的总围抱角,α=7π
2、安全系数验算
式中:
—钢丝绳安全系数;
—6×19S+FC型直径26mm的钢丝绳最小破断拉力总和;
—钢丝绳最大张力,考虑到加配重前钢丝绳已经收紧,钢丝绳理论值增加5kN。
钢丝绳许用安全系数为:
式中
—由绞车至尾轮的钢丝绳长度,取
=2780米。
同时,《煤矿安全规程》中规定安全系数不得小于3.5,两者比较取大值,必须n≥3.5。
选用6×19S+FC型直径26mm的钢丝绳满足安全要求。
(四)尾轮地锚安全系数验算
1、尾轮地锚安全系数验算:
(1)锚杆拉拔力验算:
已知:
尾轮固定用2400mm×22mm左旋无纵筋等强钢锚杆的单根锚固力为100KN,6根总锚固力为:
F锚固=6×100=600KN
无极绳绞车的额定牵引力F=120KN;
F锚固>F
锚杆锚固力的安全系数:
K=F锚固/F
=600/120
=5>1.8(临时锚杆取1.6-1.8)
故:
所选固定尾轮用地锚锚固力满足使用要求。
(2)锚杆剪切力验算:
已知:
所选固定尾轮用2400mm×22mm左旋无纵筋等强钢锚杆的单根剪切力为60-100KN,现以锚杆所承受的最小剪切力60KN作为计算数据,6根总剪切力为:
F锚固=6×60=360KN
无极绳绞车的额定牵引力F=120KN;
F锚固>F
锚杆剪切力的安全系数:
K=F锚固/F=360/120=3>1.2(锚杆纯剪切力安全系数1.2)
故:
所选固定尾轮用地锚剪切力满足使用要求。
(五)固定尾轮用钢丝绳安全系数验算
1、已知:
φ18.5mm钢丝绳破断力为234KN,6根总破断力为
F总=6×234=1404KN
无极绳绞车的额定牵引力F=120KN;
F总>F
2、钢丝绳的安全系数:
K=FP/F=1404/(120×1.2)=9.8>5(煤矿安全规程)
故:
所选固定尾轮用钢丝绳符合使用要求
(六)钢丝绳在抛物线滚筒上的缠绕直径验算
《运输管理规定》抛物线滚筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的50倍;牵引钢丝绳直径为d=26mm,抛物线滚筒直径为D=1600mm
K=1600/26
=61.5>50(满足)
(七)钢丝绳在尾轮上的缠绕直径验算
《运输管理规定》导绳副滚筒直径至少应为牵引钢丝绳直径的20倍;钢丝绳直径为d=26mm,尾轮直径为D=650mm
K=650/20
=32.5>20(满足)
(八)RQ15-6/50型煤矿用起伏巷乘人装置(梭车)制动力验算
RQ15-6/50型煤矿用起伏巷乘人装置包括:
牵引车、制动车、人车。
牵引车制动力为:
F1=80KN;制动车制动力为:
F2=80KN;
FZ=F1+F2
=160KN
根据计算数据可知FZ>F>FMAX,故所选梭车制动力满足制动需求。
三、运量计算
(分钟)
SQ-120/132K型无极绳牵引绞车,矿车运料时许用最大速度1.44m/s,摘、挂钩用时按10分钟计算。
进、出1趟用时约85分钟,1班按工作8小时计算,每班可进出8×60÷85≈4-5趟/班。
四、方案设计
(一)设计原则
1、以满足实际需要和节约运行费用为目的;
2、采用具有先进性、代表性、实用性和可靠性的无极绳运输技术;
3、适应现有条件,简化运输环节;
4、普通轨道运输。
(二)方案设计
1、选择单轨运输
根据计算,选用SQ-120/132K型无极绳绞车进行牵引驱动,系统包括张紧装置、梭车和尾轮、各种轮组,通过6×19S+FC型直径26mm的钢丝绳串联成一套运输系统。
2、无极绳连续牵引车系统布置方式
绞车和张紧装置平行于轨道布置。
将主绳布置在轨道内,副绳布置在轨道外。
巷道外段平巷用于摘、挂车辆,车场在风联巷内。
(附绞车布置图)
3、基础
(1)无极绳绞车基础规格为:
长×宽×深=3300×2560×1200mm。
张紧装置基础规格为:
长×宽×深=7240×1100×800mm。
(2)基础须挖到岩石底板且不小于设计深度,并清尽基础内浮矸,待绞车基础挖好后,在基础四角及中部距边200mm处打上6根锚杆,锚杆采用全螺纹钢锚杆,规格为d=20mm,L=2000mm,锚固段长度为1200mm,锚杆外露长度为500mm,端部应用两个螺帽上下固定住托盘,以便于浇注后基础与围岩形成一个整体。
(3)基础采用C30混凝土浇筑,混凝土配比(重量比):
水泥:
黄沙:
石子=1:
1.9:
2.97,石子粒径2~4cm,黄沙采用中粗沙,浇注后须洒水养护72小时。
4、绞车
根据巷道的实际情况,绞车和张紧装置靠右帮硐室布置。
绞车单滚筒设计,布置时电机侧在绞车硐室内,滚筒中心线与轨道中心线重合。
5、张紧装置
巷道全长2780米,为保证系统所需要的最小张紧力,和吸收因梭车沿巷道上下起伏时钢丝绳的松弛而多余的部分,系统采用两套五轮张紧器进行张紧。
6、沿途布置相应轮组
(1)在巷道凸点处布置托绳轮组,根据现场情况增加数量。
(2)为减少钢丝绳与轨枕的摩擦,减少运行阻力,每相距20~25米布置一组托绳轮组,可根据现场情况缩短距离。
(3)在巷道低洼处或当钢丝绳偏离巷道轨道中心较多时。
布置主、副压绳轮组,可根据现场情况缩短距离。
(4)所有轮组用螺栓、压板固定在轨道底部。
7、尾轮
(1)若巷道底板为岩石底时,尾轮可采用在巷道岩石底板上打设6根锚杆固定,锚杆规格:
L×φ=2400×22mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆,每根锚杆不少于1卷树脂锚固剂锚固,确保每根锚杆的锚固力不小于100KN。
若巷道底板为煤底时,尾轮必须用专用加工件(机尾横梁)生根。
(2)固定尾轮用钢丝绳直径不得小于φ18.5mm,须缠绕至少3圈,紧固绳卡不得少于6只。
8、钢丝绳
经计算,选用6×19S+FC型直径φ26mm左交互捻钢丝绳满足使用安全要求。
9、梭车
梭车选用RQ15-6/50型矿用普轨乘人装置。
包括:
制动车、牵引车、人车。
10、辅助设施
(1)距离无极绳尾轮10m处,加设机械阻车器,距离机械阻车器5-10m处加设机尾过卷装置(包括:
光电式、机械摆杆式及拉线式)。
(2)距离无极绳张紧装置5m处,加设机械阻车器,距离机械阻车器5-10m处加设机头过卷装置(包括:
光电式、机械摆杆式及拉线式)。
(3)外段斜巷下口在起坡点上方5-10米位置安设保险挡,保险挡为气动操作,且保险挡操作装置必须安设在操作硐室内。
(4)无极绳主机及张紧装置加设全封闭护栏,高度不少于1.2m。
(5)运行红灯安设必须满足在运行区间内任意位置可以看到,但间隔不得超过100米。
巷道岔点必须另外加设。
红灯必须保证无极绳绞车运行亮起,停车熄灭。
(6)语音预警箱安设位置:
外口安设位置,在联巷与W3223风巷岔点外口20米范围内,语音预警箱悬挂在巷道的顶部,并保证语音清晰宏亮。
尾轮处,语音预警箱安设在尾轮后10米的巷道顶部,并保证语音清晰宏亮。
语音预警箱必须保证在无极绳绞车运行亮红灯同时语音预警,停车亮绿灯。
在风巷运输联巷与W3223风巷岔点处,语音预警箱悬挂在巷道的顶部,并保证语音清晰宏亮。
(7)无极绳运行区间内必须安设巷道照明,间距不得超过30米。
(8)无极绳绞车硐室处,必须加设充足的照明,照明灯间距不得大于10米。
(9)尾轮处,必须加设充足的照明,照明灯间距不得大于10米。
(10)无极绳机尾轮加设全封闭护罩(要求:
留有注油、观察窗)。
(11)无极绳机头、联巷岔点及机尾处显著位置加设“行车不行人、行人不行车”牌板。
(12)运输区间起点及终点位置加设到站提示牌板。
(13)机头位置悬挂“无极绳绞车综合管理牌板”、“司机岗位责任制”、“把钩工岗位责任制”、“交接班制度”、“绞车参数牌板”、“运行许可证”、“运输系统图”、“电检修图表”、“机检修图表”、“换油周期表”。
11、泄露通讯
(1)泄露通讯基地台安设在无极绳绞车操作台处,并具有打点显示功能。
(2)泄露通讯电缆敷设在整个运行区间内,在巷道的电缆钩上固定,高度不得超过2米,使用专用接线盒安设。
(3)整个泄露通讯系统必须保证通讯质量,每隔500米需加设信号放大器。
(4)手持机具备1点急停功能。
12、其他
为了系统安全运行,巷道局部地方需要整改:
(1)车场需进行水平处理以便于摘挂钩。
(2)巷道变坡处要求垂直曲率半径≥15米。
(3)上下车点距离巷道帮部及设备最突出点不得小于1000mm。
五、系统配置
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
绞车
SQ-120/132K
台
1
绳速0-1.44m/s
2
张紧装置
F1-02B
套
2
五轮张紧器
3
梭车
RQ15-6/50
辆
2
含人车1辆
4
尾轮
LW02
只
1
绳槽直径φ650mm
5
主压绳轮组
LYZ00
组
30
600mm轨距、22kg/m轨型,含压板、螺栓等紧固件。
6
副压绳轮组
LYS00
组
35
600mm轨距、22kg/m轨型,含压板、螺栓等紧固件。
7
托绳轮组
LPT00
组
80
600mm轨距、22kg/m轨型,含压板、螺栓等紧固件。
8
照明综保
ZBZ-10KVA
台
1
无极绳绞车运行红灯开关
9
馈电
KBZ-400
台
1
无极绳绞车动力分馈
10
漏泄移动通讯
KTL110
套
1
含6部手机(具有移动打点、通话、急停功能),2780米漏泄电缆。
11
磁阻调速系统
KJC-160/660L
台
1
无极绳绞车磁阻电机控制开关
12
操作台
ZJK127
台
1
660V四象限、综合保护界面、含本安型速度传感器1只,本安过卷开关2套
13
过卷装置
KHX24
套
2
含光电式开关、行程开关
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