(5)钢丝绳绳头固定在滚筒上时,应符合《煤矿安全规程》第420、421条的要求。
(6)提升钢丝绳和连接装置必须每天检查一次,提升钢丝绳直径减小量达到10%时必须更换。
(7)钢丝绳应选用国家定点厂家产品,悬挂前钢丝绳必须经过检验,合格后方可使用,必须满足《煤矿安全规程》412、413条规定。
(8)提升绞车必须装设深度指示器、开始减速时能自动示警的警铃与不离开座位即能操纵的常用闸和保险闸,保险闸必须能自动发生制动作用。
(9)常用闸和保险闸共同使用1套闸瓦制动时,操纵和控制机构必须分开。保险闸必须采用配重式或弹簧式的制动装置,除可由司机操纵外,还必须能自动抱闸,并同时自动切断提升装置电源。常用闸必须采用可调节的机械制动装置。
(10)提升绞车除设有机械制动闸外,还设有电气制动装置。
2、电气保护
主斜井辅助提升机的控制设备选用已有DZK型成套电控设备,副斜井提升机电控设备选用KTJ-P型四象限变频电控设备,采用双线PLC控制和变频调速的技术。提升绞车电控系统中,设有必要的联锁和保护装置,满足《煤矿安全规程》第427条的规定。
提升机电控设备选用绞车成套电控装置,设有必要的电气保护系统。控制系统中应设置下列保护和闭锁:①限速及超速保护;②短路及欠压保护;③过卷保护;④错向闭锁;⑤松绳保护;⑥闸瓦磨损保护;⑦测速回路断电保护;⑧制动油及润滑回路故障保护;⑨电气制动电流消失保护;⑩操纵手柄不在“0”位,工作制动手柄不在全抱闸位置,不能解除安全制动联锁;未接到工作信号,不能起动联锁。
为了保证矿井提升设备正常、安全运行,提升机设有提升信号系统,并有备用信号装置。另外,提升信号装置与提升机控制回路相闭锁,只有在井口信号工发出开车信号后,提升机才能启动。提升信号系统声光兼备,提人、提物、检修时信号标志清晰且与提升机运行状态联锁,并在下一次提升前,保留提升种类的光示信号。
井底与井口之间,井口与提升机司机之间还装设有直通电话。
电控系统设有电动机短路、欠压、过载、断电等保护,电动机正反转柜的换向隔离开关之间设有机械闭锁装置。
9.1.4 提升各类连接装置的安全系数校验
1、倾斜井巷运输时,矿车之间的连接、矿车与钢丝绳之间的连接,必须使用不能自行脱落的连接装置,并加装保险绳。矿车连接器的插销,必须有防脱落装置。
2、倾斜井巷运输用的钢丝绳连接装置,在每次换钢丝绳时,必须用2倍于其最大静荷重的拉力进行试验。
3、倾斜井巷运输用的矿车连接装置,必须至少每年进行1次2倍于其最大静荷重的拉力试验。
4、专为升降物料的提升容器的连接装置,安全系数不小于10;
5、矿车的车梁、碰头和连接插销,安全系数不小于6;
9.1.5 斜井跑车防护装置及车场信号装置
1、倾斜井巷内使用串车提升时必须遵守下列规定:
(1)在倾斜井巷内安设能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置,按升降最重件计算,计算如下:
式中:——跑车防护装置最大间距,;
E——跑车防护装置抗冲击能,J;
——串车总自重,kg;
——提升速度,m/s;
——巷道倾角,°;
——阻力系数,取0.015;
——重力系数,9.81m/s2。
根据计算,在副斜井井筒中30m处、80m处和120m处设置三部ZDC30-/1.5型防跑车装置。
(2)在各车场安设能够防止带绳车辆误入非运行车场或区段的ZDS-69型阻车器,
(3)在上部平车场入口安设能够控制车辆进入摘挂钩地点的ZDS-69型阻车器;
(4)在上部平车场接近变坡点处,安设能够阻止未连挂的车辆滑入斜巷的ZDS-69型阻车器;
(5)在变坡点下方略大于1列车长度的地点,设置能够防止未连挂的车辆继续往下跑的MZS81-45隔爆阻车器;
(6)在各车场安设甩车时能发出警号的信号装置。
上述挡车装置必须经常关闭,放车时方准打开。
2、斜井提升,由于车辆在运行中易发生突发性事故,造成断绳跑车、脱轨掉道和翻车等容易挤、碰和挫伤扒车和蹬钩摘挂车人员以及巷道的行人等,因此,斜井提升时,严禁蹬钩、行人。
3、必须装有从井底信号工发给井口信号工和从井口信号工发给绞车司机的信号装置。井口信号装置必须与绞车的控制回路相闭锁,只有在井口信号工发出信号后,绞车才能启动。除常用的信号装置外,还必须有备用信号装置。井底车场与井口之间,井口与绞车司机台之间,除有上述信号装置外,还必须装设直通电话。
4、停车信号为直发瞬动信号。停车信号可兼作事故信号。
5、井口、井底及中间各水平甩车场必须悬挂“行人不行车,行车不行人”的灯光信号标志。
6、串车提升的各车场必须设有信号硐室及躲避硐室。信号装置要声光齐全,通讯设备可靠。
7、井口和井底车场必须有把钩工。
8、在主、副斜井井筒中每隔40m设躲避硐室。躲避硐室的净宽不得小于1.2m,净高不得小于1.8m,净深不得小于0.7m。
9、主、副斜井井筒铺设绳轮(辊),间距为15~20m。
10、副斜井井筒铺设轨道,轨距600mm,轨型30kg/m,采取轨道防滑措施。
9.1.6 采区辅助绞车运输事故及防治措施
1、井下辅助运输设备
井下轨型30kg/m,轨距600mm,设计选用调度绞车和无极绳绞车相互配合完成井下辅助运输任务。
地面材料、设备→副斜井→井底车场、北斜巷、3500轨道巷(无极绳绞车)→五采区轨道下山(调度绞车)→回风顺槽(调度绞车)→回采工作面。
本矿最重件为中间架不可拆件,重5.8t(矿方提供)。运输选用16t平板车,型号MP16-6,自重811kg,载重16t。
A、井底车场、五采区轨道巷辅助运输无极绳绞车选型计算:
根据矿井实际情况,本次设计井底车场、五采区轨道巷辅助运输方式采用无极绳绞车牵引系列矿车运输,运输距离1100m,倾角9°。设计选用一部JW1600/80型无极绳绞车(单轨运输),担负全矿井材料、设备等辅助运输任务。JW1600/80型无极绳绞车技术性能如下表所示。
JW1600/80型无极绳绞车技术性能
序号 项 目 单位 无极绳连续牵引车
1 型号 JW1600/80
2 钢丝绳直径 mm 24
3 绞车滚筒直径 mm φ1200
4 电动机型号 YB2-315S-6
5 电动机功率 kW 75
6 钢丝绳速度 m/s 1.0
7 最大牵引力 kN 50
8 运输距离 m 1100
9 数量 部 1
(1)最大挂车数
运输最大件时只挂一个车,按最重件中间架5.8t计算,用MP16-6型16t平板车,平板车自重811kg,载重16t。运输其它材料、设备时总重不超过5.8t。
(2)钢丝绳选择
钢丝绳型号为:
24NAT6×7+FC-1670 -ZS-319-202。
(3)各点张力计算
无极绳运输系统图
①空、重车段阻力
空车向上运输,其阻力为:
重车向下运输,其阻力为:
式中:Fk——空车段阻力,N;
FZ——重车段阻力,N;
ω——矿车阻力系数,取ω=0.015;
α——运输线路倾角,9°;
f——钢丝绳运行阻力系数,取f=0.25;
n——单侧挂车数量,1辆;
q——矿车装载质量,5800kg;
q0——矿车质量,811kg;
p——钢丝绳单位长度质量,2.02kg/m;
L——运输线路距离,1100m。
以钢丝绳承受最大负荷,进行计算,则n=1;所以:
②运输系统各点张力
首先要确定运输系统中最小张力点:在重车向下运输时,最小张力点在主动绳轮的绕出点S1。
各点张力为:
式中:K——钢丝绳绕导向轮的阻力系数,取K=1.06。
③钢丝绳规格确定之后,检验安全系数
式中:Fb——钢丝绳中钢丝破断拉力之和,N;
Sm——运输系统中最大静张力,N;
m——钢丝绳安全系数。
符合《煤矿安全规程》第四百条要求。
(4)无极绳绞车选择计算
①静张力和静张力差
无极绳绞车单轨运行,最大静张力不得大于无极绳绞车的最大静张力差。
式中:Fj——选用无极绳绞车最大牵引力,N;
S5——运输系统最大张力,N。
经检验,符合要求。
②摩擦力校验
式中:Km——钢丝绳与主动轮摩擦力备用系数;
μ——钢丝绳与主绳轮摩擦系数,0.12~0.14;
α——钢丝绳在主动轮上的围抱角,5π。
摩擦力符合安全稳定运行要求。
③制动可靠性校验
当电动机处于发电机方式运转时,必须校验制动的可靠性。即在制动过程中,制动距离不超过3.0m的条件下,验算主动绳轮不打滑的条件。
制动时减速度
式中:b——制动时减速度,m/s2;
v——钢丝绳运行速度,m/s;
l——制动距离,取l=3.0m。
制动时下放重车段增加的张力
式中:Fx——制动时提重车段增加的张力,N;
n——重车侧挂车数量,辆。
制动时上提空车段减少的张力
式中:Fs——制动时送空车段减少的张力,N。
④钢丝绳不打滑条件验算
按照摩擦传动条件,,则在制动时,使钢丝绳不打滑,必须满足下列条件:
计算如下:
满足条件,所以钢丝绳不打滑。
(5)电动机功率
式中:P——无极绳绞车电动机功率,kW;
Kb——功率备用系数,取1.3;
v——无极绳绞车运行速度,1.0 m/s;
η——机械传动功率,一般取η=0.85。
通过以上的计算,现有JW1600/80型无极绳绞车,可以满足矿井运输的需要。
(6)无极绳绞车的保护措施
JW1600/80型矿用无极绳绞车使用时,应采取轨道防滑措施、托绳轮(辊)按设计要求装置,并保持转动灵活、加设防跑偏装置、制动器和拉紧装置等。配用ZWJ-127Z矿用无极绳绞车综合保护系统,具备实时监控、速度显示、紧急停车、过卷保护,并具有岔道语音警示,沿道语音通讯等功能,与无极绳绞车电控开关配合使用,实现绞车自动化控制。
(7)供电及控制
3500轨道巷JW1600/80型无极绳绞车选用KDK4矿用隔爆型电机软起动控制器,电源引自井下中央变电所。
B、五采区轨道下山调度绞车选型计算:
五采区轨道下山巷布置2部JD-1.6型调度绞车,巷道长415m,最大倾角5°,单部调度绞车最大运输距离为252m,负责材料、设备和大件的辅助运输任务,轨型30kg/m、轨距600mm。
JD-1.6型调度绞车主要技术参数
型号 牵引力(kN) 卷筒(mm) 容绳量(m) 钢丝绳(mm) 电机 重量
直径 宽度 直径 速度 型号 功率(kW) 电压(V
JD-1.6 16 310 400 400 16 1.2 JBJL-25 25 380/660 1470
①钢丝绳型号
16NAT6×7+FC-1670-ZS-142-89.9。
②最大静张力
最大件为中间架不可拆件,重5.8t,用MP16-6型16t平板车,平板车自重811kg,载重16t。运输其它材料、设备时总重不超过5.8t。
③钢丝绳安全系数
m=1.134×142/7.1=22.7>6.5
④电机功率验算
式中:N——提升电动机估算功率,kW;
Q——一次实际提升量,kg;
v——提升速度,1.2m/s;
η——减速器的传动效率,η=0.85;
K——矿井阻力系数,K=1.15;
g——重力加速度,取9.81m/s2。
配用电机型号JBJL-25,功率25kW,满足要求。
C、回风顺槽巷调度绞车选型计算:
回风顺槽布置2部JD-2.5型调度绞车,最大倾角5°,巷道长336m,负责材料、设备和大件的辅助运输任务,轨型30kg/m、轨距600mm。
JD-2.5型调度绞车主要技术参数
型号 牵引力(kN) 卷筒(mm) 容绳量(m) 钢丝绳(mm) 电机 重量
直径 宽度 直径 速度 型号 功率(kW) 电压(V)
JD-2.5 25 620 580 400 20 1.25 JBL-40 40 380/660 2700
①钢丝绳型号
20NAT6×7+FC-1670-ZS-222-140。
②最大静张力
液压支架在回风顺槽口进行组装,组装后重15.1t,用MP16-6型16t平板车,平板车自重811kg,载重16t。运输其它材料、设备时总重不超过15.1t。
③钢丝绳安全系数
m=1.134×222/17=14.8>6.5
④电机功率验算
式中:N——提升电动机估算功率,kW;
Q——一次实际提升量,kg;
v——提升速度,1.25m/s;
η——减速器的传动效率,η=0.85;
K——矿井阻力系数,K=1.15;
g——重力加速度,取9.81m/s2。
配用电机型号JBL-40,功率40kW,满足要求。
2、辅助运输可能发生的事故
矿车事故:矿车在运输的过程中,可能出现车辆在运行中碰撞、伤人事故的发生。
3、防治辅助运输事故的主要措施
(1)必须设置“一坡三挡”。即安装能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的防跑车保护装置;在各车场安装能防带绳车辆误入非运行车场的阻车器;在上部车场入口安装能够控制车辆进入摘挂钩地点的阻车器;在上部平车场接近变坡点处,安装能够阻止未连结的车辆滑入斜巷的阻车器。
(2)提升的各车场设有信号硐室及躲避硐,各车场设有信号。
(3)运送物料时,把钩工必须检查牵引车数,连接及装载情况,不合要求时不得发出开车信号。上停车场阻车器(挡车器)必须灵敏可靠。
(4)巷道有规范的行人道。在进行辅助运输时,要严格执行“行车不行人”、“行人不行车”的规定。
(5)辅助运输轨距按600 mm轨距设计,轨型为30kg/m,铺设及维护质量符合规范要求,轨型、道岔选择按国家标准执行。
(6)矿井轨道使用期间应加强维护,定期检修。
9.1.7 井底及采区煤仓事故的防治措施
设计井底煤仓为净径Ф=6.0m的圆形立仓,倾角90°,煤仓仓体长30m,有效容积为800t,砼碹厚300mm。煤仓下口设给煤机,直接装载煤炭至主斜井带式输送机上提升至地面。
在井底煤仓设置有煤位传感器,监测煤位情况,煤仓上口布置有甲烷传感器,用于监测煤仓上口瓦斯情况。
9.2 胶带运输设备
9.2.1、胶带运输设备
1、五采区运输巷煤炭运输设备选型:
3500运输巷长L=935m,平均倾角α=1°,向上运输,提升高度H=16.3m,设计选用1部DTL80/40/2×55型带式输送机运输煤炭,电机功率2×55kW。考虑工作面采煤机峰值煤量和掘进煤量,带式输送机小时运输量按Q=400t/h计算。选型计算如下:
(1)简化后的带式输送机布置图如下所示:
(2)带宽验算
①按运行能力确定带宽:
式中:K——断面系数,K=400;
γ——散煤容重,γ=0.9;
C——倾角系数,C=1.0;
ξ——速度系数,ξ=0.98。
②按原煤的最大粒度确定带宽
式中:——原煤的最大粒度,取。
根据计算,选择带宽为800mm的带式输送机,满足要求。
(3)圆周力计算:
传动滚筒圆周力按以下公式计算:
式中:C——附加阻力系数,取1.1;
FH——主要阻力,物料、输送带及托辊等运行引起的阻力,N;
FS1——主要特种阻力,托辊前倾及导料槽引起的阻力,N;
FS2——附加特种阻力,清扫器、犁式卸料器等引起的阻力,
N;
FSt——输送机倾斜阻力,N。
①主要阻力
式中:FH——主要阻力,N;
f——模拟摩擦系数,取0.03;
L——输送机头尾滚筒中心距,m;
——每米物料重,
——上部托辊转动部分重量,8.83kg/m;
——下部托辊转动部分重量,2.93 kg/m;
——胶带为PVG800S型橡胶面整芯带,带强800N/mm,
每米带重10.9 kg/m。
由此,经计算得