倒拉绞车设计

宏阳煤矿东翼胶带大巷倒拉绞车提升设计说明书编制人：毛安龙区队长：卢兆驰施工单位：掘进一区编制日期:2014年10月13日执行日期:2013年10月日会审意见会审单位及人员签字编写人：区队长：机电科：技术科：安监科：达标办：调度室：机电矿长安全矿长：生产矿长：总工程师：矿长：1东翼胶带大巷倒拉绞车提升设计设计说明：为便于巷道掘进施工，在东翼胶带大巷斜巷安设一部倒拉绞车，斜巷长度约316m，斜巷最大坡度10°，主要用于倒拉提升矸石、物料、挪移耙装机等，以最大提升5辆矿车（约12000kg）进行设计，对钢丝绳、绞车及防跑车装置进行设计预选，设计计算结果如下：一、绞车及钢丝绳选型计算按最大提升5辆矿车（约12000kg），计算绞车及钢丝绳牵引力。预选6×19S+FC-Φ18.5，抗拉强度为1670Mpa，GB8918-2006重要用途钢丝绳，JD-4.0调度绞车提升，则F提=m1·g·(sinα+f1·cosα)+M·g·L·(sinα+f2·cosα)+M·g·L·f2·cosα-M·g·L·sinα=12000×9.81×（sin10°+0.015×cos10°）+1.78×9.81×316×（sin10°+0.25×cos10°）+1.78×9.81×316×0.25×cos10°-1.78×9.81×316×sin10°=24.9KN式中：m1——运输设备最大重量5辆矿车（12000kg）M——钢丝绳单位重量1.78kg/mf1——运输设备摩擦系数矿车为滚动轴承，取0.015f2——钢丝绳摩擦系数与托绳轮滑动磨擦，取0.25α——斜巷最大坡度10°g——重力加速度9.81m/s²L——提升长度316m选用：6×19S+FC-Φ22抗拉强度为1670Mpa，GB8918-2006重要用途钢丝绳，依据《GB8918-2006重要用途钢丝绳》其最小钢丝绳破断拉力总和为F=267×1.214=324.138kN，则安全系数F=324.138÷24.9=136.5，即钢丝绳满足提升重量要求，符合规程要求。选用：JD-4.0调度绞车，其最小牵引力Fmin=40kN24.9，满足要求。二、绞车基础2本着满足提运要求，方便现场施工，保证安全的原则，绞车采用预埋基础架进行浇灌的方法。1、绞车基础固定方法：安装绞车时，采用加工预埋架的方法时，预埋架使用锚杆直径不小于20mm且整体进行连接，并用混凝土进行浇灌。2、强度计算：根据钢丝绳选型计算，绞车牵引力为F=24.9N，不考虑钢丝绳与水平面的夹角，绞车所受的水平分力最大为F，按此分析基础及连接件的受力，地锚要求的安全系数大于2，按此计算：（1）通过分析地锚受的是剪切力：Φ20mm地锚的屈服强度为500MPa，而地锚的剪切强度为屈服强度的2/3左右，τ=500×2/3=333.33Mpa，故剪切力Fг=πR２×τ=πR２×333.33=126.645kN，按1根锚杆计算，126.645÷24.9=5.0，10根锚杆为4×5=20，202，所以地锚抗剪能力满足要求（锚杆的弯曲变形很小，忽略不计）。（2）底板的抗压强度Q=16.59Mpa，底板对锚杆的阻力Ft=16.59÷9.81×160×2.2=595kN，595÷24.9=23.9，23.92，所以底板对锚杆的阻力满足要求。通过对地锚的抗剪切计算，锚杆抗剪能力满足，此处不再计算。用直径不小于20mm的锚杆加工基础架的方式满足要求。3、绞车安装及固定：采用基础架固定绞车方法时：根据加工基础架尺寸挖设相应基础规格，将基础架放入后，尽量将基础架锚杆上端头处置于同一水平面后用C40（水泥：沙：石子重量比=1:1.53:2.39）混凝土进行浇灌，并捣实，使锚杆外露满足绞车安装即可。三、斜巷安全设施附：挡车设施选用计算过程原始数据巷道倾角α10o最大提升重量Qc12000kg跑车距离Lp100m（跑车距离按100m计算）跑车初速V01.250m/s挡车设施在静力下的变形量δ0.5m（以老虎套子宽度大于车宽800mm左右时的形变计）常数重力加速度g9.81m/s23轨道与矿车滚动摩擦系数μ0.01钢丝绳许用安全系数m3重车作用在挡车设施上的静力QQ=Qc·(sinα-μcosα)g=19335N车辆与挡车设施相撞时的速度VkVk=[2gLp(sinα-μcosα)+V02]1/2=18m/s挡车设施在静力下的变形量δδ=0.5m动荷系数KK=1+(1+Vk2/gδ)1/2=9．18跑车时的冲击力：F1=K·Q=177013.79N=177.01kN预选绳套钢丝绳Fgmin=F1·m=531.03kN数量n=531.03/324.138=1.638故选择6×19S+FC-Φ22钢丝绳至少2根方能符合要求，施工期间按不少于3根进行安设。1、斜巷中间应根据斜巷长度安设若干道跑车防护装置，以确保能够有效阻止运行中断绳、连接装置断裂、脱钩、绞车失控等下滑的车辆。超速吊梁（挡车栏），其打杆距吊梁（挡车栏）的距离为20～25m(10°)，斜巷内跑车防护装置不大于100米设一组。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阻车器。如按主要运输巷设计提升5辆矿车，串车长约10.5米，阻车器距下变坡点不小于16米。3、斜巷应安设托绳滚，安装间距不大于20米。4、斜巷施工时，斜巷下变坡点以上、上变坡点以下10～20米各安设一道常闭式安全门（安全门采用钢丝绳制作，钢丝绳绳径最低为22mm）；距耙装机机尾不超过10米安设一道常闭安全门，并随耙装机前移。斜巷内挡车设施必须为柔性装置，且变坡点段挡车设施，必须采用网兜方式，钢丝绳的道数不得少于3道。绞车前方8～15米必须安设两道护身柱，并确保护身柱接地牢固。4附斜巷安全设施安装表东翼胶带大巷斜巷地点安全设施安全设施要求下变坡点以上10～20米，上变坡点以下略大于1列车长度常闭式安全门采用网兜方式，使用柔性装置，采用不少于3道绳径不小于22mm的钢丝绳。距耙装机机尾不超过10米第一道常闭安全门该常闭安全门随耙装机前移，采用不于3道绳径为22mm的钢丝绳斜巷内跑车防护装置不大于100米设一组超速吊梁打杆距吊梁（挡车栏）的距离为20～25m(10°)绞车前方8～15米护身柱护身柱设置两道四、回头轮的固定方法1、挪移耙装机用回头轮：用至少2根规格不小于KMG500-20-2000mm的锚杆固定在底板或帮部，通过直径不小于Φ15.5mm钢丝绳与回头轮连接，回头轮不得小于10T。挪移耙装机时强度计算：根据钢丝绳选型计算，提升最大牵引力F＝24.9KN，回头轮所受的水平力最大为F，按此分析基础及连接件的受力，地锚要求的安全系数大于2。按此计算：（1）通过分析地锚受的是剪切力：Φ20mm地锚的屈服强度为500MPa,而地锚的剪切强度为屈服强度的2/3左右，τ=500×2/3=333.33Mpa，故剪切力Fг=πR２×τ=πR２×333.33=126.645kN，按1根锚杆计算，126.645÷24.9=5.1，2根锚杆为2×5.1=10，10.22，所以地锚抗剪能力满足要求（锚杆的弯曲变形很小，忽略不计）。（2）底板的抗压强度Q=16.59Mpa，底板对锚杆的阻力Ft=16.59÷9.81×160×2.2=595kN，595÷24.9=23.9，23.92，所以底板对锚杆的阻力满足要求。综上所述，此方法安设回头轮满足挪移耙装机的要求。2、提升用回头轮：回头轮用直径不小于Φ15.5mm钢丝绳套至少3根固定在耙装机5台车上，导向轮采用至少一根规格不小于KMG500-20-2000mm的锚杆固定在底板或帮部。回头轮不得小于20T，导向轮不小于10T。提升重物时强度计算：Φ15.5mm钢丝绳的最小钢丝破断拉力总和为F=133×1.214=161.46kN，则安全系数F=161.46×3÷24.9=12.16.5，即所选钢丝绳满足提升重量要求。五、安全技术措施1、斜巷提升时，司机精力要集中，接信号无误后方可开车。提升期间，严禁绞车运行时速度忽紧忽慢，以保证平稳的提放矿车。在下放矿车时，应与把钩工配合好，随推车随放绳，禁止留有余绳，以防车过变坡点后突然加速绷断钢丝绳而出现事故。2、绞车处必须有足够的操作空间，司机必须站在护身板后侧进行操作，严禁站在绞车滚筒前侧（出绳侧）或绞车侧面进行操作，严禁在绞车滚筒护身板侧出绳拉车；绞车盘绳时，严禁用手拨或脚蹬进行盘绳。3、严禁绞车司机兼做摘挂钩工作。把钩工进行摘挂工作时，必须站立在轨道外侧操作，且保持距外侧钢轨200mm左右的距离，禁止身体探入车辆之间，禁止车辆未停稳摘挂钩。4、每次挂钩完毕后，必须首先对矿车装载、联接装置、保险绳进行详细检查，确认无误后，无问题后，方可进入把钩硐室打点行车。5、矿车掉道时，不准用绞车硬拉复轨，以免损坏轨道或烧坏电机。必须采取复轨措施就地复轨。复轨时必须遵守下列规定：(1)有专人指挥，(2)将矿车稳住，先抬一头上轨，后抬另一头复位，(3)用铁轨、撬杠使矿车复位时应注意自身及他人安全，(4)用机械复位时，严禁生拉硬拖矿车，(5)斜巷中处理掉道时，不许摘钩，不许有余绳。6、绞车安装期间，起吊作业时，必须保证吊点吊具安全可靠，可连接部件相互配套，吊具吊点承受载荷不小于起吊重物重量。起吊作业期间，严禁任何人员站在重物下方及倒链斜受力方向，施工期间制定安全负责人进行现场指挥。7、绞车提升用钢丝绳长度可随斜巷掘进施工进行调整，需保证钢丝绳长度满足斜巷及车场长度的两倍，且绞车容绳量不超过650m。主钩头和保险绳必须在挂销子处用铁绳皮进行保护，并且绳头插接长度不得少于绳径的20倍，此项工作必须由专职的机修工操作。8、因绞车基础位于水沟侧，施工基础时水沟不再打设，可用不少于2根直径为159mm钢管进行预留导水。69、掘进期间为提高出矸效率，可在耙装机上安装过载槽，斜巷段施工期间耙装机在下变坡点第一次及上变坡点处最后一次挪移耙装机时，耙装机距迎头最大距离以不大于70m为宜。10、在斜巷中装卸车或吊车时，不准摘钩，必须待矿车停稳后，在矿车下方设置防止车辆下滑的挡车设施(如：挡车吊梁或磕头虫阻车器或在车下方用道木打“+”字形，挡牢车辆)，开启红灯，人员禁止在矿车下方的斜巷中工作或行走。11、因斜巷距离较长，为便于施工，人员可在绞车及钢丝绳停止运行时跨越钢丝绳。12、斜巷掘进施工期间为防止放炮时损坏语音信箱，第一次挪移耙装机后需在下平巷处安设语音信箱，斜巷段可暂不安设，待施工至上平巷段形成条件后需按标准安设。六、结论东翼运输大巷下平巷使用JD-4.0型绞车，最大提升重量为12000kg，每次最多提拉5辆车（斜巷段掘进期间以提升不大于2辆为宜），最大提升坡度为10°，提升长度约330m，各处常闭式安全门及防跑车装置选用6×19S+FC-Φ22钢丝绳3根方能满足现场提升需求，其它各相关提升设施均应按照上述要求进行安设、布置。