新型斜巷防跑车安全保护装置的研制与应用参考文本

新型斜巷防跑车安全保护装置的研制与应用参考文

本

In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each

Link To Achieve Risk Control And Planning

某某管理中心

XX年XX月

新型斜巷防跑车安全保护装置的研制与

应用参考文本

使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。

一、项目背景：

据有关统计资料表明，大屯矿区自建矿至今，斜巷运

输的事故死亡人数占死亡总人数的37.96%，分析其原因都

是由于断绳、脱钩等造成跑车事故而致，大屯矿区现有的

斜巷挡车装置有两种：一种是矿井采区主要斜巷运输巷道

中使用的SRC─102型雷达挡车器，该挡车器存在监控范围

小（斜巷变坡点向下只有30—50米）、成本高（一套高达

80000多元）、产品本身内部系统结构复杂，操作程序繁

琐（导致机械本身故障率高）等缺点；另一种是矿井采区

内部辅助斜巷中及上下山施工过程中使用的门式挡车器，

为满足车辆撞击时的强度要求，门式挡车器安全门的门

轴、门柱及横档均采用的是11#工字钢，或不低于该工字钢强度的钢轨制作，因此该挡车器存在横档重量大，横档与门轴、门柱相互之间摩擦力大，现场不便于操作等缺点，不能为现场职工正常使用该挡车器提供物质保障，导致该挡车器在现场得不到正常使用。

二、概述：

我们本着造价成本低，能全过程监控斜巷中的车辆运行状况，产品本质安全，性能稳定可靠等原则，经过现场不断的摸索、演练和反复的推理、计算，自行设计研制了一种新型的斜巷跑车防护装置——鼠式挡车器。它由鼠式装置及吸能装置两部分构成，该挡车器可在斜巷变坡点向下每100米范围内安装一套，不仅能够避免斜巷运输过程中，任何一个地点由于断绳、脱钩等造成跑车事故的发生，对车辆在斜巷中的运行状况进行全过程监控，而且造价便宜，安装方便，本质安全，性能稳定可靠。

三、工作原理及强度验算：

1、鼠式挡车器捕车速度的确定：

鼠式挡车器为常开式挡车装置，工作方式为连续工作，从鼠式挡车器在斜巷的安装示意图中可以看出，矿车运行过程中来回均要撞击制动杠杆L，但要想使联接装置摆杆钩上的牵引钢丝绳脱开，挡车网落下拦截车辆，杠杆L 最少所需克服的重力势能为：

EP=mLgh

式中：mL——杠杆L的质量（千克）

g——重力加速度，g=9.8 m/s2

h——杠杆L上升的有效高度（米）

即EP=mL×9.8×?×1.65

=8.08mL

忽略空气阻力和撞击时的能量损耗，根据机械能守恒定律：

EP= mL gh

= ?mL V2

=8.08mL

即捕车速度V=4.0m/s

从上面的计算结果可以看出，矿车在正常运行状况下（V≤4.0m/s），制动杠杆L不能撞击到鼠式挡车器中的联接装置M，使挡车网落下拦截车辆。但只要当V大于《煤矿安全规程》中规定的斜巷矿车最大运行速度4.0 m/s 时。制动杠杆L就会剧烈撞击联接装置M，使挂于联接装置M摆杆钩上的挡车牵引钢丝绳脱开，挡车网落下拦截车辆。

2、鼠式挡车器动能吸收装置的强度计算：

2.1、作用于挡车网上冲击力P的强度计算：

串车与挡车网相撞，按一辆矿车相撞的情况计算作用于挡车网上的冲击力，这是目前计算冲击力时广泛采用的

办法。其理论基础在于，组成串车的矿车是以连接环相连接的，属于软连接。串车加速运行时，连接环是拉紧的，当第一辆矿车于挡车网相撞的△t时间内，第二辆矿车由于矿车之间的间隙尚未撞击到第一辆矿车，或者说，第二辆矿车撞击第一辆矿车的瞬间，第一辆矿车于挡车网的撞击过程已经完成。同理，后一辆矿车撞击前一辆矿车时，前一辆矿车的撞击过程也已经完成。因此，无论矿车数为多少，均以一辆矿车的冲击力为计算依据。

P=KQ（N）

式中：Q——重车作用在挡车网上的静力，N；

Q=（Q。+Q1）（Sinσ-μCosσ）g

Q。——矿车自重，kg，取Q。=640 kg；

Q1 ——矿车载重，kg，取最大值，Q1=1800 kg；

σ——斜巷倾角,取σ=20o；

μ——钢轨与矿车之间的滚动磨擦系数，取μ=0.01；

Q=（640+1800）（Sin20o―0.01Cos20o）×9.8

=7953.23N

K——动载荷系数,

K=1+[1+Vk2/(gδ。)]1/2

Vk——撞击挡车网时的矿车速度

《煤矿安全规程》中规定,在斜巷运输过程中,矿车的最大速度不应超过4.0 m/s,鼠式挡车器在斜巷中每100米范围内安装一套,因此Vk的最大值为：

Vk=4+gt

t——矿车断绳或脱钩后到达挡车网处所需的最大时间S。因为100=4t+1/2gt2

t=4.128S

所以Vk =4+9.8×4.128

=44.45 m/s

δ。——矿车碰头的弹性变形,m,G—1 型矿车为双列

螺旋弹簧钢碰头,其弹簧钢度k=529.2×103N/m δ。=Q/K

=7953.23/529200

=0.015m

K =1+[1+44.452/(9.8×0.015)]1/2

=116.93

P=KQ

=116.93×7953.23

=0.93×106N

2．2动能吸收装置的强度计算：

（1）φ24（6×24）mm钢丝绳挡车网的强度计算：一根φ24（6×24）mm钢丝绳破断拉力总和为40950kgf，挡车网采用了四根φ24（6×24）mm钢丝绳，因此，挡车网的破断拉力总和为1.61×106N （2）吸能装置安装基础的强度计算：

φ20×2000mm螺纹钢树脂锚杆的最大锚固力为15吨∕根，安装基础采用了12根φ20×2000mm螺纹钢树脂锚杆，因此，吸能装置安装基础能承受的最大拉力为1.76×106N。

2．3结论：

从上面的计算结果可以看出鼠式挡车器动能吸收装置能承受的最大拉力远远大于作用在挡车网上的冲击力P，因此，鼠式挡车器动能吸收装置的强度完全符合安全要求。

四、安装：

鼠式装置的安装采用4根φ20×2000mm螺纹钢树脂锚杆，将其固定于轨道中心正上方的巷道顶板上，并保证鼠式装置为水平。为使所拉物体能够顺利通过，鼠式装置的吊挂高度距永久轨面不得小于2.2m,具体情况详见鼠式挡车器在斜巷中的安装示意图。

挡车网在巷道底板上的固定方法为：一边用6根φ20×

2000mm螺纹钢树脂锚杆，将焊有底座的φ159钢管（长度为1m，底座的钢板厚度为10mm）固定在浇灌好的混凝土基础上（混凝土基础深度≮1 m，距轨道的安全距离≮0.7m ，轨道两边各一个）。另外，为缓冲矿车对挡车网钢丝绳的冲击力，可在φ159钢管内装置一个弹性较大的钢性弹簧。最后用四个φ26mm圆保卡子将穿过钢管的钢丝绳一端卡牢。

挡车网在巷道顶板上的吊挂方法为：首先在鼠式装置下方的巷道顶板上安装一定滑轮；然后用一段1×19-9的钢丝绳通过定滑轮将挡车网拉到巷道顶板上，此段1×19-9钢丝绳的另一端挂于鼠式挡车器联接装置M的摆杆钩上，为保证牵引机构的受力平衡，此段牵引钢丝绳应平行于斜巷中线；最后再用一段1×19-9钢丝绳将挡车网于巷道顶板相联，这样当联接装置M摆杆钩上的牵引钢丝绳脱开后，此段钢丝绳将自动把挡车网中的四根φ24（6×24）