煤矿斜井轨道提升运输跑车防护装置选型设计方案

煤矿斜井轨道提升运输跑车防护装置选型

设计方案

编制：******

审核：

机电科：

机电副总：

主管矿长：

总工：

机电动力科

二零一六年一月

斜井运输是煤矿运输的重要环节，斜井跑车事故是较为常见事故，一旦发生钢丝绳断绳或脱钩等跑车事故，就可能造成设备损坏、中断斜井运输等经济损失，严重时还可能造成人员伤亡。《煤矿安全规程》第三百七十条明确规定：“倾斜井巷内使用串车提升时必须遵守下列规定：（一）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”。煤矿斜井运输巷道主要有进风井、副井、10**轨道下山、10**材料绕道、15**轨道上山、25**辅运大巷和25**皮带机头上山，为了保障以上巷道提升运输安全，按照规程要求对跑车防护装置进行选型设计。

一、跑车防护装置的形式

跑车防护装置为常闭型，该装置一般由PLC控制器、传感器、吸能器、执行机构及挡车栏等组成。原理图如下所示：

3000～5000

C 段B 段

下变坡点

上变坡点SC传感器

A 段30000

吸能器SA传感器

执行机构及挡车栏

（单位：mm）

正常情况下跑车防护装置为常闭状态。①当矿车下行时，

前后轮经过“SA ”传感器，“SA ”感应到两个信号经PLC 判定为矿车正常行驶速度时，PLC 将发出命令让执行机构将挡车栏提升，让矿车通过。当矿车下行越过传感器“SC ”后，传感器“SC ”将发出矿车下行通过挡车栏信号,PLC 控制器将控制电机反转进行下放挡车栏。②当矿车上行经过轨道传感器“SC ”时，轨道传感器“SC ”将发出矿车上行通过信号，PLC 电控箱控制上提挡车栏，让矿车通过。当矿车上行越过传感器“SA ”后，传感器“SA ”将发出矿车上行通过挡车栏信号,PLC 控制器将控制电机反转进行下放挡车栏。③若矿车速度超出正常运行速度时，PLC 不动作，挡车栏保持放下的位置即常闭状态，对矿车有效拦住，保障了巷道下部设备和人员的安全。

二、跑车防护装置选型计算

结合上述跑车防护装置原理，对其吸收冲击能量的分析

计算如下：根据能量守恒定律，矿车在井筒内任意一点发生跑车事故，到矿车被跑车防护装置拦下所发生的能量变化为：矿车在发生跑车事故点的动能（即矿车正常下放的最大动能）与矿车被拦下，所经过斜坡长度矿车势能减少的和应该等于矿车在轨道上摩擦损失的能量与跑车防护装置吸收能量的和，公式如下：

αμ＋α＝cos E sin 2

12mgL mgL mv +……………………………………⑴ 可计算得跑车防护装置吸收能量：

αμα＝cos sin 2

1E 2mgL mgL mv -+……………………………………⑵ 当已知跑车防护装置的吸能器的吸收能量，可计算出跑车防护装置斜巷安装间距：

α）μα＝cos sin (21L 2

--

mg mv E …………………………………………⑶ 式中：

L ——从跑车开始到矿车被挡车栏拦住所经过斜坡长度，m ；

m ——发生跑车的矿车或串车质量，kg ；

E ——跑车防护装置吸收能量，J ；

α——斜坡轨道的倾角，度；

μ——矿车或串车运行阻力系数，取μ=0.015；

g ——重力加速度，取g=9.8m/s2 ；

v ——矿车最大运行速度，m/s ；

查询煤安网可知：通过煤安认证拥有煤安标志的跑车防护装置生产厂家所生产的吸能器的吸收能量一般在 1.0～2.4MJ之间。经比较，选择ZDC30-2.2型跑车防护装置，该装置适用巷道最大倾角:30º；最大挡车距离92m（巷道倾角30°，矿车总质量5T时）；最大抗冲击能量: 2.2MJ；最大缓冲阻力:220KN，详细参数如下：

1.挡车栏

a)适用巷道最大倾角: 30º；

b)最大挡车距离92m（巷道倾角30°，矿车总质量5T 时）；

c)最大抗冲击能量: 2.2MJ；

d)缓冲距离: 0.3-10m；

e)最大缓冲阻力: 220KN；

f)挡车栏：普通型；

g)工作方式：常闭式；

h)重量：网架：100kg；吸能器：520kg；

i)钢丝绳（吸能器用钢丝绳、挡车网用钢丝绳）：6×37(Φ30)。

2.收放绞车

a)电机型号：YB2-90L-4,工作电压：AC660(380)V,1.5kW,防爆标志：ExdI；

b)减速机： WPA80；减速比：1:50；

c)钢丝绳规格型号：Φ8(6×19)；

d)提升速度： 0.3米/秒（完成一次提升时间：8S）；

e)最大提升力： 1500N。

f)绳轮：直径：300mm，宽度：168mm，高度：63mm，容绳量：15m。

g)外形尺寸： 620×470×320mm；

h)重量： 60kg。

3.电控箱

a)工作电压： AC660(380)V。

b)最高输出电压： DC23.5V。

c)最大输出电流： DC110mA。

d)PLC可编程电控箱额定输入电源：AC210V 50Hz

e)防爆标志： Exd[ib]I

f)外形尺寸： 612mm×440mm×214mm

g)重量： 63kg

4.传感器

a)本安电压： DC23.5V。

b)本安电流： DC15mA.

c)防爆标志： ExibI

d)外形尺寸：Φ30×60mm（Φ18×50mm）

e)重量： 130g(100g)