204工作面单轨吊设计

陕西正通煤业204工作面单轨吊设计
一、作业环境及设备参数
（一）作业环境
为确保西区204工作面回采时综采配件、排水设备、物料等安全可靠、快速高效地运输，在204两顺槽、204撤面道、205回风顺槽安装单轨吊梁，巷道最大坡度8°最大长度1750m。

（二）设备参数
发动机型号： ZETOR1404-turbo(符合矿井使用条件）
发动机类型：直喷压燃式柴油机
最大输出功率： 81KW
额定转速： 2300min-1
发动机重量： 500kg
发动机起动器：液压式
最大载重量： 16t
联轴器：整体式弹性联轴器
传动：液压静压-可调节形式，液压马达
制动器：液压-机械钳式制动器
最大牵引力： 100KN
最大行驶速度： 4.3km/h
机车总重： 5200kg
水平转弯半径： 4000mm
垂直转弯半径： 8000mm
最大允许坡度： 30°
二、单轨吊选型设计
根据巷道实际情况，参照运输最大部件和单轨道机车最大运行坡度进行选型计算：（物料最大重量16t，最大件巷道坡度最大8°，满足单轨道运输要求最大30°要求）
（一）设备选型计算
单轨道安装于204回风顺槽1750m，最大坡度8°。

1、列车牵引能力计算
列车在牵引状态的F与列车的静阻力阻力和惯性力是平衡的。

F=W o+W i+Wα
式中：
W o-基本阻力，N；
W i-坡道阻力，N；
Wα-惯性力，N。

(1)W o=（P+Q）g.ω=4321.8N
P-列车质量（机车自重5200kg+起吊梁自重2000kg+司机自重150kg+制动车500kg）
Q-货物自重，（取最大件16000kg）
g-重力加速度，9.8m/s2
ω-列车阻力。

按上坡计算：
i-单轨坡度，最大倾角为8度，即i=tan8=0.14
W α=（P+Q ）ν.a
式中：
ν-惯性系数：
a-列车运行加速度，运输最大件时取0.1m/s 2。

ν=G C 2R Jg 41 =1.02 式中：
J-每个承载轮对其轴的转动惯性，2kg.m
2 R-承载轮半径
Gc-承载物体质量，23850kg
上坡牵引最大件16000KN 条件下，所需的理论牵引力为 F=W o +W i +W α=7186.5KN<100kN 。

2、单轨吊选型计算
根据工作面运送最大件16000KN 的荷载，选择DLZ110F-5型单轨吊机车。

根据工作面材料设备的需用量，计算机车台数，并校核机车牵引力和防滑条件。

（1）运送材料设备次数
机车往返一次运行时间： Ty=
60KV
L 2=61min 式中：
Ty-机车往返一次的运行时间；
L-平均运距，1760m；
V-机车运行速度，1.2m/s；
K-速度影响系数，0.8；
机车往返一次的全部时间
T=Ty+Tf=70min
式中：
Ty-机车往返一次的运行时间；
Tf-装载与调车的辅助时间，取9min；
（2）机车总台数
运送材料设备需机车总台数
N=Nn/n=1台。

（3）机车防滑计算
DLZ110F-5型单轨吊机车，保险制动和停车制动装置失效安全型，当机车出现故障时，制动装置自动抱死。

运送最大件的下滑力为：
F4=（P1+P5+P6+P8+P9）×（sinα+ωcosα）g=61KN
防滑系数K，
K=Fz/F4=150/61=2.5＞2满足规程要求
式中：
Fz-机车制动力150KN。

经上述计算：矿井单轨吊重载运输所需牵引力为单轨吊运送最大件16000kg重物时，因此最大荷载，最大坡度8°，加速度
和最大制动距离计算如下：
Fz+Fo-Fg=ma
Fo=（P+Q）g.ω=4321.8KN
Fg=（P+Q）gsin8=32.5KN
a=1.8m/s2
S=v2/2a=1.2m
因此，单轨吊在最大荷载16000kg，最大坡度8°时以最大速度1.2m/s向下运动，制动力矩为1.2m，小于1.2×6s=7.2m，满足要求。

（4）功率计算
P=kFv=1.2×7186×0.5=43.1kw＜81Kw。

K-富裕系数，取1.2。

连接装置主要受力部件以破断强度为准的安全系数必修满足运人时不小于12，运物时不小于10。

经计算，满足要求。

三、单轨吊巷道断面标准
1、断面尺寸
设备运行时会出现左右摆动和上下摆动，应充分考虑这些因素，按单轨吊轮廓尺寸计算。

L1=L+2L2
H1=H+H2
式中：
L1-单轨吊运行宽度，mm；
L-单轨吊设备宽度；
L2 -单轨吊单侧摆动幅度，一般取150mm；
H1-单轨吊运行高度，mm；
L-单轨吊设备高度；
H1-单轨吊向下摆动幅度，一般取200mm；
巷道一般取4600×3100m，两侧安全间隙为0.85mm，曲线段内侧加宽不小于0.1,外侧加宽不小于0.2m。

2、轨道底面距地距离
一般离地高度为2400mm。

四、施工方案
在204两顺槽、204撤面道、205回风顺槽安装单轨吊梁、道岔4副（3左1右）及1组吊挂式机车，轨道梁安装长度，204运输顺槽1732m、204撤面道207m、204回风顺槽1453m、205回风顺槽120m、机车检修硐室35m。

要求轨道梁下部距巷道底板不低于2400mm，运输顺槽轨道梁中心线与巷道偏中心线间600mm。

回风顺槽轨道中心线与巷道中心线间距为1100mm，轨道为重型I140V型号，吊挂式机车为DLZ110F-5型柴油动力机车。

（一）悬吊点打设
悬吊锚杆：悬吊锚杆采用树脂药卷20×2500mm等强螺纹钢式树脂锚杆，每3m打设一组，每组2棵锚杆，每棵锚杆采用2支MSK2850树脂药卷进行锚固，锚杆外露长度200mm，2棵锚杆
的中心距为500mm，锚杆锚固力不得低于105KN；锚杆必须采用双帽进行固定。

悬吊锚索：悬吊锚索采用1×19-Φ21.8mm的预应力非镀锌钢绞线截至而成，长度为6500mm,岩巷段每12m打注一组锚索、煤巷段每3m打注一组锚索，锚索线打设垂直于岩面，每根锚索线采用3支MSK2850树脂药卷进行锚固，锚索线外露长度为
300mm，2根锚索线的中心距为500mm，锚索锚固力不得低于
120KN。

（二）单轨吊轨道安装
1、将现场需要的工具准备妥当。

2、提前将轨道及连接件摆放至指定位置，根据悬吊锚杆、锚索的位置，及现场实际情况，确定好轨道连接方法。

轨道梁高度随巷道高度增加（减少）吊链，锚杆与吊链、摇摆件呈“倒八字”形连接，摇摆件8字板与轨道梁吊耳销子连接，弯道处按照指定眼位打设锚杆（索）。

以人字梯作为辅助，首先在将两段直轨使用平衡梁连接在一起，再用一台1t或2t手拉葫芦将两段直轨提起；用链条固定住安装直轨的自由端，把安装直轨的自由端和已安装轨道的末端固定好，依次进行连接；连接前先用葫芦将直轨稳定住，保证安全。

起吊时，人员站位要合理，不得站在轨道正下方，需站在轨道两侧、避开重物坠落可能伤及人身安全的区域。

并且在工作区域前后5m外设置警戒，人员通过需经工作人员允许。

连接好一段后根据实际情况再做相应的调整，必须保证轨道安装成一条线，无明显错岔。

当遇有斜坡或弯道时，斜坡度数超过15°时，每隔3m至15m 在单轨吊轨道两侧巷道安装一组横拉装置，使用优质Φ18×64mm 圆环链进行横拉保护；如遇在弯道段处，安装横向固定拉链一组。

单轨吊轨道线路悬吊高度必须保证运输物料下方与底板距
离不小于200mm，敷设的轨道中心线距巷帮最小距离不得小于1.2m，轨道底面距离巷道底板的距离不得小于2.4m。

轨道调整好以后，在轨道的终端安装一个阻车器，并用红色漆防腐。

五、施工标准
1、直轨线路：
（1）接头平整度：水平、垂直偏差均不得大于3mm。

（2）方向：目视直顺，轨道无明显变形，接头摆角允许偏差：水平不超过3°，垂直不超过5°。

（3）下轨面接头轨缝不大于5mm。

2、弯轨线路：
（1）接头平整度：水平、垂直偏差均不得大于3mm。

（2）方向：目视直顺，轨道无明显变形，接头摆角允许偏差：水平不超过3°，垂直不超过5°。

（3）下轨面接头轨缝不得大于3.5mm。

（4）弯道曲率半径由机车性能及巷道实际情况确定。

3、道岔线路：
（1）接头平整度：水平、垂直偏差均不得大于3mm。

（2）方向：目视直顺，轨道无明显变形，接头摆角允许偏差：水平不超过3°，垂直不超过5°。

（3）道岔的岔尖的结合处不得大于3mm。

（4）道岔锁定装置的结合处不得大于3mm。