毛春雷，吳佑儉

（中鋼集團(tuán) 馬鞍山礦山研究院有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

1 工程概況

崇義縣振宇礦業(yè)有限公司東嶺背鎢錫礦2＃新盲斜井井口標(biāo)高365 m，井底標(biāo)高100 m，傾角28°。提升礦石采用JTP－2.0×1.5型單繩單卷筒纏繞式提升機(jī)，提升速度3.3 m／s，每次提升4輛YFC0.7－6礦車。斜井內(nèi)安裝RJKY37型猴車，用于承擔(dān)人員上下，鋼絲繩型號為6×36WS＋FC－1670－Φ20－ZZ（無油），電機(jī)型號為YBK2－250M－6，380 V，功率37 k W。東嶺背鎢錫礦2＃盲斜井架空乘人索道系統(tǒng)布置見圖1。

圖1 2＃盲斜井架空乘人索道系統(tǒng)布置詳圖

2 2＃盲斜井設(shè)計參數(shù)的確定及安保功能要求

2.1 設(shè)計參數(shù)的確定

2＃盲斜井設(shè)計參數(shù)如下：

井口標(biāo)高（m）： 365；

井底標(biāo)高（m）： 100；

上平巷長（m）： 10；

下平巷長（m）： 20；

平均坡度（°）： 28；

運(yùn)輸斜長L（m）：595。

2.2 安全保護(hù)及信號閉鎖功能要求

崇義縣東嶺背鎢錫礦2＃盲斜井架空乘人索道系統(tǒng)安全保護(hù)項(xiàng)目有：①重錘下限位保護(hù)；②機(jī)頭、機(jī)尾越位保護(hù)；③上變坡點(diǎn)掉繩急停、掉繩捕繩保護(hù)；④全線緊急停車保護(hù)；⑤過速、欠速保護(hù)；⑥制動器動作失效保護(hù)；⑦減速機(jī)油溫保護(hù)；⑧機(jī)頭入繩口、機(jī)尾入繩口保護(hù)；⑨吊椅防過擺保護(hù)；⑩系統(tǒng)防靜電保護(hù)。

3 2＃盲斜井架空乘人索道設(shè)計計算

3.1 主要參數(shù)的確定

（1）預(yù)選電動機(jī)：YBK2－250M－6，功率37 k W，額定轉(zhuǎn)速ne＝980 r／min；

（2）預(yù)選驅(qū)動輪：直徑D＝1.2 m；

（3）預(yù)選減速機(jī)：B3HV9－63－C－HX，減速比i＝63；

（4）預(yù)選鋼絲繩：6×36WS＋FC－1670－Φ20－ZZ；

（5）預(yù)設(shè)最小乘車間距λ1＝18 m，則運(yùn)輸效率Qr＝191人／h；

（6）取托輪間距λ2＝8 m；

（7）驅(qū)動輪繩槽與牽引鋼絲繩間的摩擦系數(shù)μ＝0.25；

（8）牽引繩在驅(qū)動輪上的圍包角α＝180°。

3.2 牽引鋼絲繩張力的計算

架空乘人索道系統(tǒng)設(shè)計計算示意圖見圖2。最小點(diǎn)張力Smin（N）為：

其中：C為鋼繩的撓度系數(shù)，取C＝1 000；q0為預(yù)選牽引鋼繩的每米質(zhì)量，q0＝1.52 kg／m；g為重力加速度，g＝9.80 m／s2。

將已知參數(shù)代入式（1）得Smin＝14 896 N。

圖2 架空乘人索道系統(tǒng)設(shè)計計算示意圖

（1）當(dāng)下放側(cè)無人乘坐而上升側(cè)滿員時（動力運(yùn)行狀態(tài)），線路運(yùn)行阻力為：

其中：Q1為每人人體重量，取Q1＝75 kg；Q2為每把吊椅重量，取Q2＝15 kg；ω為牽引鋼絲繩運(yùn)行阻力系數(shù)，動力運(yùn)行時取ω＝0.02，制動運(yùn)行時取ω＝0.012；α0為斜井平均坡度；L為井筒斜長。

將相關(guān)參數(shù)代入式（2）、式（3）計算得：W4－1＝20 098 N，W2－3＝－6 200 N。

各點(diǎn)張力為：S3＝Smin＝14 896 N，S4＝1.01S3＝15 045 N，S1＝S4＋W4－1＝35 143 N，S2＝S3－W2－3＝21 096 N。

（2）當(dāng)下放側(cè)滿員而上升側(cè)無人時（制動運(yùn)行狀態(tài)），線路運(yùn)行阻力為：

將相關(guān)參數(shù)代入式（4）、式（5）計算得：W4－1＝6 588 N，W2－3＝－18 932 N。

各點(diǎn)張力為：S3＝Smin＝14 896 N，S4＝1.01S3＝15 045 N，S1＝S4＋W4－1＝21 633 N，S2＝S3－W2－3＝33 828 N。

3.3 驅(qū)動輪防滑校驗(yàn)

當(dāng)下放側(cè)無人乘坐而上升側(cè)滿員乘坐時，處于動力運(yùn)行狀態(tài)，且S1－S2＞0，S1／S2＝35 143／21 096＝1.67＜eμα（2.19），符合要求。

當(dāng)下放側(cè)滿員而上升側(cè)無人時，處于制動運(yùn)行狀態(tài)，且S2－S1＞0，S2／S1＝33 828／21 633＝1.56＜eμα（2.19），符合要求。

3.4 電動機(jī)功率的計算

動力運(yùn)行時，所需電機(jī)功率Ne為：

其中：K為電動機(jī)功率備用系數(shù)，一般取K＝1.2；v為鋼絲繩運(yùn)輸速度，v＝0.96 m／s；η為傳動功率，取η為0.80。

將相關(guān)參數(shù)代入式（6），計算得Ne＝20.23 k W。同理，求得制動運(yùn)行時Ne＝17.56 k W。適當(dāng)考慮電機(jī)出力預(yù)留系數(shù)，預(yù)取電機(jī)功率為37 k W較為合適。

選電機(jī)型號為YBK2－250M－6，額定功率為37 k W，額定轉(zhuǎn)速ne＝980 r／min，額定電壓為380 V／660 V，滿足要求。

3.5 牽引鋼絲繩計算

鋼絲繩破斷拉力總和SK為：

其中：m為鋼絲繩的最低安全系數(shù)，取m＝6；Smax為最大張力點(diǎn)張力。將已知參數(shù)代入式（7）計算得SK＝210 858 N。

因此，選擇6×36WS＋FC－1670－Φ20－ZZ（無油系列，q0＝1.52 kg／m）型鋼絲繩，鋼絲繩許用破斷拉力總和為［Sk］＝270 k N，公稱抗拉強(qiáng)度為1 670 MPa［2］。［SK］＞SK，故滿足使用要求。

3.6 計算重錘拉力Si

重錘拉力Si為：

Si＝S3＋S4＝29 941 N .

3.7 確定拉緊行程Li

拉緊行程Li＝0.005×L×2＝0.005×595×2＝5.95 m，考慮富裕系數(shù)，最終確定Li＝7 m。

通過計算得到東嶺背鎢錫礦2＃盲斜井架空乘人索道系統(tǒng)的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)，見表1。

表1 崇義縣東嶺背鎢錫礦架空乘人索道系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)詳表

4 結(jié)語

東嶺背鎢錫礦2＃盲斜井采用的架空乘人裝置不僅能較好地完成人員上下井任務(wù)，還可實(shí)現(xiàn)打點(diǎn)和對講通訊功能及遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。因此可通過雙速控制程序較好地保護(hù)減速機(jī)和動力裝置［3］，又便于慢速時檢查牽引鋼絲繩及各保護(hù)部件，充分體現(xiàn)了斜井架空乘人索道的安全性高、運(yùn)送能力大、動力消耗?。▋H為人車運(yùn)輸功率的1／3～1／5）、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易加工制造、維護(hù)工作量小等優(yōu)勢，且經(jīng)濟(jì)效益顯著。

［1］ 李雪領(lǐng).軌道巷安裝架空乘人裝置應(yīng)用實(shí)踐［J］.礦山機(jī)械，2009（2）：65－66.

［2］ 魏建東，車惠民.斜拉索靜力解及其應(yīng)用［J］.西南交通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1998（5）：539－543.

［3］ 王玉中，余發(fā)山，梁超.基于PLC技術(shù)的交流提升機(jī)電控系統(tǒng)改造［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2005，33（11）：40－42.