架空人车（精选3篇）
架空人车 篇1
千秋煤矿架空人车下山 (进风下山) 长约540 m, 其右侧的5个一分层工作面均已回采完毕, 二、三分层未回采:其左侧的21101、21102两分层已回采完毕, 21181综放一次采全高工作面于2005年10月回采完毕, 21112综放工作面于2005年10月开始回采。
架空人车下山为全煤巷道, 沿底掘进。该区域煤层顶板等高线变化平缓, 倾角13°～14°, 但煤层厚度变化比较大, 3905、3803钻孔揭露煤厚分别为12.6, 8.5 m, 3807钻孔揭露煤厚20.3 m, 下山左侧煤层厚度较大, 下山右侧煤层厚度较小, 上部区域煤层厚度较小, 下部煤层厚度较大。据3807号钻孔实际揭露, 二煤厚20.32 m;二煤顶板泥岩厚23.37 m。二煤底板为含砾黏土岩, 厚3.48 m, 灰色;其下为泥岩, 厚1.17 m;基本底为细砂岩, 厚10.16 m, 泥和硅质胶结, 夹泥岩薄层, 具斜层理和小型交错层理。当下山巷道沿煤层底板全煤布置时, 顶板30～40 m、底板4～5 m均为软弱煤层或岩层, 因此巷道施工过程中围岩稳定性较差, 受采动影响, 围岩松动破坏范围较大, 给巷道支护带来难度, 也给巷道后期维护造成困难[1]。
1 架空人车下山支护与破坏状况
巷道支护原采用U型钢拱形支架支护, 喷浆封闭。由于底鼓严重, 反复的起底工作导致拱形支架两腿失去支撑甚至悬空, 两腿受挤压内移, 巷道宽度变小, 影响架空人车的正常运行。巷道受破坏状况如图1所示, U型钢拱形支架承载能力如图2所示, 可见支架承受侧向压力的能力是很低的, 特别是当底鼓严重、反复起底, 导致拱形支架两腿失去根基甚至悬空时, 很容易造成支架两腿内移, 断面缩小, 影响巷道正常使用。架空人车下山U型钢拱形支架支护巷道变形破坏严重, 表明现有的支护强度不足, 不能达到支护效果。
2 支护设计原则
(1) 以主动加固代替被动承载, 尤其要避免支架棚腿水平压力。
巷道围岩压力主要由围岩自身来承载, 支架只承载很小的部分, 因此加固围岩、提高围岩强度是最科学、最有效、最经济的技术手段。实践证明, U型钢拱形支架在未采取壁后充填、封底等配套措施的情况下, 其实际承载能力是很低的, 尤其不能承受较大的水平压力, 很难实现均匀可缩的目的。故设计时建议取消U型钢拱形支架被动支护, 采取锚网喷和注浆主动支护技术。若围岩破碎, 则取消现有拱形支架支护, 如在施工上存在困难, 可取消棚腿或者采取让压措施以减轻支架棚腿横向载荷, 使载荷主要由锚网支护承载。
(2) 加强对巷道底鼓的治理, 采取封底措施, 形成封闭支护。
现场观测表明, 巷道两帮及顶板变形严重, 影响架空人车的正常运行。因此, 重视对底鼓的治理, 采取封底措施, 形成封闭支护, 是本设计的另一重要原则。
(3) 采用“高锚固力”、“高预紧力”高强锚杆, 实现强力主动支护。
锚杆支护的关键是确保每根锚杆都能实现“及时、主动、可靠、有效”承载, 因此采用“高锚固力”、“高预紧力”的高强锚杆, 实现主动支护, 其中关键是提高锚杆预紧力, 即安装荷载。
3 巷道修复加固方案的确定
3.1 方案的提出
分析架空人车下山地质条件、破坏程度等因素, 结合现有支护材料, 提出4种加固方案。
(1) 大断面扩修、全断面锚网喷支护 (图3a) 。
①按设计要求扩大整个断面, 撤掉全部支架;②全断面铺网, 安装锚杆、锚索, 然后全断面喷浆封闭;③选择合适的时机进行二次注浆加固。该方案施工前, 须完全拆除架空人车运输系统。
(2) 扩帮、撤腿、锚网喷加固 (图3b) 。
即:锚网喷+锚梁联合支护。①扩帮、撤腿, 顶板及顶梁基本保持不动;②原顶梁由锚杆或锚索固定;③全断面锚网喷;④架空人车顶梁保持不动, 两钢丝绳间距减小200 mm, 挂钩缩短200 mm;⑤选择合适时机进行二次注浆加固。
(3) 扩帮、蹬腿、锚网喷加固 (图3c) 。
①扩帮、蹬腿, 将两棚扶直, 顶板及顶梁基本保持不动;②除顶板极其破碎、架后空间较大、无法安装锚杆的地段外, 巷道顶板也要进行锚喷加固;③架空人车顶梁保持不动, 两钢丝绳间距减小200 mm, 挂钩缩短200 mm, ④选择合适时机进行二次注浆加固。
(4) 扩帮、架设新的拱形支架、锚网喷 (图3d) 。
即:锚网喷+架形棚联合支护。①扩帮、卧底, 架设新的拱形支架, 撤掉旧支架;②两帮锚网喷, 并留出变形让压空间200～300 mm;③除顶板极其破碎、无法安装锚杆的地段外, 巷道顶板也要进行锚喷加固;④选择合适时机进行二次注浆加固[2]。
3.2 方案比较与选择
从巷道布置与原岩应力关系、围岩条件、地质构造影响等方面考虑, 根据现场具体情况, 采用方案1对巷道进行大修, 刷扩成较大的巷道断面, 并采用高强锚杆加固, 能保证巷道长期稳定。但方案1要求顶板比较稳定, 撤架、扩修时不出现大的片帮、冒顶。方案2与方案3只进行扩帮修复, 顶板及顶梁基本保持不动, 属于简单维修和临时维修。2个方案均依靠锚杆加固巷道两帮, 但方案2将旧棚腿撤掉, 旧顶梁用锚杆或锚索固定在顶板上;方案3将旧棚腿扶直, 棚腿与巷帮间留200～300 mm让压空间, 使棚腿免受侧压。从支护效果看, 方案2可完全避免棚腿内移的可能性, 但方案2要求顶板比较稳定, 能够安装锚杆或锚索固定顶梁;方案3施工工艺较简单, 但由于旧棚腿变形较严重, 承载能力较低。方案4与方案3类似, 但采用新的拱形支架。从支护效果来看, 方案4优于方案3, 施工工艺也较简单。
经方案比较, 结合架空人车上山用途与使用年限, 方案1的稳定性最好, 建议无特殊情况时采用方案1;若因围岩破碎, 完全取消现有的拱形支架进行锚网支护在施工上存在困难时, 则可采用方案2或方案3;若现有支架变形严重, 则采取方案4。
4 底板加固方案
4.1 方案选择
底板加固采用锚网加固为主, 根据现场条件选择以下4个方案 (图4) 。其中方案3注浆厚度为0.2 m, 方案4注浆厚度为0.4 m。
方案1:仅用锚网加固。按设计要求扩大整个断面, 撤掉整个支架, 铺网、安装锚杆、锚索, 实施锚网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆。
方案2:锚网+U钢底梁。按设计要求扩帮、卧底、蹬腿, 将支架顶梁由锚杆或锚索固定在顶板上, 撤棚腿;铺网、打眼安装锚杆并上紧螺母, 实施锚网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆加固。
方案3:锚网+钢筋格栅混凝土浇筑。按设计要求扩帮、卧底、蹬腿, 将支架两腿扶直;铺网、打眼安装锚杆并上紧螺母, 实施铺网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆加固。
方案4:锚网+钢筋格栅混凝土浇筑。按设计要求扩帮、卧底, 架设新的支架、撤掉旧的支架;铺网、打眼安装锚杆并上紧螺母, 实施铺网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆加固。
4.2 设计参数
(1) 反底拱。
可以先打眼安装锚杆 (但不安装托盘, 用布将螺纹段包好) , 然后安装钢筋格栅并连接牢固, 进行初次混凝土浇灌 (浇灌厚度200 mm) , 待混凝土凝固后安装托盘、上紧螺母。然后进行二次浇灌, 至设计厚度;或者, 先安装钢筋格栅并联接牢固, 进行初次混凝土浇灌 (浇灌厚度200 mm) , 待混凝土凝固后, 打眼安装锚杆、托盘并上紧螺母。然后进行二次浇灌, 至设计厚度。支护形式为锚杆支护+钢筋格栅混凝土浇灌, 或锚杆支护+U型钢底梁。其支护参数:Ø16 mm圆钢或玻璃钢锚杆, 长1.6 m, 孔深1.5 m, 外露0.1 m, 钢筋格栅, 由Ø14 mm钢筋编制而成;外形长度根据巷道宽度确定 (等于巷宽或巷宽的一半) , 宽高分别为0.8 m (巷道轴向方向) 和0.2 m或0.4 m (高度方向, 即混凝土浇灌厚度) 。网格尺寸为400 mm (巷道宽度方向) ×400 mm (巷道轴向方向) 。
(2) 顶帮锚杆 (锚索) 。
顶帮锚杆 (锚索) 支护形式为高强锚杆+锚索+金属网+高强大托盘+喷层。支护参数:①采用Ø200 mm×200 mm高强度螺纹钢锚杆, 1～2卷树脂锚固剂锚固;锚杆间排距为800 mm×800 mm;②采用带阻尼的高强度螺母和高强度大托盘 (150 mm×150 mm×8 mm) ;③锚索Ø15.2 mm×6.5 mm, 锚索排距1.6 m, 每排3～5根;④菱形金属网;⑤喷层厚度100 mm。
4.3 技术要点和要求
(1) 采用主动加固措施代替被动承载支架, 特别是避免承载能力最低的两腿受力, 是4个方案的共同出发点。
(2) 锚杆支护关键是提高锚杆预紧力, 每根锚杆扭矩应在150～200 Nm (预紧力20～30 kN) 。
(3) 方案3、4的架后预留让压空间分别不小于200, 300 mm, 但肩窝以上包括拱顶必须填充密实, 建议采用袋装碎煤矸充填。
(4) 锚杆的锚固力应在100～150 kN。
(5) 钢筋格栅要每格一联, 并联结牢固。
(6) 反底拱深度设计为0.3～0.9 m, 其中回填厚度为0.3～0.5 m, 钢筋格栅浇灌混凝土厚0, 0.2, 0.4 m;或采用U钢底梁。
(7) 当需要破顶扩修而顶板比较破碎时, 可以考虑先锚注加固, 然后扩修[3]。
5 结语
在千秋矿架空人车下山套修加固施工过程中, 4个方案均有采用, 大部分巷道采用方案1, 特殊情况下采用其他3个方案, 取得了理想的支护效果, 使巷道在接替周期长、动压影响条件下保持稳定性良好, 确保了安全生产, 满足了生产实际需要, 对受动压影响较大巷道今后的支护、套修提供了有益的借鉴。
摘要：千秋矿是一座具有50多年开采历史的老矿, 长期受采动影响, 井下巷道变形破坏程度较高, 其中架空人车下山巷道破坏较重, 已影响人员运输。为解决架空人车下山巷道大面积严重失修的状况, 从巷道布置与原岩应力方向关系、围岩条件、地质构造影响等方面考虑, 并根据现场具体情况设计合理的支护方案, 对下山巷道进行加固, 其效果良好。
关键词：架空人车,采动影响,围岩条件,地质构造,支护方案
参考文献
[1]陈炎光, 徐永圻.中国采煤方法[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1991.
[2]张荣立, 何国纬, 李铎.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2006.
[3]侯朝炯, 郭励生, 勾攀峰, 等.煤巷锚杆支护[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1999.
可摘挂式架空人车的研究与应用 篇2
中泰公司三水平轨道暗斜井巷道断面宽为4.2m, 高3.2m, 斜长800m, 巷道平均倾角17°, 该巷道是南翼-250水平通向-450水平的主要行人通道和轨道运输巷道, 在矿井的生产中占有重要的地位。由于巷道既要行人又要保留巷道运输, 在一定程度上难以保证“开车不行人, 行人不开车”的规定, 给矿井的安全生产带来了重大隐患, 为保证矿井安全生产, 中泰公司计划安装摘挂式架空人车作为机械运人装置, 在交接班期间运行架空人车, 其余时间轨道运输。
针对南翼三水平轨道暗斜井实际情况, 我们2009年3月着手, 调查煤矿行业运人的发展现状, 并和专业生产厂家人员讨论设计, 经过方案设计, 设备制造及安装, 我们完成了三水平轨道下山摘挂式架空人车的安装工作, 并进行了试运, 起到了良好的效果, 对于解放生产力、减轻职工体力、保证安全生产起到了积极的作用, 具有在煤矿井下巷道全面推行的经验。
2 可摘挂式架空人车的研究内容
2.1 驱动装置
1) 驱动部采用落地式, 驱动轮围抱角180°, 驱动部固定方式为基础灌浆;
2) 驱动轮轮衬采用K25高强度耐磨轮衬。该轮衬耐油、耐水、耐磨、摩擦系数大 (可达0.25) 、能有效提高牵引力、减小系统张力、提高钢丝绳寿命;
3) 防爆电动机型号:YB2-250M-6;电压:660V;功率:55k W;转速:980转/min。硬齿面齿轮减速器;防爆液压电力推动器;带制动轮梅花弹性联轴器。
2.2 乘人装置
抱索器采用活动式抱索器, 该抱索器不易损坏, 运行可靠, 可自由摘挂。
钢丝绳距巷道底板高为2 200mm, 钢丝绳插接长度大于等于钢丝绳直径的1 000倍。吊椅应用人机工学原理设计, 乘坐舒适, 长度1 850mm。
2.3 托绳装置
所有托轮均镶有耐磨的非金属轮衬, 有效保护钢丝绳, 延长钢丝绳寿命。在水平段及变坡点处均采用双托轮组, 使其受力均衡, 不易磨损, 有良好的导向性, 使钢丝绳在高速运行中更加平稳不易脱绳。
2.4 尾部及张紧装置
采用小车式尾轮装置, 该装置装有4个滚轮, 根据张力需要, 可在槽钢导轨内自由滑行。尾轮轴为固定心轴结构设计, 强度好。
采用液压拉紧装置。设置动滑轮机构, 液压缸拉力为钢丝绳拉力的1/4;设手动小绞车调整机构, 操作方便, 保证系统恒力张紧, 可靠运行。尾部装置悬空安装在平巷上, 不占用巷道下部空间利于乘坐人员的来往。导轨梁、液压缸架梁、小绞车梁均为贯穿梁。
2.5 电气控制系统功能
1) 架空乘人索道电气控制系统 (PLC) 实现架空乘人索道预警、启动、运行、停车、十大故障保护、声光语言提示报警及全中文状态显示等自动化集中控制功能。运行安全可靠, 操作简单, 维护方便;该系统功能扩展灵活, 通过扩展可增设软启动控制、变频控制和远程监控等高端控制功能;
2) 机头、机尾到站提示:开车前机头、机尾、中间等要地设有准备开车语音提示, 并设有预警铃声, 下车点为防止乘坐人员越位乘车, 有“前方到站, 请下车”下车语音提示, 并伴有灯光报警;
3) 语言通讯信号装置和背景音乐:实现巷道全线对讲通讯联系, 便于巷道上下沟通;实现沿线背景音乐, 安全宣传语等内容播放, 可方便地更换播放内容。增强安全意识, 消除一天疲劳;
4) 网络远程监控系统:该系统通过网络连接, 在集控室可以监控到乘人索道的运行状态, 运行数据, 故障保护类型状态, PLC输入输出状态, 运行速度, 自动关机剩余时间等详细信息, 同时这些信息在上位机上随便查阅, 方便检修。该系统提供摄像监视, 通过光纤传输视频信号实现远程实时监视, 通过网络连接在只要连接网络便可在井上的PC中实现对架空索道的监视。通过Web浏览器可以在局域网上浏览到架空乘人装置的运行状态;
5) 综合保护:越位保护、拉停车;过、欠速保护;脱绳保护;重锤落地保护;钢丝绳张紧保护;吊椅摇摆保护;电机、减速机温度保护;失压、过载、短路、断相、漏电闭锁保护。
4 经济效益
三水平轨道暗斜井可摘挂式架空人车自8月试运行以来, 在每班的交接班期间进行开车2h, 节省和创造了很大经济效益。
1) 对减轻职工体力消耗, 提高了工人工作效率, 可以节省3人工/d, 按70元/人工, 一天节省210元, 每月节省6 300元人工费, 每年节省75 600元;
2) 为轨道提升保证了时间, 每天可多提升3钩 (9个空车9个重车) , 为开拓进尺做出贡献, 保证改扩建任务顺利进行起到了很好的效果;
3) 控制轨道上随意上下人员起到了积极的作用, 切实做到了“行人不行车, 行车不行人”的规定, 保证了职工的生命安全, 为矿井的安全生产提供了可靠的保障。
5 综合评论
中泰矿业三水平轨道暗斜井架空人车自8月试运行以来, 在每班的交接班期间进行开车, 起到了很好的效果, 对减轻职工体力消耗、控制轨道上随意上下人员起到了积极的作用, 实现了在一个斜井巷道内安装轨道运输物料和架空人车运送人员, 充分利用了轨道运输闲暇时间运送工作人员, 解决了轨道提升和行人的矛盾, 保证了矿井的安全生产。
摘要：中泰公司三水平轨道暗斜井巷道断面宽为4.2m, 高3.2m, 斜长800m, 巷道平均倾角17°, 该巷道是南翼-250水平通向-450水平的主要行人通道和轨道运输巷道, 在矿井的生产中占有重要的地位。由于巷道既要行人又要保留巷道运输, 在一定程度上难以保证“开车不行人, 行人不开车”的规定, 给矿井的安全生产带来了重大隐患, 为保证矿井安全生产, 中泰公司计划安装摘挂式架空人车作为机械运人装置, 在交接班期间运行架空人车, 其余时间轨道运输。针对南翼三水平轨道暗斜井实际情况, 我们2009年3月着手, 调查煤矿行业运人的发展现状, 并和专业生产厂家人员讨论设计, 经过方案设计, 设备制造及安装, 我们完成了三水平轨道下山摘挂式架空人车的安装工作, 并进行了试运, 起到了良好的效果, 对于解放生产力、减轻职工体力、保证安全生产起到了积极的作用, 具有在煤矿井下巷道全面推行的经验。
架空人车 篇3
一、概况
刘桥一矿六采区布置两条上山:轨道上山和运输上山, 均布置在六煤层顶板中, 轨道上山与运输上山间距40m, 轨道上山上下口高差114m, 倾角21°, 半圆拱形, 断面:3m×3m, 锚网喷支护, 轨道斜长390m, 1.0吨矿车, 串车提升, 绞车功率55KW。
二、索道架空人车与轨道联合布置
(一) 索道架空人车布置要求。
井下索道架空人车适应巷道为倾角不大于25°的斜巷, 六采区轨道倾角21°, 适宜布置索道架空人车。
(二) 索道架空人车型号、技术参数。
型号:RJY37-280/340型井下架空乘人索道一套;驱动轮直径:Ф1.4m;电机:YB280S-8型, 额定功率:37KW, 额定转速750rpm, 额定电压:660/380V, 额定电流:45.4/78.7A;牵引钢丝绳:6×19-Ф23.5-170, 800m, 无油型;减速器:涡轮蜗杆减速箱TPS-315-50-3F型, 减速比:50;运行速度:约1m/s;吊椅类型、间距:活动型, 10m;托绳轮间距:10m;配重:900Kg。
(三) 索道架空人车安装注意事项。
1、索道架空人车的驱动装置布置在轨道上部车场, 原巷道要挑至要求高度, 确保轨道运送物料不受影响。2、在轨道上下口平巷内各施工一个吊椅存放峒室, 峒室尺寸根据吊椅的长度、数量而定。3、轨道绞车与索道架空人车应实现开关闭锁, 轨道绞车运行时, 索道架空人车应自动断电。4、轨道上下口保险档应选择适宜的类型, 根据《煤矿安全规程》要求, 斜行运输应实现“一坡三档”, 一般斜巷采用钢丝绳吊档, 在安装索道架空人车后, 钢丝绳吊档受吊椅影响已不能满足要求, 解决的办法是利用钢轨来作为保险档, 将钢轨两端钻孔, 一端固定在顶板上, 另一端利用滑轮, 可以使钢轨升降, 来达到保险的目的。
三、效果分析
利用轨道上山布置索道架空人车, 首先是节约了各项费用:
(一) 单独施工索道架空人车巷道390m约需施工费用要120万元。
(二) 如在轨道采用斜巷人车, 必须施工轨道绞车房, 更换1.2m大绞车, 依然费用较高, 一台直径1.2m大绞车费用在100万元以上, 而架空乘人车加安装费用才30万元左右。从使用的效果来看, 轨道运行与索道架空人车通过合理安排时间, 实现了运料与行人互不影响, 使一条轨道产生两种作用, 效果比较明显。
四、结语