卫 炜

（山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司慈林山煤矿，山西 长治 046000）

架空乘人装置被广泛应用于煤矿斜井、采区上下山巷道的人员提升和运输[1]，具有适应性强、安装及拆除工程量小、操作简单及运行安全等优点[2]。井下巷道受施工层位、埋深、施工及用途等不同，则架空乘人装置在安装、运行期间，受巷道施工坡度、断面布置及矿压显现等影响，会出现不同程度的故障问题[3]。因此，架空乘人装置科学、合理的选型及制定切实、针对性强的安装技术要求，对保证人员提升、运输安全具有极大的意义。

慈林山煤矿采区轨道巷断面形状为半圆拱型，采用锚网喷支护形式，断面规格为净宽×净高=4.8 m×3.6 m，净断面14.8 m2。巷道最大坡度17°，平均坡度11°，上、下平台各60 m，斜坡480 m。巷道内铺设有轨型为30kg/m的轨道，斜坡上平台安装1台JKB-2.5×2P型提升机，巷道两侧铺设有电缆及供风、供水管路。现计划在该条巷道安装架空乘人装置，提高职工上、下井通过效率，减轻疲劳强度。

1.1 主要参数的确定

通过计算，巷道上、下平台高差为91.6 m。根据相关规定，条件具备时优先选用助力装置运送行人，则确定选用架空乘人装置。由于采区轨道巷担负采区运送人员、物料及进风的任务，运送长度L=480 m，平均坡度β=11°，采用双侧运行的方式，选择可摘挂式抱索器，运输速度设置为1.2 m/s，乘人间距L1设置为10 m，横梁间距L2设置为8 m。预选牵引钢丝绳型号6×19S+FC1670-Φ22-ZS（无油），直径22 mm，单位质量q0=1.78 kg/m，钢丝绳钢丝破断拉力总和327 kN。

1.2 最小张力计算

采用6×19S+FC1670-Φ22-ZS牵引钢丝绳，其最小张力计算见式（1）。

式中：C为挠度系数，取1 000；
q0为单位长度质量，取1.78 kg/m；
g为重力加速度，取9.8 m/s2。

将相关数值代入式（1）得：最小张力Fmin=17 444 N。

1.3 运行阻力及各点张力计算

1.3.1 上升侧及下降侧线路运行阻力

依据运行的实际条件，计算架空乘人装置在承受最大载荷时所受的阻力。理论及实践证明，当下降侧不承载而上升侧满载时，为架空乘人装置承受最大载荷的状态。依据该工况进行上升侧、下降侧阻力Fs、Fx计算：

式中：Q1为人员及其携带物品质量，取90 kg；
Q2为吊椅和抱索器质量，取15 kg；
ω为托绳轮与钢丝绳之间阻力系数，取0.02；
L为运送长度，取480 m。

将相关数值代入式（2）、式（3）得：Fs=12 156 N，Fx＝-2 641 N。

1.3.2 迂回轮、驱动轮进出绳侧各点张力

架空乘人装置迂回轮、驱动轮进出绳侧各点张力示意图如下页图1所示。取驱动轮出绳侧为钢丝绳最小张力点，经计算得出迂回轮、驱动轮进出绳侧各点张力结果如下：驱动轮出绳侧张力F2＝17 444 N；
迂回轮进绳侧张力F3＝F2+Fs=29 600 N；
迂回轮出绳侧张力F4＝1.01F3＝29 896 N；
驱动轮进绳侧张力F1＝F4+Fx＝27 255 N。

1.4 电动机选型

电动机功率P计算见式（4）。

式中：K为备用系数，取1.2；
v为钢丝绳运行速度，取1.2 m/s；
η为传动效率，取0.8。

经计算，当下降侧不承载而上升侧满载时所需功率为17.66 kW，因此选用YBBP280S-6型隔爆三相电动机，其功率45 kW、电压1 140 V、转速1 480 r/min。

图1 上、下绳侧各点张力示意图

1.5 驱动轮及迂回轮直径的确定

驱动轮与迂回轮在架空乘人装置中承担着联动功能，为主要的设备部件。根据《煤矿安全规程》要求，驱动轮及迂回轮直径一致，最终确定直径为1 800 mm。

1.6 运人能力

确定架空乘人装置单程最多运输人员数量n=49，根据规定抱索器距离、运送长度及钢丝绳速度，求得单程最大承载时长，最终确定每小时最大运人能力，单程最大承载时长t计算见式（5）。

经计算，t=13.33 min，则最大运人能力为220人/h。

1）采区轨道巷设计选用RJKY45-35/1800（A）型架空乘人装置，坡度11°，安装长度480 m。驱动轮及迂回轮直径1.8 m，牵引钢丝绳型号6×19S+FC1670-Φ22-ZS（无油），直径22 mm，单位质量q0=1.78 kg/m；
钢丝绳破断拉力总和327 kN。

2）横梁间距8 m，乘人间距10 m，运输速度设置为1.2 m/s，L2设置为8 m，单程最多运输人员49人，最大运人能力为220人/h。

3）选用YBBP280S-6型隔爆三相电动机，功率45 kW，电压1 140 V，转速1 480 r/min；
减速机选用MC3RVHF08-63型SEW减速机，工作制动选用BYWZ4B-400/80型电力液压鼓式制动器及BEd80/6型防爆电液推动器，安全制动选用YLBZ7-112-301型轮边制动器。

3.1 安装前准备工作要求

1）根据设备配置要求，提前准备施工所需附属材料、施工工具、耗材和安全防护装置。

2）依据安装图纸和设备中心线及巷道腰线，现场标出机头、机尾和中间部每根横梁位置。

3.2 梁窝开挖、安装、浇灌要求

1）根据标定的梁窝位置开挖梁窝，横梁安装后中心线垂直于设备中心线，变坡点处根据压绳轮、托绳轮的数量适当加密。

2）横梁浇灌前必须进行测量验收，水平、高度、垂直度误差不大于1/1 000。横梁安装浇灌后与巷道壁砌固应牢固，表面整齐。

3.3 机头驱动安装要求

1）机头传动部分中心位误差不大于2 mm，高低误差不大于2 mm，水平误差不大于1/1 000。

2）机头各部分完整，无缺少零件。

3）驱动电机与减速器之间，必须安装工作制动器，驱动轮处应安装安全制动器，且制动器工作可靠，符合制动力矩要求。

3.4 机尾张紧部分安装要求

1）尾轮安装中心误差不大于2 mm、水平误差不大于1/1 000、高低误差不大于2 mm。

2）尾轮滑道安装合理，尾轮总成在滑道内运行平稳、无卡阻现象。

3）重锤升降自如无卡阻现象，重锤在最低位时，底部距底板距离符合设备使用要求。

3.5 托、压绳轮安装要求

1）安装位置正确，无歪斜、不垂直等现象，并紧固牢固可靠。

2）同侧的托绳轮槽和压绳轮槽在同一标高内或同一直线段内的顶面高度差≤2 mm，并与钢丝绳中心重合。

3.6 钢丝绳的编结质量要求

1）钢丝绳编结接头长度不少于钢丝绳直径的1 000倍。插接后的接头一般为不变径接头，接头后的绳径不大于原直径的10%。

2）钢丝绳编结后接头应整齐、均匀、无扭曲叠股等现象。

3.7 安装乘人吊椅标准

1）吊椅中心距临近巷帮不得小于0.7 m。

2）吊椅乘人后，脚蹬离底板距离不得小于0.2 m，上、下人地点不得高于0.5 m。

3）上下人地点钢丝绳距巷帮的距离不得小于1 m。

从部件到组件人工盘动试车，检查电气部分、减速器、制动器及电动机，一切正常并符合有关安装工程质量标准后，进行运载钢丝绳和张紧钢丝绳的安装。

结合采区轨道巷实际条件，通过对架空乘人装置的主要参数进行详细计算，最终选用RJKY45-35/1800（A）型架空乘人装置，并提出详细的安装技术要求，既保证了架空乘人装置选型科学、合理，又为后期的安装、运行提供了技术及安全保障，具有一定的借鉴意义。

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