新型斜巷防跑车安全保护装置的研制与应用.docx

新型斜巷防跑车安全保护装置的研制与应用新型斜巷防跑车安全保护装置的研制与应用一、项目背景：据有关统计资料表明，大屯矿区自建矿至今，斜巷运输的事故死亡人数占死亡总人数的 37.96%，分析其原因都是由于断绳、脱钩等造成跑车事故而致，大屯矿区现有的斜巷挡车装置有两种：一种是矿井采区主要斜巷运输巷道中使用的 SRC102 型雷达挡车器，该挡车器存在监控范围小（斜巷变坡点向下只有 3050 米）、成本高（一套高达80000 多元）、产品本身内部系统结构复杂，操作程序繁琐（导致机械本身故障率高）等缺点；另一种是矿井采区内部辅助斜巷中及上下山施工过程中使用的门式挡车器，为满足车辆撞击时的强度要求，门式挡车器安全门的门轴、门柱及横档均采用的是 11#工字钢，或不低于该工字钢强度的钢轨制作，因此该挡车器存在横档重量大，横档与门轴、门柱相互之间摩擦力大，现场不便于操作等缺点，不能为现场职工正常使用该挡车器提供物质保障，导致该挡车器在现场得不到正常使用。二、概述：我们本着造价成本低，能全过程监控斜巷中的车辆运行状况，产品本质安全，性能稳定可靠等原则，经过现场不断的摸索、演练和反复的推理、计算，自行设计研制了一种新型的斜巷跑车防护装置鼠式挡车器。它由鼠式装置及吸能装置两部分构成，该挡车器可在斜巷变坡点向下每 100 米范围内安装一套，不仅能够避免斜巷运输过程中，任何一个地点由于断绳、脱钩等造成跑车事故的发生，对车辆在斜巷中的运行状况进行全过程监控，而且造价便宜，安装方便，本质安全，性能稳定可靠。三、工作原理及强度验算：1、鼠式挡车器捕车速度的确定：鼠式挡车器为常开式挡车装置，工作方式为连续工作，从鼠式挡车器在斜巷的安装示意图中可以看出，矿车运行过程中来回均要撞击制动杠杆 L，但要想使联接装置摆杆钩上的牵引钢丝绳脱开，挡车网落下拦截车辆，杠杆 L 最少所需克服的重力势能为：EP=mLgh式中：mL杠杆 L 的质量（千克）g重力加速度，g=9.8 m/sh杠杆 L 上升的有效高度（米）即 EP=mL9.81.65=8.08mL忽略空气阻力和撞击时的能量损耗，根据机械能守恒定律：EP= mL gh= mL V=8.08mL即捕车速度 V=4.0m/s从上面的计算结果可以看出，矿车在正常运行状况下（V4.0m/s），制动杠杆 L 不能撞击到鼠式挡车器中的联接装置 M，使挡车网落下拦截车辆。但只要当 V 大于煤矿安全规程中规定的斜巷矿车最大运行速度 4.0 m/s 时。制动杠杆 L 就会剧烈撞击联接装置 M，使挂于联接装置 M 摆杆钩上的挡车牵引钢丝绳脱开，挡车网落下拦截车辆。2、鼠式挡车器动能吸收装置的强度计算：2.1、作用于挡车网上冲击力 P 的强度计算：串车与挡车网相撞，按一辆矿车相撞的情况计算作用于挡车网上的冲击力，这是目前计算冲击力时广泛采用的办法。其理论基础在于，组成串车的矿车是以连接环相连接的，属于软连接。串车加速运行时，连接环是拉紧的，当第一辆矿车于挡车网相撞的t 时间内，第二辆矿车由于矿车之间的间隙尚未撞击到第一辆矿车，或者说，第二辆矿车撞击第一辆矿车的瞬间，第一辆矿车于挡车网的撞击过程已经完成。同理，后一辆矿车撞击前一辆矿车时，前一辆矿车的撞击过程也已经完成。因此，无论矿车数为多少，均以一辆矿车的冲击力为计算依据。P=KQ（N）式中： Q重车作用在挡车网上的静力，N；Q=（Q。+Q1）（Sin-Cos）gQ。矿车自重，kg，取 Q。=640 kg；Q1 矿车载重，kg，取最大值，Q1=1800 kg；斜巷倾角,取=20；钢轨与矿车之间的滚动磨擦系数，取=0.01；Q=（640+1800）（Sin200.01Cos20）9.8=7953.23NK动载荷系数,K=1+1+Vk2/(g。)1/2Vk撞击挡车网时的矿车速度煤矿安全规程中规定,在斜巷运输过程中,矿车的最大速度不应超过 4.0 m/s,鼠式挡车器在斜巷中每 100 米范围内安装一套,因此 Vk 的最大值为：Vk=4+gtt矿车断绳或脱钩后到达挡车网处所需的最大时间 S。