《煤矿井下架空乘人装置 设计规范（征求意见稿）》.pdf

ICS点击此处添加 ICS 号 CCS 点击此处添加 CCS 号 AQ 中 华 人 民 共 和 国 安 全 生 产 行 业 标 准 AQ XXXXXXXXX 煤矿井下架空乘人装置 设计规范 Code for design of overhead man riding device in coal mine 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识 （征求意见稿） （本草案完成时间2021.6.18） 在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。 XXXX - XX - XX 发布XXXX - XX - XX 实施 中华人民共和国应急管理部 发 布 AQ XXXXXXXXX I 目次 前言.........................................................................................................................................................III 1 范围.....................................................................................................................................................................1 2 规范性引用文件.................................................................................................................................................1 3 术语和定义.........................................................................................................................................................1 4 一般规定.............................................................................................................................................................4 5 乘人装置线路布设.............................................................................................................................................4 5.1 一般规定.....................................................................................................................................................4 5.2 线路横梁、支（吊）架布设的要求........................................................................................................ 4 5.3 线路横梁、支（吊）架的使用要求........................................................................................................ 4 5.4 乘人装置方案选择要求.............................................................................................................................5 5.5 乘人装置线路布设的类型及要求.............................................................................................................5 6 乘人装置线路勘测设计.....................................................................................................................................5 6.1 一般规定.....................................................................................................................................................5 6.2 线路测量精度要求.....................................................................................................................................5 6.3 线路勘测设计的主要内容.........................................................................................................................6 7 乘人装置设计.....................................................................................................................................................6 7.1 一般规定.....................................................................................................................................................6 7.2 线路计算.....................................................................................................................................................6 7.3 驱动装置选择和计算.................................................................................................................................8 8 乘人装置设备选型...........................................................................................................................................13 8.1 钢丝绳.......................................................................................................................................................13 8.2 驱动装置...................................................................................................................................................14 8.3 制动装置...................................................................................................................................................14 8.4 导向装置...................................................................................................................................................15 8.5 乘人组.......................................................................................................................................................16 8.6 张紧装置...................................................................................................................................................16 8.7 辅助装置...................................................................................................................................................17 9 上下车站点.......................................................................................................................................................17 10 线路设施.........................................................................................................................................................17 11 电气设备.........................................................................................................................................................18 11.1 供电电源.................................................................................................................................................18 11.2 控制要求.................................................................................................................................................18 12 智能化远程控制.............................................................................................................................................18 12.1 一般要求.................................................................................................................................................18 12.2 功能要求.................................................................................................................................................19 13 安全保护与防护.............................................................................................................................................19 13.1 安全保护.................................................................................................................................................19 13.2 安全防护.................................................................................................................................................19 AQ XXXXXXXXX II 14 设计文件.........................................................................................................................................................20 14.1 工程设计文件.........................................................................................................................................20 14.2 产品设计文件.........................................................................................................................................20 AQ XXXXXXXXX III 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。 本文件由中华人民共和国应急管理部提出。 本文件由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。 本文件起草单位湘潭市恒欣实业有限公司、安标国家矿用产品安全标志中心有限公司、上海煤科 检测技术有限公司、长沙矿山研究院有限责任公司、中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司。 本文件主要起草人肖公平、贺江波、王国键、翟守忠、黄少忠、杨帆、李广、肖连平、林春年。 AQ XXXXXXXXX 1 煤矿井下架空乘人装置 设计规范 1范围 本文件规定了煤矿井下架空乘人装置 （以下简称乘人装置） 设计的一般要求、 乘人装置的线路布设。 乘人装置的线路勘测设计、乘人装置的设计、乘人装置的设备选型、上下车站点、线路设施、电气设备 及安全保护与防护。 本文件适用于煤矿井下架空乘人装置的设计。 本文件不适用于地面客、货运架索道的设计。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB 3836.1 爆炸性环境 第1部分设备 通用要求 GB 3836.2 爆炸性环境 第2部分由隔爆外壳“d”保护的设备 GB 3836.3 爆炸性环境 第3部分由增安型“e”保护的设备 GB 3836.4 爆炸性环境 第4部分由本质安全型“i”保护的设备 GB 12352-2018 客运架空索道安全规范 GB/T 12738 索道 术语 GB/T 13677-1992 单线固定抱索器各运架空索道设计规范 GB/T 19402-2003 客运地面缆车技术规范 GB/T 34026-2017 客运索道液压张紧装置通用技术条件 GB 50127-2007 架空索道工程技术规范 AQ 6201-2019 煤矿安全监控系统通用技术要求 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 线路route 乘人组能够顺利通行的路线。 3.2 乘人装置 aerial ropeway 以架空的柔性钢丝绳承载或牵引，用来输送人员的装置。 3.3 AQ XXXXXXXXX 2 驱动装置 driving device 提供牵引动力的装置。 3.4 驱动轮 driving sheave 将动力传递给牵引钢丝绳的绳轮。 3.5 驱动轮直径 drive wheel diameter 驱动轮上钢丝绳中心至驱动轮中心距离的两倍。 3.6 制动装置 brakegear 由闸块与制动盘或制动轮组成的，使乘人装置立即停止运行的装置。 3.7 迂回轮 return sheave 钢丝绳通过转角或者端站时能够改变钢丝绳运动方向的绳轮。 3.8 导向轮 deflection sheave 改变钢丝绳运动方向的绳轮。 3.9 托绳轮 support sheave 用于向上支撑牵引钢丝绳的绳轮。 3.10 压绳轮 compression sheave 用于向下压住牵引钢丝绳的绳轮。 3.11 托压绳轮组 supporting rope pulley group 由托绳轮和压绳轮共同组成的绳轮组。 3.12 收绳轮 compress sheave 用于缩小两侧牵引钢丝绳间距的绳轮。 3.13 扩绳轮 expand sheave 用于扩大两侧牵引钢丝绳间距的绳轮。 3.14 乘人组 passenger group 运载人员乘坐的工具，由抱索器和吊具组成。 3.15 AQ XXXXXXXXX 3 抱索器 grip 连接吊具与牵引钢丝绳的部件。 3.16 固定抱索器 fixed grip 在牵引钢丝绳上固定位置不能脱开的抱索器。 3.17 可摘挂抱索器 detachable grip 乘员可自行摘、挂的抱索器。 3.18 吊具 carriers 用于承载人员的器具，由吊杆、蹬座（或吊椅、吊厢）等组成。 3.19 蹬座 lifting stool 用于乘座人员的敞开式器具。 3.20 换向蹬座 reversing pedal 可随运行方向改变乘人朝向的蹬座。 3.21 可摘挂蹬座 detachable hanging pedal seat 抱索器固定在牵引钢丝绳或牵引绳上不能脱开，而蹬座可以由乘员自行摘、挂的运载工具。 3.22 吊椅 chair 形状类似座椅的敞开式运载工具。 3.23 吊厢 cabin 乘人装置中使用的封闭式运载工具。 3.24 张紧装置 tensioning device 张紧牵引钢丝绳的装置。 3.25 张紧钢丝绳 tension rope 连接迂回装置与张紧装置所使用的钢丝绳。 3.26 牵引钢丝绳 carrying-hauling rope AQ XXXXXXXXX 4 承载和牵引乘人组运行的钢丝绳。 3.27 折角 cut-in angle 钢丝绳经过导向轮时方向改变的角度。 3.28 脱绳 derailment of rope 钢丝绳离开其正常支撑位置的状态。 4一般规定 4.1设计方案选择时，应根据巷道条件、用户需求、经济和技术等情况进行可行性研究。 4.2线路设计和设备选型时，应遵循安全可靠、经济合理、技术先进、维护维修方便等原则。 4.3乘人装置设计应进行技术经济论证。 4.4乘人装置工作时，周围空气中的瓦斯、煤尘等不应超过煤矿安全规程中规定的浓度，设备应 取得矿用产品安全标志。 4.5乘人装置的年工作日、日工作小时数，应根据巷道条件、人员流动情况和乘人装置本身的特点确 定。 5乘人装置线路布设 5.1一般规定 5.1.1根据巷道情况宜选择直线路，不可避免时才设置转角，但水平转角不宜小于 90，最小曲率半 径不宜小于 5m，每条线路的水平转角数量不宜超过 5 个；当无水平方向转角时，乘人装置线路中心线 的水平投影应为直线；当有水平方向转角时，转角两侧的线路中心线的水平投影也应为直线；线路中心 直线度公差应不大于斜长的 0.2‰。 5.1.2线路垂直转角不应超过 28，最小曲率半径不宜小于 15m；全线大于 8的垂直转角不宜超过 10 个，小的起伏点宜拉直。 5.1.3采用固定抱索器时，线路垂直最大倾角不应超过 28；采用卡钳式可摘挂抱索器时，线路垂直 最大倾角不应超过 25；采用摩擦式可摘挂抱索器时，线路垂直最大倾角不应超过 18。 5.2线路横梁、支（吊）架布设的要求 5.2.1线路中间横梁、支（吊）架的间距宜按 6m～8m 布置，各跨距宜均等。 5.2.2线路起终点及中间段的横梁，应优先选择利用打孔安装；不适合贯穿梁的位置，可选择立柱支 撑、锚杆紧固等方式来支撑横梁。 5.3线路横梁、支（吊）架的使用要求 5.3.1线路横梁、支（吊）架上的最大承载力，应考虑横梁、支（吊）架所承受的载荷主要包括 支架重力（落地安装时不计）； 线路设备重力、轨道重力、各种钢丝绳的垂直力和水平力； 滚轮与支撑轨道的摩擦力； 乘人装置紧急制动时的惯性力等； 横梁、支架的结构重要性系数应为 1.1。 5.3.2横梁、支（吊）架强度和刚度校核应符合下列规定 横梁的强度及稳定性计算应符合 GB50017 的有关规定； 乘人装置工作时安全系数不小于 3； 对支（吊）架的主要承载构件应进行疲劳校核。 5.3.3横梁、支架及基础抗倾覆、滑移等的安全系数应符合下列规定 AQ XXXXXXXXX 5 支架基础的抗滑移、抗倾覆与抗扭转的安全系数均不得小于 1.5； 基础底面压力不得超过最大允许的地基承载力。 5.3.4横梁、支架在各种工作状态下，不应影响导向装置的安全和钢丝绳的稳定性，也不应使钢丝绳 在支架处产生磨损。 5.4乘人装置方案选择要求 5.4.1乘人装置采用蹬座（或单人吊椅）时应满足以下要求 牵引钢丝绳离地距离不应小于 1.8m； 双向同时运人时，固定抱索器乘人装置，牵引钢丝绳的中心距不应小于 1m；可摘挂抱索器的 乘人装置，牵引钢丝绳的中心距不应小于 0.8m； 单向运行时，水平布置牵引钢丝绳的中心距不应小于 0.5m，垂直布置牵引钢丝绳的中心距不 应小于 0.2m； 牵引钢丝绳与巷道侧帮包括巷道预埋设备最凸出点之间的距离应不少于 0.7m。 5.4.2乘人装置采用吊厢（或双人吊椅）时应满足以下要求 牵引钢丝绳离地距离不应小于 2.8m； 双向同时运人时，相向运行的两吊厢（或双人吊椅）之间最小间距不应小于 0.7m，吊厢（或 双人吊椅）最外侧与巷道侧帮包括巷道预埋设备最凸出点之间的距离不应小于 0.5m。 5.4.3各乘人站设上下人平台，乘人平台处钢丝绳距巷道壁距离应满足以下要求 采用吊厢（或双人吊椅）时，不小于 1.6m； 用其它吊具时，不小于 1.0m； 不允许因巷道设备有风门、管道等设施而缩减。 5.5乘人装置线路布设的类型及要求 5.5.1乘人装置在专用巷道内线路布设应根据 5.4 的规定选择合适的方案。 5.5.2乘人装置与轨道、皮带机、单轨吊车等共巷时线路布设应满足以下规定 5.5.2.1与轨道共巷时，线路布设应根据轨道上所运输的物料尺寸来确定，牵引钢丝绳高度及宽度的 设置，应能确保物料顺利通过所有障碍物，且最凸出障碍物的最低点及与物料相对的侧面，与物料的顶 面及两侧面之间的距离不应小于 150mm，牵引钢丝绳高度的测量应以轨道面为基准。 5.5.2.2与皮带机共巷时，线路应布设在皮带机一侧，根据皮带机一侧的有效安装宽度，参照 5.4 条 的相关规定选择合适的方案； 乘人装置中间横梁的布设高度不能影响皮带机上的物料传输， 可设置悬臂 梁，利用巷壁及顶棚固定支架，也可利用巷道支护梁固定支架。 5.5.2.3与单轨吊车共巷且单轨吊车轨道布置在巷道一侧时，线路应布设在单轨吊车一侧，根据单轨 吊车侧的有效安装宽度，按 5.4 的相关规定选择合适的方案；乘人装置中间横梁的布设高度,应比单轨 吊车轨道顶面高于 100mm 以上，或将横梁、支（吊）架直接固定在顶棚上。 6乘人装置线路勘测 6.1一般规定 6.1.1根据用户提供的现场依据及对乘人装置的相关要求，到现场进行勘测核对，确定合理的线路方 案及布局。 6.1.2驱动装置宜设置在线路斜巷的最高点或井口处。 6.1.3上下车站点处的坡度不宜大于 10。 6.1.4张紧小车滑道宜设置在下平巷，受巷道条件限制时亦可选择设置在上平巷，长度不宜小于 7m。 6.1.5巷道有效安装宽度及高度应符合 5.4 的规定。 6.2线路测量精度要求 6.2.1乘人装置线路长度的测量应符合以下规定 线路长度小于 1000m 时，测量精度应为 2‰； 线路长度大于 1000m 时，测量精度应为 3‰。 6.2.2乘人装置线路巷道断面测量的测量精度应为 0.01‰。 AQ XXXXXXXXX 6 6.3线路勘测的主要内容 6.3.1线路中心纵断面及横断面的测量方法 用测量仪器测定如红外线射线仪、经纬仪等确定巷道中线，中线应尽量拉直，在不可避免 的水平转角及垂直转角处加桩标记； 测定线路中线上各特征点之间的距离和与基准点之间的高差，以及特征点离两端巷邦的距离； 对起伏较大处及预设特征点应加桩测定； 测定巷道顶棚离底面的高度，应先在底面找出基准线，并在所立的桩上打上标记，测量时均 应以标记线为基准进行。 6.3.2核实线路的安装空间及坡度是否适合机头、机尾及上下车点的安装。 6.3.3调查机架、立柱及横梁安装基础处的地质情况。 6.3.4现场勘测完成后，应绘制线路纵断面图和平面图，并注明机头、机尾所处位置。 7乘人装置设计 7.1一般规定 7.1.1运行速度 运行速度应符合表1的规定。 表 1运行速度规定单位为米每秒 巷道坡度θ/28≥θ＞2525≥θ＞2020≥θ＞14θ≤14 固定抱索器≤0.8≤1.2 可摘挂抱索器≤1.2≤1.4≤1.7 7.1.2乘人间距 乘人间距不应小于牵引钢丝绳5s的运行距离，且应满足下列要求 采用单人乘坐方式时，不得小于 6m； 采用双人乘坐方式，且不能同时下人时，不得小于 8m，且不小于托绳轮间距。 7.1.3乘人间距与横梁、支（吊）架之间的关系 乘人间距与横梁、支（吊）架之间的关系应满足下列要求 沿线乘人间距应大于相邻两横梁、支（吊）架之间的最大距离； 除上、下人站之外的线路中间部分的横梁、支（吊）架间距，宜 8m～10m，当小于 8m 时应增 加压绳轮数量，确保牵引钢丝绳在绳轮上的靠贴力。 7.2线路计算 7.2.1最大运量校验 7.2.1.1最大运量应满足牵引钢丝绳的抗拉安全系数和牵引钢丝绳在驱动轮衬垫上的防滑系数，如不 满足则需要对乘人间距或运行速度进行调整。 最大运量按式1计算 3600 /1 式中 Q运量，即每小时运送人员数； λ吊具间距，单位为米m； υ钢丝绳运行速度，单位为米每秒m/s。 7.2.1.2牵引钢丝绳运行速度按式2计算 （/60） /2 式中 AQ XXXXXXXXX 7 υ钢丝绳运行速度，单位为米每秒m/s； K钢丝绳运行时蠕动系数，取K0.98； D驱动轮直径，单位为毫米 mm； Ne电动机转速，单位为转每分钟（r/min）； i减速器速比。 7.2.1.3牵引钢丝绳的抗拉安全系数校验 牵引钢丝绳的抗拉安全系数不小于6，按公式（3）进行校验 /≥ 63 式中 m牵引钢丝绳的抗拉安全系数； FK牵引钢丝绳破断拉力总和，单位为千牛（kN）； Tmax牵引钢丝绳最大张力点张力，单位为千牛（kN）。 7.2.1.4牵引钢丝绳在驱动轮衬垫上的防滑系数校验见 7.3.3.4 。 7.2.2线路托（压）绳轮上的最小荷载（轮压） 7.2.2.1牵引钢丝绳在托（压）绳轮组上的靠贴条件应符合下列规定 牵引钢丝绳在每个托绳轮上的最小靠贴力（轮压）不应小于50 N，并按式4计算 50 [ − 1− 2]4 式中 Pmin 最小靠贴力，单位为牛顿N； d 牵引钢丝绳直径，单位为毫米 mm； D1托绳轮外轮缘直径，单位为毫米mm； D2 托绳轮新衬垫绳槽底部的直径，单位为毫米mm； D1- D2/2 的值应大于 d/3 或至少为 8 mm。 7.2.2.2牵引钢丝绳在下列情况下不应脱离托（压）绳轮 牵引钢丝绳的最小拉力减小 20； 牵引钢丝绳有效载荷增大 25。 7.2.3线路计算的作用力 7.2.3.1应按下列载荷情况分别进行计算 a一侧为满载另一侧为空载时的正常运行载荷； b牵引钢丝绳通过各种导向轮的阻力，应计入牵引钢丝绳的刚性阻力和导向轮轴承的阻力； c计算惯性力时，应计入下列有效载荷质量 牵引钢丝绳质量； 吊具、乘人和所携带物品的总质量； 导向轮及驱动轮装置旋转部分的变位质量（即换算至轮缘上的质量）。 7.2.3.2牵引钢丝绳最小张力 a最小张力按式5计算 ≥ 05 式中 tmin 牵引钢丝绳的最小张力，单位为牛顿（N）； C 牵引钢丝绳的最小张力与牵引索每米重力的比值，取值范围600～1000； q0 牵引钢丝绳的每米质量，单位为千克每米 kg/m； g重力加速度，单位为米每平方秒 m/s2。 b牵引钢丝绳的最小张力与牵引钢丝绳每米重力的比值 C,应符合下列规定 当负载大、坡度最大时，C 应取较小值，但不宜小于 600； 当负载小、坡度最小时，C 应取较大值，但不宜大于 1000。 AQ XXXXXXXXX 8 c牵引钢丝绳的最小张力，应保证驱动轮上的牵引钢丝绳不打滑，并应保证垂直或水平导向轮 组上的牵引钢丝绳不脱索。 7.2.3.3动态作用力（惯性力） a当以额定载荷的 1.2 倍重载上行时，启动加速度最小为 0.3m/s 2时的惯性力； b当重载下行时，减速度为下列值时的惯性力 工作制动最小减速度为 0.4 m/s 2； 紧急制动最大减速度为 1.5m/s 2。 7.2.3.4摩擦系数及阻力系数 a驱动轮轮衬材料的摩擦系数不应小于 0.2。 b线路计算时采用的阻力系数应符合表 2 要求。 表 2阻力系数 零部件 橡胶轮衬 托（压）绳 塑料轮衬 托（压）绳轮 采用滚动轴承的 导向轮 采用滑动轴承的 导向轮 拉紧小车运行小车 阻力系数0.020.0150.0030.010.010.02 7.3驱动装置选择和计算 7.3.1驱动轮上的受力计算 7.3.1.1应在上行重载、下行空载或下行重载、上行空载时的载荷情况下计入下列值 从张紧装置开始的初张力； 由高差引起的牵引钢丝绳重力和重车重力的分力； 托（压）绳轮组的阻力； 上下车站点各有关设备的运行阻力； 液压或其他拉紧装置拉紧力的增加值，重锤拉紧装置的拉紧力增加值可忽略不计； 牵引钢丝绳的最大工作拉力不计入乘人装置启、制动时的惯性力。 7.3.1.2牵引钢丝绳在驱动轮上最小张力的选择，应保证牵引钢丝绳在驱动轮上不打滑，并在垂直或 水平导向轮组上稳定靠贴、不脱绳。 7.3.1.3对于循环式乘人装置，应求出驱动轮在下列载荷情况下的圆周力 重车上行、空车下行； 空车上行、重车下行； 重车上行、重车下行； 空车上行、空车下行。 7.3.1.4驱动装置驱动轮的抗滑安全系数按式（6）校验，且不应小于 1.25 min − 1 − ≥ 1.256 式中 tmin重车上行、空车下行情况下，正常起、制动时驱动轮出绳侧的最小张力，单位为牛顿（N）； e 自然对数的底数； μ 钢丝绳与驱动轮衬垫的许用摩擦系数； α 钢丝绳在驱动轮上的包角 rad； tmax重车上行、空车下行情况下，正常起、制动时驱动轮入绳侧的最大张力，单位为牛顿（N）。 7.3.2驱动轮衬垫摩擦系数计算 驱动装置紧急制动时，驱动轮衬垫的许用摩擦系数，按公式（7）校验 ≥ 1 ln 7 式中 μ 钢丝绳与驱动轮衬垫的许用摩擦系数,取0.25； μerf钢丝绳与驱动轮衬垫计算的摩擦系数； AQ XXXXXXXXX 9 α钢丝绳在驱动轮上的包角 rad； T 牵引力，单位为牛顿N； Tmax上行重载、下行空载或下行重载、上行空载情况下，紧急制动时在驱动轮上产生的最大张 力，单位为牛顿（N）； Tmin上行重载、下行空载或下行重载、上行空载情况下，紧急制动时在驱动轮上产生的最小张 力，单位为牛顿（N）。 7.3.3线路沿程阻力计算 7.3.3.1预选牵引钢丝绳计算应符合以下规定