上下山绞车提升上变坡点分级变坡设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变坡设计方法，尤其涉及一种上下山绞车提升上变坡点分级变坡设计方法。
【背景技术】
[0002]在煤矿井下运输时，由于煤层的上下起伏，造成掘进巷道坡度随煤层坡度的变化而变化，增加了井下运输绞车提升环节。据统计井下斜巷断绳跑车事故多发生在变坡点处，矿车由上平巷缓慢向变坡点运行过程中，钢丝绳受力很小，当矿车到达变坡点开始向下运行时，矿车的自重使矿车迅速沿着轨道向下滑行，此时钢丝绳受力瞬间增大，矿车对钢丝绳的冲量是正常提升拉力的3-6倍，钢丝绳所受到的拉力超过了钢丝绳的最大承载能力，因此造成了断绳跑车事故。
[0003]
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种上下山绞车提升上变坡点分级变坡设计方法可以多级变坡减小矿车在变坡点处对钢丝绳造成的瞬间冲击，减弱对钢丝绳的破坏，解决了上变坡点处易发生的断绳跑车事故，保障矿井的安全生产。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
一种上下山绞车提升上变坡点分级变坡设计方法，包括绞车，绞车连接有钢丝绳，下坡时:当下山坡度8° < α <15°时，采取二次变坡，在变坡点一先施工6°下山，当行程长度大于平板车长度6_8m时，在变坡点二进行第二次变坡，施工坡度增加(α -6) °，当前下山坡度达到α °下山。
[0006]当下山坡度15° <α<25°时，采取三次变坡，在变坡点三先施工6°下山，当行程长度大于平板车长度6-8m时，在变坡点四进行第二次变坡，施工坡度增加9°，当前下山坡度达到15°下山，当行程长度大于平板车长度6-8m时，在变坡点五进行第三次变坡，施工坡度增加(α-15) °，当前下山坡度达到α。下山。
[0007]本方案通过多级变坡减小矿车在变坡点处对钢丝绳造成的瞬间冲击，减弱对钢丝绳的破坏，解决了上变坡点处易发生的断绳跑车事故，保障矿井的安全生产。
【附图说明】
[0008]图1为本发明两次变坡的结构示意图。
[0009]图2为本发明三次变坡的结构示意图。
[0010]图3为本发明绞车的受力状态图。
[0011]附图中:1、变坡点一；2、变坡点二； 3、变坡点三；4、变坡点四；5、变坡点五；6、钢丝绳；7、绞车。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明:
本发明如图1所示:
一种上下山绞车提升上变坡点分级变坡设计方法，包括绞车7，绞车7连接有钢丝绳6，下坡时:当下山坡度8° <α<15°时，采取二次变坡，在变坡点一 I先施工6°下山，当行程长度大于平板车长度6_8m时，在变坡点二 2进行第二次变坡，施工坡度增加(α-6)°，当前下山坡度达到α °下山。
[0013]本发明如图2所示:
当下山坡度15° < α <25°时，采取三次变坡，在变坡点三3先施工6°下山，当行程长度大于平板车长度6-8m时，在变坡点四4进行第二次变坡，施工坡度增加9°，当前下山坡度达到15°下山，当行程长度大于平板车长度6-8m时，在变坡点五5进行第三次变坡，施工坡度增加(α-15) °，当前下山坡度达到α。下山。
[0014]本发明如图3所示:
假设井下运输物体(包括平板车)的质量为mKg，巷道变坡点坡度为θ°，轨道与运输平板车间的摩擦系数为μ (0.015)，平板车在变坡点上方由静止向下方运行，物体的瞬间加速度为α。
[0015]运输物体在上平巷推移过程中钢丝绳几乎不受力，当物体到达变坡点向下时，由于物体的自重瞬间产生下滑力使钢丝绳瞬间受力，钢丝绳受力大小为f=mgsin0，坡度Θ值越大钢丝绳瞬间受力就越大，下滑的加速度越大。
[0016]θ=6。时，钢丝绳受力 f=mgsin6。=0.105mg 瞬间加速度 a =g(sin6° - μ cos6° )=0.889 m/s2 Θ =25° 时，钢丝绳受力 f=mgsin25。=0.423mg 瞬间加速度 a =g(sin25° - μ cos25° )=4.01 m/s2
即变坡为25°时钢丝绳瞬间受力是变坡为6°时的4.03倍，变坡为25°时物体的加速度是变坡6°时的4.51倍。因此，上下山绞车提升上变坡点由平巷直接变25°下山时容易在大坡度变坡点处造成钢丝绳瞬间张力大于钢丝绳的破断力，造成断绳跑车事故。
[0017]采用分级变坡技术，先变6°下山、然后增加9°、最后再增加10°的变坡设计方法，钢丝绳的受力和物体下滑加速度均是逐渐增大的，钢丝绳的张力不会大于破断力，减少了断绳跑车事故的发生，促进了安全生产。
[0018]实施例:
1、施工工艺简单化。下山巷道施工，通过分级变坡设计方法，解决了掘进大角度下山施工工艺困难的问题。
[0019]2、运输安全得到保障。在每一个变坡点的运输环节，通过适当减小变坡的角度，减弱了运输设备对钢丝绳的瞬间冲击力，使运输期间的跑车事故得到有效遏制，从设计源头保障了矿井的安全生产。
[0020](二)经济效益分析
减少更换钢丝绳费用。不采用分级变坡技术前，一个工作面从掘进到采煤生产过程需更换两次钢丝绳。采用分级变坡技术后，通过降低变坡点钢丝绳的冲击力，可不再频繁更换钢丝绳。以3上1201面材巷为例，无极绳绞车为75kw，运巷使用钢丝绳长度为700mX2，钢丝绳直径Φ 26mm，每米钢丝绳重量为2.5kg，钢丝绳价格为9元/m，每个工作面可节约更换钢丝费用为700 X 2 X 2.5 X 9 X 2=63000元；若矿井每年有5个采掘工作面使用无极绳绞车，则全年可节约更换钢丝费用为63000X5=315000元。
[0021]综上所述，上下山绞车上变坡点采用分级变坡设计方法能有效地减少更换钢丝绳费用，杜绝因钢丝绳老化造成运输跑车事故，保障了矿井的安全生产，取得了较好的社会效益和经济效益。
[0022]上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种上下山绞车提升上变坡点分级变坡设计方法，包括绞车(7)其特征是:绞车(7)连接有钢丝绳(6)，下坡时:当下山坡度8° < α < 15°时，采取二次变坡，在变坡点一(I)先施工6°下山，当行程长度大于平板车长度6-8m时，在变坡点二(2)进行第二次变坡，施工坡度增加(α-6) °，当前下山坡度达到α。下山； 当下山坡度15° < α <25°时，采取三次变坡，在变坡点三(3)先施工6°下山，当行程长度大于平板车长度6-8m时，在变坡点四(4)进行第二次变坡，施工坡度增加9°，当前下山坡度达到15°下山，当行程长度大于平板车长度6-8m时，在变坡点五(5)进行第三次变坡，施工坡度增加(α-15) °，当前下山坡度达到α。下山。
【专利摘要】一种上下山绞车提升上变坡点分级变坡设计方法，下山坡度8°＜α≤15°时，采取二次变坡，先施工6°下山，长度大于平板车长度6-8m，然后施工15°下山，下山坡度15°＜α≤25°时，采取三次变坡，先施工6°下山，长度大于平板车长度6-8m；然后施工坡度增加9°，下山坡度达到15°，长度大于平板车长度6-8m；最后施工坡度再增加10°，达到设计变坡；本方案通过多级变坡减小矿车在变坡点处对钢丝绳造成的瞬间冲击，减弱对钢丝绳的破坏，解决了上变坡点处易发生的断绳跑车事故，保障矿井的安全生产。
【IPC分类】E21F13-04
【公开号】CN104632275
【申请号】CN201410759629
【发明人】赵之合, 孙延斌, 石海波, 马敬龙, 高松芝, 张克伟
【申请人】枣庄矿业(集团)付村煤业有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月12日