煤矿斜井（巷）用普通轨卡轨乘人装置
选型设计

（参考文献）

锦州大可矿山机械制造有限公司
2021年10月

目   录

一、煤矿斜井（巷）用普通轨卡轨乘人装置结构原理及技术参数............................................................................1
二、列车牵引力计算...............................................................................................................................................4
三、轨道、卡轨器、道岔选型设计..........................................................................................................................4
四、安装、调试专用车场........................................................................................................................................7
五、轨道铺设技术要求...........................................................................................................................................7
六、产品安标证....................................................................................................................................................11

一、煤矿斜井（巷）用普通轨卡轨乘人装置结构原理及技术参数
1 产品特点
煤矿斜井（巷）用普通轨卡轨乘人装置（以下简称乘人装置或乘人车）是煤矿及矿山运送人员的新型理想安全设备。乘人装置具有卡轨功能、人工制动和超速保护制动功能，列车具有联动制动功能；其结构简单、机构灵活、卡轨可靠、缓冲平稳、安全性能好、乘坐舒适、机动性强、适用范围广，有效的解决了煤矿井下大坡度起伏巷道长距离的人员安全运输难题。
2主要用途及使用范围
乘人装置适用于600mm（900mm）轨距的30Kg及以上普通轨轨道系统中；对于原人车使用30Kg/m以上轨道不需更换，仅对轨道连接装置改造后即可实现卡轨运行。
该乘人装置可单车运行，也可组列运行，根据提升能力的差异，列车组列辆数有所不同，最多不超过3 辆，组列乘人装置采用拉杆连接，并配有安全保险链。

4、 使用环境条件
a. 环境温度为-30℃～40℃。
b.  不得用于采（盘）区回风巷及矿井回风巷。
5 技术参数:
 乘人装置主要性能参数

基本性能参数

6 结构特征与工作原理
列车构成 
乘人装置列车最多由三辆车组成,头车、尾车具备制动功能，列车中与提升机提升钢丝绳勾头连接带有制动功能的乘人装置为头车，位于列车另一端 的带有制动功能的乘人装置为尾车，位于列车中间不带制动功能的乘人装置为连车。

1头车、2连车 3保护链 4、尾车 5、连接装置
列车组列示意图
列车联动车辆组列时，使用液压胶管将前后车的控制油路连接起来，形成一个完整液压系统。         
7、基本功能介绍
 乘人装置组列（以下简称列车）在普通轨道上卡轨运行、夹轨制动，安全可靠的完成人员运输。乘人装置具有手动制动、断绳制动、溜坡超速制动、平道闭锁以及与提升机的电控联控（制动后急停提升机）等功能。列车运行时，跟车工位于列车运行方向的最前方，通过瞭望窗口观察路况，遇到紧急情况时跟车工通过手持机通知绞车司机停止绞车运行，若来不及通知时可手动实施紧急制动；当列车提升钢丝绳断绳时，头车（制动乘人车）牵引拉杆能够第一时间触发液压系统实施紧急制动；当列车下放出现跑车超出限速值时，限速保护装置产生动作，实施停车制动；当制动装置落闸制动时,液压系统失压, 压力元件动作，触发漏泄通讯系统闭锁提升机运行（须由客户接入提升机安全回路）停止提升机运行。

二、列车牵引力计算： 
牵引力F =Qz X （sinα + μcosα + αmax/g） 
Qz − 列车的总重量，α − 巷道倾角，μ 车轮轨道摩擦滚筒系数 0.02 
αmax − 运行时最大加速度，取 0.5m/s²，g − 重力加速度 9.8m/s²
Qz =(Qs+Ql+Qw)+75×乘车总人数
例如：一列车三节，满载，坡度25°计算结果如下：
头车自重：2480kg、 尾车自重：2480Kg 、 挂车自重：1800kg  、每节车乘 15 人，人均 75kg  
代入上述数据可计算为： 
F = 0.0098 × (2480 + 2480 +1800 + 75 × 15 × 3)(sia25° + 0.02cos25° + 0.5/9.8) = 0.0098×10135×0.49=48.74KN 
经计算：一列车三节，满载，坡度25°需采用JK-2X1.5提升机牵引。
根据计算牵引力选择提升机型号或根据提升机终端载荷选择卡轨乘人装置列车的数量。
三、轨道、卡轨器、道岔选型设计:
1、轨道：因普通轨卡轨乘人装置制动方式是轨头上、下两面卡轨制动，下制动块分别制动在轨头的下面两侧，轨道选型必需与普通轨卡轨乘人装置制动块设计相吻合，根据«煤矿安全规程»2016版第三百八十条规定;采区主要巷道轨道线路应当使用不小于30kg/m的钢轨，切钢轨断面尺寸符合国家标准。
断面尺寸如下图：

2、卡轨器：轨道连接采用与轨型相符专用轨道卡轨器，卡轨器为锦州大可矿山机械制造有限公司设计、生产，型号为DKQGQ30、DKQGQ38、DKQGQ43三个型号。外形尺寸如下图：

3、道岔：因卡轨乘人装置制动块及导向轮均低于钢轨轨头，道岔需采用立交式双摆气动专用道岔，道岔钢轨与轨道钢轨选用同种型号，根据运输巷道硐室条件，道岔分左开、右开两个方向，手动、气动两种控制方式，型号为:ZDK6-30(38)(43)-5-25右（左），即窄轨单开600mm轨距，钢轨型号30、38、43kg/m，5号曲率半径25m道岔。

四、 安装、调试专用车场
因普通轨卡轨乘人装置制动方式是轨头上、下两面卡轨制动，下制动块分别制动在轨头的下面两侧，安装时需将车辆放在轨道后再安装制动块，为了便于安装需要有一段卡轨乘人装置专用安装车场，车场轨道架空天桥或在轨道下方做一个长4米、宽1.2米、深1.2米的地坑。

五、轨道铺设技术要求:
警示：因制动方式的特殊性，卡轨乘人装置运行轨道必须是同型号且断面尺寸符合国家标准
的钢轨，并配套相应规格的道岔装置。
1、根据巷道的实地测量高度、宽度，核实能否满足斜井运输系统运输最大件所需空间的要求，尤其应该注意车辆在通过各种弯道、偏口时所需要的空间。车辆与巷道之间的空间应满足《煤矿安全规程》的有关要求。轨道铺设质量应达到《煤矿窄轨铁路质量标准》（草案）中的“优良品”等级。
2、安装轨道前，应先清理巷道，对安装轨道线路的局部高低不平进行平整，并将轨枕直接铺设在坚实的底板上。如果不能将轨枕铺设在底板上，必须采取有效措施将轨枕垫实，防止轨道承受重载时出现下陷现象。在铺设过程中，如出现较小的拐角，可从较远处用直轨拼接过渡过来。拼接的轨道折角应满足垂直转弯半径Rmin=15m 的要求。
3、轨道安装前，应在巷道里标出轨道中心位置和偏口处道岔的位置。轨道安装的越直、越平越好，避免不必要的折角。
4、轨道安装时，应先从偏口处道岔铺起，当遇到轨道长度不合适时，可按具体要求的长度割断直轨，将接头部分重新焊接到被割开轨道相应的位置，割开的轨道应平整。
5、轨道铺设时，用专用与轨型相符专用卡轨器连接两轨道，每间隔20m 需打锚杆固定道夹板，要求锚杆允许使用锚固力不低于45kN，锚杆直径不小于φ22mm 并能承受相应的剪切力，锚固深度视巷道底板岩性而定，锚固长度不小于 500mm；安装示意图如下：

卡轨器连接示意图

6、水平弯道段轨道内应设置轨距拉杆,最小水平曲率半径不小于 12m；垂直坡道段轨道最小竖曲率半径不小于 15m，两轨端连接段垂直夹角不得大于 3°，坡 度大于 20°时垂直坡道段轨道最小竖曲率半径不小于 20m。 
轨道轨面前、后高低应目视平顺，明显变坡点处不得有接头，应根据巷道变坡处的弯曲半径采用圆弧过渡，曲线轨面前后高低允许偏差用10m弦量不超过5mm，曲线段目视圆顺，用2m弦量半径50m以上不超过2mm，半径50m以下不超过3mm.
7、沿途轨道压板及螺栓（道钉）凸出高度低于轨顶面不得小于70mm； 
直线段和加宽后的曲线段轨距上偏差为+5mm，下偏差为-2mm；直线段两条钢轨顶面的高低差，以及曲线段外轨加高后与内轨顶面的高低偏差，都不得大于 5mm；轨道铺设好后，及时清理轨道两侧的物料以满足乘人装置车辆的卡轨装置的安全通过，要求距钢轨中心两侧宽度方向200mm范围，轨顶面高度方向70mm范围内不许有杂物。
8、安装轨道时，应保证两节轨道之间接缝不大于5mm，高低和左右错差不得大于 2mm。
9、专用卡轨道岔是采用手动或气压控制，用于卡轨乘人装置轨道系统的配套应用，道岔顶面高度与系统轨道顶面高度保持等高。
10、道岔安装处需打水泥基础，并用锚杆固定，锚固力要求同第5 条。

轨道坡道变坡、水平转弯及道岔安装示意图