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本书是关于单轨吊系统技术的一本工具书，旨在使相关煤矿从业人员更好的了解单轨吊技术，并能自行做出单轨吊的设计方案。本书主要内容包括：单轨吊系统概念，单轨吊系统介绍，单轨吊选型计算，单轨吊巷道布局和断面布置，设计方案样例和附件。

作者于2007年8月留学归国后,一直从事矿山辅助运输行业的新兴产品———单轨吊技术的推广工作,在工作中发现很多矿山,尤其是煤矿一直沿用着30年前甚至40年前的辅助运输技术。由于设备陈旧,且不易操作,很多煤矿工人甚至不得不肩扛手提地去运送物资,劳动强度非常大,这在现代化工业高度发达的今天,是很难想象的。也有很多煤矿工人因为运输设备的原因付出了宝贵的生命,据统计,煤矿井下事故率最高的地方就是辅助运输系统。我国自2003年至2013年,经历了煤炭行业的黄金十年,在这十年里,煤炭企业积累了大量财富,大多数煤炭企业以扩大产量来换取更大的经济效益,更多地关注煤炭采掘设备的更新换代,却忽视了支撑煤矿正常运行的辅助运输的发展。很多矿方的工程师对先进的辅助运输技术———单轨吊技术非常陌生,即使有些人可能对其有所耳闻,但大多不熟悉。

同时,翻开中国各种关于矿山的工具书、规程等,对单轨吊系统给出的定义也都十分粗略,甚至一些关于辅助运输系统的专业书籍对其也说明得不够明确。而这恰恰就是作者编写本书的目的,希望通过此书,将先进的单轨吊辅助运输技术介绍给读者,让其对国人来说,不再陌生,不在遥不可及。

本书的宗旨,是希望所有从事矿山事业的工作人员可以不费劲地就能了解单轨吊技术,可以自行做出设计方案。所以,作者从零讲起,力争让一个对单轨吊完全没有概念的人,在最短的时间里掌握其最核心的内容。由于作者水平有限,书中难免出现一些缺点和不当之处,恳请读者能帮助指正。热切期待读者可以联系作者,共同探讨单轨吊技术的应用。本书的出版得到了捷克Ferrit(芬瑞特)有限公司的大力支持,在此表示衷心的感谢!

谨以此书,献给日夜奋战在煤矿第一线的矿山工作者,正是你们无日无夜地忍受黑暗,最终换来我们的光明!

作 者

2015年8月

第1章 单轨吊系统概念……………………………………………………………………… 1

1.1 单轨吊究竟是什么? ……………………………………………………………… 1

1.2 辅助运输系统……………………………………………………………………… 1

1.2.1 辅助运输范围……………………………………………………………… 1

1.2.2 辅助运输特点及要求……………………………………………………… 2

1.2.3 辅助运输方式的分类……………………………………………………… 2

1.3 单轨吊国内外应用历程…………………………………………………………… 3

1.3.1 单轨吊发展总体概况……………………………………………………… 3

1.3.2 主要国家和地区发展概况………………………………………………… 3

1.4 单轨吊的应用范围及特点………………………………………………………… 4

1.4.1 单轨吊系统优点…………………………………………………………… 5

1.4.2 单轨吊系统缺点…………………………………………………………… 5

第2章 单轨吊系统介绍……………………………………………………………………… 6

2.1 单轨吊系统的组成与分类………………………………………………………… 6

2.1.1 悬挂轨道…………………………………………………………………… 6

2.1.2 起吊梁……………………………………………………………………… 19

2.1.3 人车………………………………………………………………………… 21

2.1.4 安全制动车………………………………………………………………… 22

2.1.5 牵引设备装置……………………………………………………………… 24

2.2 单轨吊系统整体组合配置………………………………………………………… 34

2.2.1 绳牵引单轨吊系统组合…………………………………………………… 34

2.2.2 柴油机单轨吊系统………………………………………………………… 35

2.2.3 蓄电池单轨吊系统………………………………………………………… 42

2.2.4 拖缆式单轨吊系统………………………………………………………… 43

2.2.5 气动单轨吊系统…………………………………………………………… 45

2.3 单轨吊系统的其他特殊装备……………………………………………………… 47

2.3.1 轨道安装机………………………………………………………………… 47

2.3.2 齿轨辅助装置……………………………………………………………… 48

2.3.3 悬挂式集装箱……………………………………………………………… 49

2.3.4 视频装置…………………………………………………………………… 50

2.3.5 悬挂式绞车………………………………………………………………… 50

2.3.6 载货承载车………………………………………………………………… 51

2.3.7 悬挂起重机………………………………………………………………… 51

2.3.8 单轨回撤机………………………………………………………………… 51

2.3.9 设备列车整体悬挂………………………………………………………… 52

第3章 单轨吊系统选型计算……………………………………………………………… 54

3.1 起吊梁选型………………………………………………………………………… 54

3.1.1 载重需求…………………………………………………………………… 54

3.1.2 牵引设备类型……………………………………………………………… 55

3.1.3 现场条件…………………………………………………………………… 55

3.2 人车选型…………………………………………………………………………… 55

3.3 制动车选型………………………………………………………………………… 56

3.4 悬挂轨道选型……………………………………………………………………… 58

3.4.1 双车承载车起吊梁轨道选型……………………………………………… 58

3.4.2 多车承载车起吊梁轨道选型……………………………………………… 62

3.4.3 悬挂轨道的刚度校核……………………………………………………… 65

3.5 牵引设备选型……………………………………………………………………… 66

3.5.1 绳牵引单轨吊牵引设备选型……………………………………………… 66

3.5.2 自驱式单轨吊选型………………………………………………………… 68

3.6 单轨吊系统布置选型……………………………………………………………… 74

3.6.1 单调坡度的运输路线……………………………………………………… 75

3.6.2 起伏不定的运输路线……………………………………………………… 75

3.6.3 运输人员车辆……………………………………………………………… 75

3.6.4 物料运输车辆……………………………………………………………… 75

第4章 单轨吊系统巷道布局和断面布置………………………………………………… 80

4.1 单轨吊系统的巷道布局…………………………………………………………… 80

4.2 单轨吊系统运行效率和台数计算………………………………………………… 81

4.2.1 单轨吊效率计算…………………………………………………………… 81

4.2.2 单轨吊套数计算…………………………………………………………… 82

4.3 单轨吊系统断面布置……………………………………………………………… 83

4.3.1 单轨吊断面布置原则……………………………………………………… 84

4.3.2 单轨巷道布置……………………………………………………………… 84

4.3.3 特殊断面巷道———矩形断面……………………………………………… 87

4.3.4 特殊断面巷道———梯形断面……………………………………………… 89

4.3.5 双轨巷道布置……………………………………………………………… 90

4.3.6 转载点断面布置…………………………………………………………… 91

4.3.7 多设备巷道布置…………………………………………………………… 91

4.3.8 最小需求断面……………………………………………………………… 91

第5章 单轨吊系统设计方案样例………………………………………………………… 94

5.1 矿方实际条件……………………………………………………………………… 94

5.2 单轨吊系统方案设计……………………………………………………………… 94

5.2.1 单轨吊系统选型计算……………………………………………………… 94

5.2.2 单轨吊系统巷道布局和断面布置……………………………………… 101

附件…………………………………………………………………………………………… 108

附件1 单轨吊系统悬挂轨道安装手册(自编)……………………………………… 108

附件2 DIN20593系列悬挂单轨吊标准摘录(德文)……………………………… 124

参考文献……………………………………………………………………………………… 139