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设计题目提升绞车设计
学生姓名
指导教师
机电工程系
第一章矿井概况…………………………………………………………………………2
第一节矿区概述…………………………………………………………………………2
第二节井田地质概述………………………………………………………………………7
第二章设计副井绞车………………………………………………………………………8
第一节设计依据……………………………………………………………………………8
第二节差不多工况……………………………………………………………………………8
第三节运行阻力运算…………………………………………………………………………8
第四节要紧技术参数…………………………………………………………………………9
第五节设计验算………………………………………………………………………………9
第六节方案设计………………………………………………………………………………11
第七节要紧部件结构…………………………………………………………………………12
第八节防爆开关磁阻操纵调速电控系统……………………………………………………14
第九节爱护措施………………………………………………………………………………17
第三章通信照明………………………………………………………………………………18
第四章安全技术措施…………………………………………………………………………18
第一节通用安全技术措施……………………………………………………………………18
第二节各工种专业安全技术措施……………………………………………………………19
第一章矿井概况
第一节矿区概述
一、位置
公乌素煤矿位于内蒙古自治区乌海市境内,行政区隶属于海南区公乌素镇管辖,其地理位置坐标为:
东经:106°50′48″~106°52′42″;
北纬:39°16′15″~39°22′38″;
。
二、交通
矿区位于内蒙古自治区乌海市海南区境内,属于桌子山煤田的南部,距乌海市45千米。运煤铁路线均修进矿井工业广场内,公路109国道从矿区的中部穿过,交通便利。
三、地势地貌
矿区地势为丘陵地带,东南稍高,西北地势比较平坦,海拔标高+1200~1289m,最高与最低处落差89米,井田中部有公乌素沙沟,从本井田南一采区地表流过,由东往西流入拉僧庙沟注入黄河,该河沟除雨季暴雨时有地表流外,一样季节为干沟,故暴雨时对开采有一定的阻碍。
四、水文地质
1、区域水文地质概况
桌子山煤田北起千里山之北部,南至雀儿沟以南。南北长近100Km,东西宽约5~25Km,总面积约300Km2。煤田东西两侧之桌子山、岗德尔山呈南北向延伸,构成中高山地。煤田内地势以宽谷洼地为主,其间山丘起伏,阶地发育。其总体地势呈东高西低之势,沟谷发育。受地势阻碍,水流由东向西注入黄河。各沟谷均为季节性迳流,平常干涸无水,雨季山洪暴发,可形成洪流,历时短,雨后数小时即近于干涸。
黄河距本区13Km,为煤田邻近的唯独地表水体,水位标高平均+1065m,比煤田标高低200m左右。煤田与黄河之间赋存着巨厚的隔水岩层,因此,黄河与煤田无直截了当水力联系。
依照区域水文地质资料,桌子山煤田水文地质特点详见表1—1,桌子山煤田水文地质特点表。
2、矿区水文地质
矿区地处洪涝、半洪涝荒漠地带,年降水量小,蒸发量大,无地表迳流及水体,依据地质报告水文地质资料对本区作出评判。〔1〕第四系松散岩层孔隙潜水含水岩组
岩性为风积沙、黄土状亚沙土,分布于沟谷两侧,厚度不大,透水而不含水。冲洪积层以粒度不匀的砂砾石为主,分布于间歇河谷内,厚度1~10m,~5m,单位涌水量q=~·m,渗透系数K=~。水质为SO4~HCO3~Cl~K+Na。
桌子山煤田水文地质特点表表1—1
地下水
类型
含水
单元
要紧
岩性
层厚
(m)
涌水量
(公升/秒)
水质
矿化度
(克/升)
备注
松散岩类及半胶结岩类孔隙水
宽谷洼地之近代洪积层
砂、砾石、砂土
~
~>10
HCO3·SO4~Na+·Ca
<1
缓慢褶曲之第三系红色岩类
泥岩、粘土岩、砂岩、砾岩
0~>300
不详
坚
硬
岩
类
裂
隙
水
伏于沉积阶地下之二叠系上统杂色砂岩
泥岩、砂岩、砂砾岩
1755~2060
~
HCO3~Na
~3
含水不匀之石炭系煤系
砂岩、泥岩、煤、粘土岩
236
~
SO4·Cl~Na
<3
含水不匀之石炭系煤系
砂泥岩、砂岩、煤
>93
~
SO4·HCO3·Cl~Ca.+Na
1~3
不含水之奥陶系绿色砂岩砂泥岩系
砂岩、页岩灰岩
117~427
形成割蚀劣地之寒武系及往常古老岩系
灰岩、片麻岩、石英岩
~
不详
石灰岩
岩溶水
可能为地下水要紧储水水源之桌子山灰岩
厚层灰岩鲕状灰岩
290~794
HCO3~Na·Ca
<
拉僧庙
泉资料
〔2〕坚硬岩类孔隙裂隙承压水含水岩组
据原报告资料,该含水岩组可分为五个含水带和四个相对隔水层。其中第Ⅰ含水带和第一隔水层核实区内不存在,现就其他含水层和隔水层分述如下:
第Ⅱ含水带〔P1s4~P2s1〕:上部为灰白色黄绿色中细粒砂岩,夹粘土质泥岩,下部以灰色砂岩为主,夹泥岩,全厚794。裂隙比较发育,含水柔弱,单位涌水量q=·m,渗透系数K=,水质为SO4~HCO3~K+Na。
第二隔水层〔P1s3〕:岩性为灰~深灰色砂质泥岩、煤层与粘土岩,厚11m。隔水性能较好。
第Ⅲ含水带〔P1s2~P1s1上部〕:全厚80m,,岩性要紧为灰白色砂岩,%,~,据钻孔抽水试验,单位涌水量q=·m,渗透系数K=。
第三隔水层〔P1s1底部〕:岩性要紧为粘土岩、砂质泥岩及9号煤层,,全区普遍发育,隔水性能良好。
第Ⅳ含水带〔C2t2~C2t1上部〕:全厚84m。上部岩性为灰色细砂岩、砂质泥岩、泥岩为主;下部岩性以深灰色、灰白色砂质泥岩为主,夹细砂岩。,岩性以砂岩为主,~%,~10%;~,含水较丰富,据钻孔抽水试验,单位涌水量q=·m,渗透系数K=,水质类型为SO4~Cl~K+Na~Ca~Mg型水。含裂隙承压水,富水性弱。
第四隔水层〔C2t1中部〕:岩性为16号煤层及泥岩,,全区发育,隔水性能较好。
第Ⅴ含水带〔16#煤层底~C2b上部〕:全厚约30m,岩性为灰白色细粒砂岩,,%,~%,钻孔抽水资料:单位涌水量q=~·m,渗透系数K=~。水质类型为SO4~Cl~K~Na~Ca型水。
〔3〕石灰岩类岩溶含水岩组
矿区的煤系基底为奥陶系中下统,其上部岩段〔O2〕岩性为巨厚层状的黑灰色灰岩,岩溶发育较好;下部岩段〔O1〕岩性为石灰岩与石英砂岩互层,岩溶发育相对较差。据拉什仲150号钻孔资料:单位涌水量q=·m,渗透系数K=,含溶隙承压水,富水性弱~中等。
〔4〕断层对矿床充水的阻碍
矿区南边界发育F8、F23号正断层,对本区阻碍不大。矿区内没有专门针对断层的水文工作。据原报告资料反映,钻孔见到的断层带导水性并不强,其富水性及裂隙发育程度应属较好。但间歇性沟谷在洪水期间对断层的补给量较大,补给时刻又专门集中,煤矿在断层邻近开采时,在洪水期应提高小心,预防断层突然涌水成灾。
3、矿区水文地质复杂类型评判
综上所述,矿区地质构造中等,直截了当、间接充水含水层的含水空间以裂隙为主,富水性弱~中等;补给源为贫乏的大气降水,据此将矿区水文地质类型划分为第二类第一~第二型,即裂隙充水矿床,水文地质条件简单~中等型。
五、气候特点
矿区气候干燥,少雨多风,属于半内陆半沙漠半洪涝地区,,多集中在7、8、9月份内,蒸发量大于降水量12-14倍,风沙较大,3-5为风季,最大风速28m/s,要紧风向,夏秋季节为东南风,冬春季节为西北风,一样风速为28m/s,冻结期为半年,,°,最低温度为-°,°,最大积雪厚度为6cm。
六、地震及地质灾难
经西北兰州地震大队和国家地震局河北地震大队鉴定,本地区地震烈度为8°,依照调查本地区历史上从未发生过较大的破坏性地震,,对比烈度8°。
区内无泥石流,滑坡及塌陷等不良地质灾难现象发生。
第二节井田地质概述
一、井田地质构造
1、褶曲:公乌素矿区位于拉什仲背斜向斜没部分,因之次一级褶曲为矿区的差不多构造。
①、公乌素背斜:位于矿区中部,走向为南北方向,倾角10—18度,为单斜构造。
②、A1北斜:位于公乌素背斜之东,背斜轴为南北方向,自北向南倾没。
③、S1向斜:位于公乌素背斜和A1背斜之间,由两者倾没所伴生,全长2km,仅阻碍到煤层浅部。
2、本井田内发觉断层共17条,其中较大断层有:
①、西来峰逆断层:位于井田的东北部,形成井田自然东北境域,走向北西25度,倾向西,倾角38—47度,落差50—138m,于矿区东北部有6个钻孔和1个槽探操纵。
②、F10逆断层:位于本井田的东部,走向为南北,倾向东,倾角75度,落差40m,有两个钻孔操纵深部。
③、F11正断层:位于井田的西南部,走向北东40—50度,倾角70—80度,其两侧伴生有小断层多条,构成南北宽200m的破裂带,落差10~15m,有∠33和10号孔操纵,总之,本井田以单斜构造为主,断层较多。井田内无火成岩活动
第二章设计副井绞车
第一节设计依据
1、«煤矿安全规程»2006版。
2、«无级绳连续牵引车»行业标准,MT/T998-2006。
3、«矿用无极绳调速机械绞车»行业标准,MT/T885-2000。
4、公乌素煤矿斜井巷道差不多工况及要求。
第二节差不多工况
1、巷道斜长400米,倾角坡度为16度,其中井口平道45米。
2、最大单件提升重量18吨〔含平板车〕。
3、单轨运输,轨距为600mm,轨型为30kg/m。
第三节运行阻力运算
依照实际工况条件及运行要求,运算系统运行阻力如下:
式中:G-----运输最大重量;
G0----制动梭车重量;
βMax----运行线路最大坡度;
μ----钢丝绳磨擦阻力系数;
qR--------单位长度钢丝绳〔选用26NAT6×19型〕重量;L-----运输距离;
g-----重力加速度;
W=〔G+2G0〕(+sinβMax)g+2μqRgL
〔18+2×4〕×1000×〔+sin16〕+2×××400
=+486
=
第四节要紧技术参数
依照运行要求采纳钢丝绳牵引方式,单轨运输,一根绳在轨道中心线上,另一根绳布置在轨道外左侧。牵引绞车、张紧装置布置在地面,尾轮安装在井底车场。系统采纳开关磁阻电机调速,无级变速。牵引绞车防爆,电气操纵部分安装在地面绞车房内,为防爆。梭车带安全失效型制动闸,液压松闸,弹簧制动,具有断绳自动爱护功能。重载下坡时具有能量回馈功能,保持车辆速度稳固。要紧技术参数如下:
最大牵引力:83KN
电机功率:132KW
运行速度:–—(无级调速)
最大紧急制动力:160KN
滚筒直径:1600mm
钢丝绳规格:6×19Φ26
适用巷道倾角:16º
第五节设计验算
1、牵引力验算:
绞车牵引力F=83KN=
系统运行阻力W=
F›W牵引力满足运行要求。
2、紧急制动力验算:
本系统在牵引绞车和梭车内分别设计有紧急制动闸,在非断绳情形下由梭车施闸,紧急制动力都依照«煤矿安全规程»第378条第〔一〕款的规定:—2倍。
〔1〕、牵引绞车紧急制动力验算:
绞车牵引力为83KN,紧急制动闸所制动轴扭矩为:
M1=83×1000×=
现选用BYW500-ED201/6型防爆电力液压推杆制动器,功率375KW,,制动弹簧力1900N,最大制动力矩:
MMax=5400Nm
紧急制动闸制动力安全系数:
n=M1/MMax=5400/=>
因此,牵引绞车紧急制动力满足规程要求。
〔2〕、梭车紧急制动力验算:
n=N/F=160/83=>
因此,梭车紧急制动力满足规程要求。
3、钢丝绳强度验算:
通过钢丝绳最大张力,可依照下式验算钢丝绳强度:
n=QZ/Smax=×1000/×=
式中,n-----钢丝绳安全系数
QZ--------26NAT6×19型钢丝绳破断拉力总和
Smax-----钢丝绳最大张力〔KN〕
钢丝绳许用安全系数为:
{n}=5-=5-×400=
式中,L—由绞车至尾轮的钢丝绳长度,取L=400m
依照«煤矿安全规程»第四百条规定,倾斜无极绳绞车运物时安全系数的最低值n>{n}=。
因此,选用26NAT6×19型钢丝绳能够满足安全规定要求。
4、绳径比验算:
依据MT--T988—2006«无极绳连续牵引车»行业标准第5。4。7的规定,绞车滚筒上绳衬直径应满足以下要求。
1)抛物线滚筒绳衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的50倍。
2)绳槽式主滚筒衬直径至少应为牵引钢丝绳直径的40倍,副滚筒直径至少应为牵引钢丝绳直径的28倍。
本系统绞车采纳绳槽式比滚筒驱动,牵引钢丝绳直径26㎜。主滚筒直径1600㎜,>40,副滚筒直径1300㎜,绳径比为50>28,符合行业标准要求。
第六节方案设计
1、系统布置方式
斜井运输为长期固定运输,运距始终固定,运行频率高。为减少钢丝绳磨损,延长钢丝绳的使用寿命,本方案采纳一根绳布置在轨道中间,另一根绳布置在轨道外侧的方案。如图:
系统采纳单尾轮结构,设计成倾斜尾轮,满足将主副绳分开的需要,减少了钢丝绳间的磨擦;张紧装置上两只导向轮也是为分绳而设计的,幸免绞车卷筒上入绳和出绳相互咬绳。
2、系统初步配置:
序号
型号
名称
单位
数量
备注
1
JW132
牵引绞车
台
1
2
CQJ00
梭车
台
2
900轨距
3
F1-02B
张紧装置
套
2
五轮
4
LW00
尾轮
套
1
5
LYS00
压绳轮组
套
10
6
LPT00
托绳轮组
套
25
7
LPTZ
专用轮组
套
2
8
电控装置
套
1
9
钢丝绳6×19Φ26
米
900
3、运行运算:
本系统可实现无级别变速,在0—,牵引力始终为83KN,最大牵引重量18t,;—,牵引力随着速度的增加而减少,最大速度〔〕时牵引力为50KN,最大牵引重量7t,。
注:以上运行时刻未考虑摘挂钩时刻。
4、特点描述:
〔1〕、开关磁阻调速无级绳绞车牵引,连续运输。
〔2〕、采纳主绳在轨道内,而副绳在轨道外的布置型式。
〔3〕、液压抱轨式制动梭车,具有断绳制动爱护功能。
〔4〕、绞车、张紧装置及防爆电控装置布置在地面绞车房内。
〔5〕、运输方式:提升时梭车在前牵引,下放时梭车在后牵引。
第七节要紧部件结构
1、牵引绞车
电机型号:KBC—132
电机功率:132KW
减速器:进口SEW
传动方式:绳槽式双轮驱动
主滚筒直径:1600㎜,3绳槽
操纵方式:开关磁阻操纵
制动方式:2套,电液制动和人工手动远程制动
绞车体积:3840×1830×1700㎜
2、张紧装置: