煤矿107采区运输系统的优化设计.pdf

鄂庄煤矿107采区运输系统的优化设计 李雪峰,张广海,王成军 新汶矿业集团公司 鄂庄煤矿,山东 莱芜271122 摘要介绍了鄂庄煤矿107采区运输系统优化设计,重点对下山段带式输送机作了选型计 算,对张力监控装置的功能和优化改造实施工程中的做法进行了阐述,节能减排效果明显,具有较 好的经济效益和安全性能。 关键词运输系统;优化设计;选型计算;监控装置 中图分类号 TD52 文献标志码 A 文章编号10032079420080420005204 Ezhuang Coal Mine 107 Picks Area Transportation System Optimized Design LI Xue - feng , ZHANG Guang- hai , WANG Cheng- jun Ezhuang Coal Mine of Xinwen Minging Industry Group Company ,Laiwu 271122 ,China AbstractIntroduced Ezhuang Coal Mine 107 picks the area transportation system optimization design , key to descended a mountain the section belt type conveyer to make the shaping computation ,carried on the elabora2 tion to the tensity monitoring control unit function and in the optimized transation implementation project procedure. The energy conservation reduced a row of effect to beobvious , has the better economic efficiency and the security perance. Key wordstransportation system; optimization design; shaping computation; monitoring control unit 0 前言鄂庄煤矿107采区采用带式输送机运输,运输 W0 输送机牵引力,N; η 传动装置效率。 2. 5 牵引机构张紧力的计算 1链子的预紧力计算 链子的预紧力与机头传动装置的布置有关,也 和q、q0、 ω、 ω ′ 、 β及L有关,单机头情况的链子预紧 力 T0S1Lq0 1 121 ω ′ cos β” 016sinβ 013Lqωcosβ sinβ10 2松弛量引起的附加牵引力计算 连接链子两端必须具有一定的松弛量才能进行 接环,松弛量Δli≈ 0 15～01 6 t,t为链环节距。 按Δ li 015t计算,松弛量所需的附加牵引力 W0j EAΔli 2L EAt 4L 3紧链时所需的实际紧链力 考虑到紧链过程中克服下端链子的移动阻力 Wkq0L ω ′ cos β” q0Lsinβ11 故紧链时所需的实际紧链力 TT0W0jWk12 2. 6 牵引链强度的验算 刮板链的强度按链子在工作中所承受的最大静 张力和动张力之和验算。一般动张力可按最大静张 力的20 计算。若使用液力耦合器可减缓动张力, 按10 计算。 对于单链刮板输送机,链子安全系数 K Sp kSmax ≥31513 对于双链刮板输送机,链子安全系数 K 2Spλ kSmax ≥31514 式中 Smax 刮板链最大静张力,kN; Sp 一条链子的破断力,kN; k 动张力系数,一般取k 1.1～1.2; λ 双链负荷分配不均系数,对于模锻链 λ0.65;对于双边圆环链λ 0. 85; 对于双中心圆环链λ 0.9～0.95。 3 结语 通过对连续运输系统运输机构主要设计参数分 析,有助于同类机械运输机构的设计,对机器总体性 能的改善和提高具有一定的实际指导意义。 参考文献 [1]成大先.机械设计手册[ K].北京化学工业出版社,1998. [2]孟建新.连续运输系统在我国短臂机械化采煤中的应用和发展 [J ].煤矿机电,2003 ,125 43 - 45. 作者简介韩峰1979 - ,安徽滁州人,助理工程师,2003年毕 业于山东科技大学,现就职于国投新集能源股份有限公司,主要从事 煤矿设计及相关设备的研发工作,电话0551 - 5337707 ,电子信箱 hanfeng1979 . 收稿日期2008201206 5 第29卷第4期 2008年 4月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol129No14 Apr. 2008 距离2 500 m ,运量200 tΠh ,现安装10部带式输送机 接力提升,受现场安装条件限制,其中运输平巷3部 计800 m、 输送机下山3部计1 100 m、 顺槽3部计 600 m ,存在运输距离长、 岗位多、 事故率高、 占用设 备多等缺点,急需对运输系统进行优化,首先带式输 送机采用集中控制,其次根据现场条件对下山3条 输送机计算选型为1部,减少岗位人员占用,确保设 备安全运行。由于是对现有运输系统的改造,所以 在改造实施过程中采取了一些措施,取得了很好的 效果。 1 系统的优化设计 1. 1 下山段带式输送机的优化 1. 1. 1 带式输送机的原始技术参数 运量Πth - 1 200 物料原煤密度Πtm - 3 019 运距Πm1 204.7 倾角Π- 12.8～ 14.8 带速Πms - 1 2.5 1. 1. 2 输送带型号及基本参数 输送带型号PVG1000S整体带芯输送带 带宽Πmm800 带质量Πkgm - 2 1418 带厚Πmm1112 图1 输送带缠绕图 图2 鄂庄煤矿107输送机下山要素图 1. 1. 3 设计计算 1物料线质量 当已知设计运输能力和带速时,物料的线质量 q Q 316v 22122 kgΠm 式中Q 单位运量,tΠh; v 输送带运行速度,mΠs。 2输送带线质量 由输送带选型结果可知输送带线质量 qd 1418018 11184 kgΠm 3托辊的选择 承载托辊间距l′ t 1.5 m 回程托辊间距l″ t 3 m 缓冲托辊间距lth 0.4 m 承载托辊直径d′ t89 mm4G204 q′ t 3G′ t l′ t 5116 kgΠm 平行下托辊直径 89 mm4G204 q″ t 7115 3 2138 kgΠm 4基本阻力的计算 ① 局部阻力 装载点物料加速阻力 Wa 1 2 qv 2 69 N 式中 q 物料线质量,kgΠm。 ② 装载点导料槽侧板阻力 Wbl 16 B 2γ70 158 N 式中B 带宽,m; γ 物料集散密度,tΠm 3 ; l 导料槽侧板长度,m。 ③ 清扫器阻力 弹簧清扫器阻力 Wt 700～1 000B≈900B 720 N 空段清扫器阻力 W′ t 200B 160 N 总阻力 WNWaWbWtW′ t 1 108 N 经计算分析,此带式输送机在任何情况下均不 会出现发电运行工况,为简化计算过程按最大电动 工况平运上运带载,其他空载,ω 01 03 对带式输 送机进行具体计算,具体如下单位 N W5 - 6 q″ tqdωgnlqdgn∑H - 12 300 W7 - 8ωgnLqqdq′ t 3 535 W8 - 9gnL [ qdq′ tωcosβ-qdsinβ] 4 133 W9 - 10gnL [ qq′ tqdωcosβ qqd sin β] 2 626 N W10 - 11gnL [ qdq′ tωcosβ-qdsinβ] - 1 496 W11 - 12ωgnLqqdq′ t 10 411 W12 - 13gnL [ qdq′ tωcosβ-qdsinβ] 46 872 W13 - 14gnL [ qq′ tqdωcosβ qqd sin β] 231 5输送带张力的计算 最大电动工况 S2KS1 S3KS2K2S1 S4KS3K3S1 S5KS4K4S1 S6S5W5 - 6K4S1W5 - 6 S7KS6K5S1KW5 - 6 6 Vol129No14 鄂庄煤矿107采区运输系统的优化设计 李雪峰,等 第29卷第4期 S8S7W7 - 8K5S1KW5 - 6W7 - 8 S9S8W8 - 9K5S1KW5 - 6W7 - 9 S10S9W9 - 10K5S1KW5 - 6W7 - 10 S11S10W10 - 11K5S1KW5 - 6W7 - 11 S12S11W11 - 12K5S1KW5 - 6W7 - 12 S13S12W12 - 13K5S1KW5 - 6W7 - 13 S14S13W13 - 14K5S1KW5 - 6W7 - 14 S15KS14KK5S1KW5 - 6W7 - 14 S16KS15K2K5S1KW5 - 6W7 - 14 式中 K 张力增加系数,取K 1.02。 ① 摩擦传动条件 采用机头双滚筒双电机1∶1驱动 S16 S1 K2K5S1K W5- 6W7- 14 S1 ≤ r12 1 K- 1 C0 C0 1 1 3 - 1 1.3 113 4108 ② 垂度条件 Szmin 5gnl′ tqqd 2 504 N Skmin 5gnl″ tqd 1 740 N 式中 Szmin 承载段输送带最小张力,N; Skmin 回程段输送带最小张力,N。 回程段机头至最小张力点间的阻力为 ωqdq″ tgnlqdgn∑H - 13 358 N 于是K4S1- 13 358≥Skmin 1 740 N 承载段最小张力点在S11处 于是S11K5S1K W5- 6W7- 11≥Szmin2 504 N 带式输送机的正常运行必须同时满足摩擦传动 条件和垂度条件,结合以上各点张力关系,最后得出 如下方程组 K2K5S1KW5 - 6W7 - 14 S1 ≤4108 K4S1- 13 358≥Skmin 1 740 N K5S1KW5 - 6W7 - 11≥Szmin 2 504 N 解得S1≥19 074 N 在此取S1 20 000 N ,计算得 S1 20 000 N ,S2 20 400 N ,S3 20 808 N , S4 21 224 N ,S521 649 ,S6 9 349 N , S7 9 536 N ,S8 13 071 N ,S9 17 203 N , S10 19 829 N ,S11 18 334 N ,S12 28 745 N , S13 75 616 N ,S14 75 847 N ,S15 77 364 N , S16 78 911 N 6输送带强度验算 考虑输送带的寿命、 起动时的动应力、 输送带的 接头效果、 输送带的磨损以及输送带的备用能力,选 用输送带时必须有一定的备用能力即安全系数 , 对于强力大功率带式输送机静安全系数一般取m ≥7 ,动安全系数md≥5。根据以上计算可以确定输 送带的最大张力 Smax≤Seσ dB m 由此得输送带安全系数 mσ dB Smax 式中 σd 带芯拉断强度,对于PVG1000S型带, σd 1 000 NΠmm; B 带宽,mm。 此处校核输送带的安全系数 m Bσ Smax 10114 输送带安全系数满足要求。 7电动机功率的计算 根据最大电动工况下输送带张力计算所需电机 功率。 输送机的总牵引力 WS16-S1 01 03 S16S1 WN 62 986 N 电动机功率 NK Wv 1 000η 23116 kW 综上所述,选用2125 kW电机,型号为JDSB - 125 ,电压等级660Π1 140 V。 8减速器的选择 减速器传动比 i nπD 60v 25.1 取标准值i25。 减速器型号选为DCY400 - 25 9制动及逆止力矩计算 充分考虑输送机的使用安全,制动力矩及逆止 力矩不得小于该输送机所需力矩的2倍传动滚筒轴 上最大制动及逆止力矩上运段带载,其他空载工 况,ω 0.012 MDgnL[qsinβ - q2qdq′ tq″tωcosβ] 22 909 Nm 式中 D 传动滚筒直径,D 0.8 m; ω 阻力系数,取ω 0.012。 制动器选择为KZP -Ф1200Π263一台最大制 动力矩40 kN m 作用在减速器二轴上的逆止力矩 3 M i 2 749 Nm 7 第29卷第4期 鄂庄煤矿107采区运输系统的优化设计 李雪峰,等 Vol129No14 矿用洒水车喷洒系统的设计研究 蒋寿生 邵阳学院,湖南 邵阳422000 摘要根据矿用洒水车喷洒系统设计主要技术参数,对矿用洒水车喷洒系统进行了详细地 设计分析,得到了使系统元件性能达到最好的喷洒系统设计参数。实际应用结果表明,矿用洒水车 喷洒系统设计效果十分理想。 关键词矿用洒水车;喷洒系统;设计 中图分类号 TH122 文献标志码 A 文章编号10032079420080420008203 Design and Research on Watering System of Mine - used Watering Cart JIANG Shou- sheng Shaoyang College , Shaoyang 422000 , China AbstractBase on main technology parameters of watering system design of mine - used watering cart , design parameters of watering system that made system components be of best capability are gotten after some detailed designs and analysis to watering system design of mine - used watering cart are carried out of mine - used water2 ing cart. The results reveal that there is a good effect for watering system design of mine - used watering cart. Key wordsmine - used watering cart ; watering system; design 0 前言 矿用洒水车适用于大型露天矿山的降尘、 消防、 冲爆堆和输送工业用水等,该产品在矿用自卸车的 底盘基础上改制而成。它除继续保持了原基本车型 的优点,采用坚固的变截面等强度刚性车架、 强劲的 大功率Cummins发动机、可变刚度的高性能油气悬 逆止器选择为NF40 ,其额定逆止力矩为4 000 Nm。 10拉紧装置 ① 拉紧力的计算 PHS3S442 032 N ② 拉紧行程的计算 拉紧行程 ΔLK L 1～ 2 BLcLd 1814 m 式中 K 伸长系数,整芯带取K 0.01。 在此取ΔL 19 m。 本机采用液压自动拉紧装置,型号为YZ L1 - 100Π3000。 11软起动选择 本机采用Y NRQD125Π1500型液黏可控软起动 装置,改善电动机的启动性能,延长电动机使用寿 命,减小对电网冲击。同时具有起动加速度可控的 功能。 1. 2 带式输送机集中控制系统 由于整条运输系统线路长,现场条件复杂,共安 装7部带式输送机,采用KHA36 - Z型输送带张力 监控保护装置,对输送机运输系统进行实时监控,配 接张力/断带传感器、 跑偏传感器、 速度传感器、 温度 传感器、 烟雾传感器、 煤位传感器、 急停传感器、 纵裂 传感器、 有无煤传感器等,实现输送带综合保护及输 送带张力测量,并可在温度或烟雾保护停机的同时 实现超温或超烟自动洒水。跑偏和急停采用一线 制,并且能分辨出发生故障的具体部位,即一条四芯 屏蔽电缆即可完成。对输送带张力进行动静态测 试,实现自动调整输送带张力。可将输送带运行情 况远距离传输至地面中央控制室,同时也可接收地 面中央控制室上位机的启动和停车指令,实现地面 监控和集散控制。通过起停控制总线或通讯总线实 现逆煤流或顺煤流启动、 顺煤流停车。 2 系统优化实施过程中的一些做法 1由于是在现有基础上优化改造,在运输下山 与平巷段临时掘了一条25 m斜峒子,将下山段第1 部输送带机头与搭接机尾分别缩至新开硐子口,并 通过安装1部刮板输送机形成临时运输通道,在原 运下第1部输送机机头处打新机头基础、 开新安机 头硐室。 2本着减少投资的原则设计时充分利用原输 送机的托辊、 架子等,机身部分未做变动。 3 结语 通过系统的优化,107采区运输系统减少带式 输送机2部、 岗位9个,而且采用集中控制装置后, 提高了设备运行的可靠性和安全性,具有良好的经 济效益和安全效益。 作者简介李雪峰1963 - ,山东宁阳人,高级工程师,山东矿 业学院毕业,现任新汶矿业集团公司鄂庄煤矿生产矿长,电话0634 - 6053229 ,电子信箱wchj6058568 . 收稿日期2007210208 8 第29卷第4期 2008年 4月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol129No14 Apr. 2008