畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）新型的煤礦水倉(cāng)清理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要1summary2第1章 引 言31.1水倉(cāng)概述31.1.1水倉(cāng)的建立以及結(jié)構(gòu)背景31.1.2建立水倉(cāng)的要求41.2水倉(cāng)中煤泥以及清理51.2.1水倉(cāng)煤泥沉積的形成背景51.2.2水倉(cāng)煤泥清理的研究目的及意義51.3煤礦水倉(cāng)清理技術(shù)的研究現(xiàn)狀61.4現(xiàn)存的清理方法與技術(shù)71.4.1人工清理71.4.2挖裝清淤法71.4.3專門(mén)設(shè)計(jì)的水倉(cāng)清理機(jī)81.4.4射流泵和泥漿泵聯(lián)合清理121.4.5中央排污水泵利用排污泵及管道直接將泥漿從井下排至地面。131.5新型水倉(cāng)清理系統(tǒng)141.6新型水倉(cāng)清理系統(tǒng)的研究目標(biāo)、意義以及預(yù)期達(dá)到的指標(biāo)161.6.1研究目標(biāo)和意義161.

2、6.2預(yù)期達(dá)到的指標(biāo)16第2章 水倉(cāng)清理系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)172.1系統(tǒng)的組成172.1.1攔截壩系統(tǒng)172.1.2耙運(yùn)系統(tǒng)192.1.3轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)19第3張 耙斗機(jī)的設(shè)計(jì)213.1耙斗機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理213.1.1絞車原理223.2耙斗機(jī)配套電機(jī)的選型243.3耙斗的設(shè)計(jì)253.3.1耙斗的幾何尺寸253.3.2耙斗的容積263.3.3耙斗的插入角和耙角273.4鋼繩的設(shè)計(jì)283.4.1耙斗運(yùn)行時(shí)所需的牽引力283.4.2驗(yàn)算所取的鋼繩直徑303.5三極齒輪減速器的設(shè)計(jì)313.5.1減速器各軸傳動(dòng)參數(shù)313.5.2減速器齒輪設(shè)計(jì)333.5.2.1高速級(jí)齒輪參數(shù)的確定333.5.2.2中間齒輪參數(shù)

3、的確定363.5.2.3第三級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)373.5.3對(duì)中間軸進(jìn)行設(shè)計(jì)校核373.6行星齒輪組的設(shè)計(jì)383.6.1總體設(shè)計(jì)計(jì)算393.6.2計(jì)算各齒輪的主要參數(shù)393.6.2.1對(duì)回程滾筒進(jìn)行嚙合參數(shù)計(jì)算：403.6.2.2對(duì)工作滾筒進(jìn)行嚙合參數(shù)計(jì)算：413.6.3回程齒輪的強(qiáng)度計(jì)算及校核423.6.3.1 ac齒輪傳動(dòng)接觸強(qiáng)度校核計(jì)算：423.6.3.2 ac傳動(dòng)彎曲強(qiáng)度計(jì)算校核453.6.3.3 cb傳動(dòng)接觸強(qiáng)度校核483.6.4工作齒輪的強(qiáng)度計(jì)算及校核493.6.4.1 ac傳動(dòng)接觸強(qiáng)度校核計(jì)算493.6.4.2 ac傳動(dòng)彎曲強(qiáng)度計(jì)算校核503.6.4.3 cb傳動(dòng)接觸強(qiáng)度校核513.6

4、.5軸的強(qiáng)度校核計(jì)算523.6.6輸出速度及功率校核55第4章 耙斗機(jī)的操作、維護(hù)與保養(yǎng)564.1耙斗裝載機(jī)的操作過(guò)程564.2潤(rùn)滑與密封564.3齒輪減速器的維護(hù)與保養(yǎng)574.4設(shè)備的維護(hù)574.4.1日常維護(hù)574.4.2緊急情況停車574.5耙斗裝載機(jī)常見(jiàn)的故障及其消除的方法58總結(jié)與展望59結(jié)束語(yǔ)60參考文獻(xiàn)61附 錄63附錄一 基于por/e的行星輪絞車的三維立體造型63附錄二 對(duì)工作太陽(yáng)輪的ansys分析結(jié)果67附錄三 耙斗的pore實(shí)體造型和ansys分析68附錄四 p-15b耙斗機(jī)裝配圖、行星輪裝配圖、零件圖、傳動(dòng)間圖69致謝7070摘 要本學(xué)位論文針對(duì)目前煤礦水倉(cāng)中沉積的煤泥

5、及煤泥的特性而設(shè)計(jì)出一種新型的煤礦水倉(cāng)清理系統(tǒng),該機(jī)器可根據(jù)煤泥的特性將不同層面的煤泥一次性清理，對(duì)于解決多年來(lái)水倉(cāng)中煤泥沉積而帶來(lái)的諸多不便和清理效率低下等問(wèn)題提供了更好的研究平臺(tái),對(duì)于提高勞動(dòng)效率和系統(tǒng)的可靠性都有重要的意義。該系統(tǒng)由水壩系統(tǒng)，耙挖系統(tǒng)，裝運(yùn)系統(tǒng)三部分組成。動(dòng)力系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)，絞車，三級(jí)齒輪減速器組成；裝載輸送系統(tǒng)由耙斗機(jī)組成；支承行走部由臺(tái)車與車架組成。它結(jié)構(gòu)緊湊，工作靈活，可靠性高，成本低，對(duì)工作介質(zhì)的適應(yīng)能力強(qiáng)。該設(shè)備可連續(xù)工作且滿足一次清理全斷面的要求，提高水倉(cāng)清理的效率，縮短清挖時(shí)間，給企業(yè)節(jié)省了開(kāi)支，具有較高的應(yīng)用和推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞: 煤礦水倉(cāng)清理系統(tǒng) 煤泥 耙斗

6、挖掘機(jī) 攔截水壩 summarythis view of the present dissertation deposition of coal mine water storage characteristics of slime and slime designed a new type of coal sump cleaning system, the machine can be different according to the characteristics of slime slime one-time clean-up levels, the solution water s

7、torage in slime deposited over the years brought a lot of inconvenience and inefficiency issues such as clean-up provides a better research platform, for the improvement of labor efficiency and system reliability are important.the system consists of the dam system, rake dig system, shipping system c

8、omposed of three parts. power system consists of motors, winches, three gear reducer composition; load carrier system composed by the rake fighter; supporting travel unit formed by the car and the frame. it is compact in structure and flexibility, high reliability, low cost and adaptability to the w

9、ork of medium intensity. the equipment can work continuously and satisfy all sections of the clean-up requirements, increase water storage cleaning efficiency, reduce customs clearing dug shi jian, saved on costs for enterprises with high value application and promotion.key words：coal mine sump clea

10、ning system slime rake shovel blocking dams第1章 引 言1.1水倉(cāng)概述水倉(cāng)是礦井涌水的的貯倉(cāng)，起著存水和沉淀的作用，是保證安全生產(chǎn)、防止礦井水災(zāi)的重要設(shè)施。1.1.1水倉(cāng)的建立以及結(jié)構(gòu)背景隨著煤礦生產(chǎn)朝著安全、高效方向發(fā)展，采掘系統(tǒng)以及運(yùn)輸系統(tǒng)已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。在采掘過(guò)程中，由于地下水和采煤生產(chǎn)的回水存在，但水量大小無(wú)法控制，且煤泥水中夾帶著碎煤及其他雜物，隨時(shí)將水排出地面又不現(xiàn)實(shí)，處于生產(chǎn)安全的考慮，就必須建立水倉(cāng)。煤礦井下水倉(cāng)是保證安全生產(chǎn)、防止礦井水災(zāi)的重要設(shè)施。隨著礦井開(kāi)采的延伸，礦井涌水量逐漸增大，排水泵不能及時(shí)排往地面的涌水積存在井下水倉(cāng)

11、中。煤礦安全規(guī)程第一百八十條規(guī)定，主要水倉(cāng)必須有主倉(cāng)和副倉(cāng)，一個(gè)水倉(cāng)清理時(shí)，另一個(gè)水倉(cāng)能正常使用，并始終保持原設(shè)計(jì)容積的34以上，如此循環(huán)交替工作。隨著礦井開(kāi)采深度增大和涌水量增多,水倉(cāng)內(nèi)淤積了大量的淤煤, 而水倉(cāng)容積有限,使得井下水倉(cāng)有效蓄水容積減小，故而必須定期清理。水倉(cāng)的作用主要有兩個(gè)：一是存水；二是沉淀。一般情況下，礦井的每個(gè)水平必須設(shè)置兩個(gè)水倉(cāng)，分為內(nèi)環(huán)和外環(huán),長(zhǎng)度在200500m左右。圖1-1是雙側(cè)水倉(cāng)的結(jié)構(gòu)示意圖。雙側(cè)布置是水倉(cāng)設(shè)在水泵房的兩側(cè)。這種布置型式在一條水倉(cāng)清理時(shí)，車場(chǎng)易有積水，衛(wèi)生條件差。為防止清倉(cāng)是水淹車場(chǎng)，可采取開(kāi)平水溝或開(kāi)進(jìn)水小巷處理。一般用于水從兩側(cè)流入水倉(cāng)和

12、水倉(cāng)可能擴(kuò)建時(shí)。每個(gè)水平的掘進(jìn)和采煤工作面等涌出的污水由潛水泵抽出，通過(guò)一系列的明渠、暗道，污水夾雜著煤泥等雜質(zhì)污垢流入所在水平的水倉(cāng)。通常情況下水倉(cāng)每年清挖一次，但涌水較大的礦井或水平,則需清挖23次，以保證生產(chǎn)需要。1左水倉(cāng)；2右水倉(cāng)；3水泵房；4管子道；5通道；6小絞車硐室；7變電所；8車場(chǎng)；9井筒；10聯(lián)絡(luò)道 圖1-1 礦井水倉(cāng)概圖1.1.2建立水倉(cāng)的要求對(duì)于建立井下水倉(cāng)時(shí),主要有以下要求： 1、井底車場(chǎng)形式，水泵硐室位置和圍巖條件；2、水倉(cāng)必須由主倉(cāng)和副倉(cāng)兩條獨(dú)立且互不滲漏的巷道組成；3、主排水硐室應(yīng)布置在水倉(cāng)的同側(cè)；4、水倉(cāng)高度大于2米；5、水倉(cāng)的有效容量在正常涌水量小于1000立

13、方米/小時(shí)，有效容量大于8小時(shí)最小涌水量；正常涌水量大于1000立方米/小時(shí)，有效容量大于2（最小涌水量+3000）立方米，且符合有效容量大于4小時(shí)最小涌水量；6、水倉(cāng)進(jìn)口處，應(yīng)設(shè)置篦子，對(duì)水砂充填、水力采煤和其它污水中帶有大 量雜質(zhì)的礦井，還應(yīng)設(shè)置沉淀清理系統(tǒng)。設(shè)有沉淀池的水倉(cāng)，根據(jù)沉淀，清理和備用的需要，一般分多組進(jìn)行布置，每組水倉(cāng)分沉淀倉(cāng)和清水倉(cāng)兩部分。當(dāng)水倉(cāng)水為侵蝕性水時(shí)，還要考慮分區(qū)處理或水質(zhì)處理。由于井下水倉(cāng)規(guī)定容量與涌水量有關(guān),但與礦井的年產(chǎn)量沒(méi)有直接關(guān)系。所以，高度和長(zhǎng)度根據(jù)本礦井實(shí)際涌水量設(shè)計(jì)。1.2水倉(cāng)中煤泥以及清理1.2.1水倉(cāng)煤泥沉積的形成背景水倉(cāng)中煤泥的形成是由多方面

14、的因素引起的，首先是水的來(lái)源： 挖掘機(jī)在挖掘采煤的過(guò)程，有時(shí)挖掘到深層就會(huì)觸到地下水層，這些水不斷地滲出也會(huì)產(chǎn)生不小的水量。 機(jī)器在持續(xù)挖掘工作的時(shí)候由于工作強(qiáng)度非常大，機(jī)器做功會(huì)產(chǎn)生大量的熱量對(duì)機(jī)身不利，必須需要很多水來(lái)降溫。這樣隧道中就會(huì)沉積很多水，這些水要及時(shí)排出否則會(huì)淹沒(méi)礦井，那么這些水在排出的時(shí)候，周圍的粉塵，泥沙和煤的小顆粒會(huì)溶入水中被這些水帶走進(jìn)入水倉(cāng)在水倉(cāng)中沉積后行成煤泥。水倉(cāng)煤泥成分復(fù)雜：有粒狀煤、煤泥灰、有噴漿作業(yè)的時(shí)候還會(huì)有水泥、黏土等，煤礦其他雜物也會(huì)沖到水倉(cāng)內(nèi)，與煤泥混在一起。從黏度分布來(lái)說(shuō)，大體上顆粒狀煤泥黏度小，呈散粒狀態(tài)，造漿抽排困難，糊狀煤泥黏度較高，容易抽排

15、，但脫水困難，不易處理。不同煤礦，不同地質(zhì)條件不同煤質(zhì)，煤泥的粒度和黏度也不同，綜合處理工藝應(yīng)全面考慮。1.2.2水倉(cāng)煤泥清理的研究目的及意義水倉(cāng)淤泥屬于高粘度、膏體狀固液兩相流體，形態(tài)介于固體和液體之間，在常溫常壓下不具有流動(dòng)性，經(jīng)擾動(dòng)又呈稀糊狀流體，清挖起來(lái)十分困難。但如果不及時(shí)清理竟會(huì)造成： 減少水倉(cāng)的有效容積，慢慢堵塞水倉(cāng)，從而失去水倉(cāng)的作用； 當(dāng)積淤過(guò)多時(shí)，雜物會(huì)進(jìn)入吸水井,然后被吸入水泵,使水泵的過(guò)流部件磨損加劇； 吸水井淤泥過(guò)多時(shí)會(huì)堵塞吸水龍頭，造成排水困難或無(wú)法排水。所以必須要清理，因此,定期和高效地清挖水倉(cāng)是提高礦井排水系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟(jì)性重要途徑之一。以往曾有人采取過(guò)一些所謂

16、科學(xué)的機(jī)械化清挖措施，如采用渣漿泵向外抽排，刮板機(jī)向外刮運(yùn)，扒斗機(jī)、鏟斗機(jī)裝罐外運(yùn)等，但終因各種設(shè)備操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí)、費(fèi)功、工作效率低下、清挖效果差等原因，至今未能大面積推廣應(yīng)用。因此，時(shí)至今日，80%以上的礦井水倉(cāng)清挖，仍沿用并停留在最傳統(tǒng)、最落后的人工清挖、罐車裝運(yùn)的無(wú)奈之中。綜上所述，煤礦井下水倉(cāng)淤泥清理設(shè)備研制與開(kāi)發(fā)，其目的是提供一套實(shí)用的機(jī)械化的井下水倉(cāng)淤泥清理系統(tǒng)，提高水倉(cāng)淤泥清理的效率。其研制的意義和必要性在于：1）減少淤泥清挖的工作時(shí)間，最大可能的降低清挖水倉(cāng)時(shí)對(duì)水倉(cāng)備用功能的占用和對(duì)煤礦排水安全的影響；2）降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，把工人從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)；3）節(jié)約勞動(dòng)成本，減

17、少了大量的人工和勞動(dòng)時(shí)間。1.3煤礦水倉(cāng)清理技術(shù)的研究現(xiàn)狀目前國(guó)內(nèi)摸索創(chuàng)造出了不少可行的水倉(cāng)清理技術(shù)，各有其優(yōu)點(diǎn)和適用范圍，但都具有一定的缺點(diǎn)和局限性，其難點(diǎn)在于對(duì)井下的復(fù)雜情況認(rèn)識(shí)不足，未充分考慮井下水倉(cāng)沉淀物的復(fù)雜性，所研制的設(shè)備性能單一，無(wú)法適應(yīng)井下水倉(cāng)復(fù)雜多變的環(huán)境，使設(shè)備得不到充分發(fā)揮。煤礦水倉(cāng)清理裝置主要分為中央排污水泵射流泵和泥漿泵聯(lián)合清理和水倉(cāng)清理裝置等3類(1) 水倉(cāng)清理裝置水倉(cāng)清理裝置主要由工作機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)等組成。按照工作裝置的傳動(dòng)方式可分為鏈輸送、螺旋滾筒輸送、液壓輸送、氣壓輸送等;按照工作機(jī)構(gòu)的不同可分為小鏟斗、大鏟斗、鏈斗、刮板、刮斗、耙頭等;按照裝運(yùn)機(jī)構(gòu)

18、可分為煤水分離、直接裝運(yùn)、泵輸送等;按照行走機(jī)構(gòu)可分為履帶、平板車、借助道軌的礦車等。螺旋滾筒輸送式清倉(cāng)機(jī)和鏈斗輸送水倉(cāng)清理機(jī)對(duì)含水量大的煤泥效率比較低，物料較稀，因而在運(yùn)輸過(guò)程中流失嚴(yán)重，作業(yè)效率低;真空抽吸氣壓輸送式清倉(cāng)機(jī)則對(duì)含水量小的煤泥效果較差。若采用通過(guò)專用泵抽排煤泥水到振動(dòng)脫水設(shè)備進(jìn)行脫水，解決了直徑大于 0.1 mm以上煤泥脫水問(wèn)題，但直徑 0.1 mm以下煤泥水的處理仍不能解決，煤水不分離裝運(yùn)則不能解決煤泥水脫水問(wèn)題，存在著運(yùn)輸量大、污染環(huán)境等問(wèn)題。(2)射流泵和泥漿泵聯(lián)合清理采用水射流造漿、泥漿泵清理水倉(cāng)的方案首先通過(guò)水射流清理水倉(cāng)主體并造漿。在清理水倉(cāng)主體時(shí)，水射流所產(chǎn)生的

19、穿透力可深入淤積物 0.6-1.0 m，由于淤積物通常處于飽水狀態(tài)，能被迅速破碎成泥漿；然后水射流清理吸配水井，在高壓膠管和槍頭之間可逐級(jí)連接至 5.0 m 硬性的無(wú)縫鋼管，可以直接深入到井底，既安全又能清理徹底；最后泥漿泵吸取經(jīng)水射流造漿階段所形成的泥漿，通過(guò)管道輸排至淤積物排放場(chǎng)。該水倉(cāng)清理方案可大幅度縮短工期、減輕工作強(qiáng)度和降低施工戚本。但若想使用必須重新更新安裝，周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。 (3)中央排污水泵利用排污泵及管道直接將泥漿從井下排至地面。該方案理論上比較先進(jìn)，可靠性高，國(guó)外也有采用，1995-2005年平均每年水泵總流量達(dá)到 25億加侖，但投資比較大、維護(hù)費(fèi)用高。邢臺(tái)礦務(wù)

20、局東龐煤礦裝設(shè)該系統(tǒng)，用了一次后排污泵磨損嚴(yán)重需要更換，管道堵塞無(wú)法清理。鶴崗礦業(yè)集團(tuán)使用飛力泥漿潛水泵，該泵使用壽命長(zhǎng)，具有獨(dú)特的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程控制，節(jié)省人力、物力，降低成本，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高清倉(cāng)工作效率，極大縮短了清倉(cāng)的時(shí)間，時(shí)刻有備用倉(cāng)，有效地保證了礦井排水的正常進(jìn)行，取得了良好的效果。1.4現(xiàn)存的清理方法與技術(shù)目前主要的水倉(cāng)淤泥清理方法主要有：1.4.1人工清理該清理方式在水倉(cāng)里鋪設(shè)軌道，人工用鐵鍬鏟裝、礦車運(yùn)載。作業(yè)效率很低，按每班 3人干 8小時(shí)工作制計(jì)，一班只能裝 135t 清理一個(gè)中型水倉(cāng)大約要 12個(gè)月，甚至更長(zhǎng)時(shí)間。這種清理方式已成為煤礦生產(chǎn)的瓶頸，

21、極大地制約了其它環(huán)節(jié)效率的發(fā)揮，亟待改進(jìn)。采用這種原始的方法，職工的工作環(huán)境差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)效率低，成本消耗大。工作流程如圖1-2所示圖1-2人工水倉(cāng)清理流程1.4.2挖裝清淤法該方式利用專門(mén)的挖裝機(jī)械也就是小型化的裝載機(jī)，挖裝機(jī)械就是小型化的裝載機(jī)，主要有鏟斗裝載機(jī)。將淤泥裝入礦車運(yùn)出水倉(cāng)。其特點(diǎn)是可降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且加快了清理速度，清除了因清倉(cāng)不及時(shí)可能造成的淹井的隱患。機(jī)器清理比較徹底，殘余物少，使得水倉(cāng)的實(shí)際服役時(shí)間延長(zhǎng)。履帶式裝載機(jī)如下圖1-3所示1.工作裝置 2.橡膠履帶 3.機(jī)架 4.行走減速器及馬達(dá) 5.平臺(tái) 6.油箱 7.防爆裝置 8.座椅 9.傳動(dòng)裝置 10.操作

22、裝置 11.齒輪泵 12.回轉(zhuǎn)裝置圖1-3 整體機(jī)構(gòu)該機(jī)的主要技術(shù)特點(diǎn)： 體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，激動(dòng)靈活科實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎，特別適用于井下狹小空間作業(yè)； 工作裝置可相對(duì)于車身進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，本身不動(dòng)的情況下也可鏟裝； 工作裝置改型容易，大斷面水倉(cāng)可用大鏟斗，小斷面可用小產(chǎn)斗，水倉(cāng)適應(yīng)性強(qiáng)，并且工作裝置改型后還可用于其它場(chǎng)合作業(yè)。如用作錨桿臺(tái)車，井下小型叉車等。使用該機(jī)清理水倉(cāng)比用人工清理效率提高了5倍左右，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、一次性投入大，水倉(cāng)空間約束使車輛清挖動(dòng)作，水倉(cāng)的環(huán)境惡劣影響機(jī)器的可靠性。清理效果一般。1.4.3專門(mén)設(shè)計(jì)的水倉(cāng)清理機(jī)該方法主要有液壓水倉(cāng)

23、清理機(jī)、螺旋水倉(cāng)清理機(jī)、氣力輸送水倉(cāng)清理機(jī)、鏈斗輸送水倉(cāng)清理機(jī)。1）采用液壓水倉(cāng)清理機(jī)清理方法，以qcj22全液壓自行式新型水倉(cāng)清理機(jī)為例，該水倉(cāng)清理機(jī)結(jié)構(gòu)新穎、電液聯(lián)動(dòng)、挖排連續(xù)、自行運(yùn)輸、高效節(jié)能。 該設(shè)備集挖泥、排泥和和運(yùn)輸功能為一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、節(jié)能高效、運(yùn)行費(fèi)用較低，是我國(guó)大、中型礦井水倉(cāng)機(jī)械化清理的理想設(shè)備?？梢詫?shí)現(xiàn)全機(jī)械化單人清淤作業(yè)，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了作業(yè)環(huán)境。清挖裝置可視清淤過(guò)程中的實(shí)際工況調(diào)高或橫擺，適用于不同的巷寬及煤泥高度，可將有軌水倉(cāng)不同淤泥高度情況下的煤泥的及時(shí)清理。可以滿足煤泥的隨產(chǎn)隨清，即可保證水倉(cāng)的有效容水量又可提高主排水泵的運(yùn)行壽命和方便調(diào)

24、幅躲峰，在提高礦井的抗災(zāi)能力的同時(shí)，可使礦井的主排水系統(tǒng)達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)2） 螺旋水倉(cāng)清理機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖如圖1-4所示。主要有車體、行走驅(qū)動(dòng)裝置、收集輸送裝置等部分組成。行走驅(qū)動(dòng)裝置7 安裝在平板上，由一臺(tái)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)沿軌道前后移動(dòng)，螺旋收集器1、鏈輪10、輸送驅(qū)動(dòng)裝置11 安裝在溜槽體12 上，溜槽體12通過(guò)水平銷軸3 與轉(zhuǎn)盤(pán)5 相鉸接，伸縮器6 兩端分別與溜槽體12 和轉(zhuǎn)盤(pán)5 相鉸接，手動(dòng)調(diào)節(jié)伸縮器6 的長(zhǎng)度使溜槽體12 繞水平銷軸3 在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，用以調(diào)整螺旋收集器1 的高度；轉(zhuǎn)盤(pán)5 通過(guò)豎直銷軸4 與車體2 相鉸接，手動(dòng)調(diào)整使轉(zhuǎn)盤(pán)5 繞銷軸4相對(duì)車體2 在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，

25、用以調(diào)整螺收集器1 的方位。1.螺旋收集器 2.車體 3.水平銷軸 4.豎直銷軸 5.轉(zhuǎn)盤(pán) 6.伸縮器 7.行走驅(qū)動(dòng)裝置 8.操作面板 9.刮板 10.鏈輪 11.輸出驅(qū)動(dòng)裝置 12.溜槽體圖1-4螺旋水倉(cāng)清理機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 清淤工作流程如圖1-5所示圖1-5螺旋水倉(cāng)清理機(jī)清淤工作流程螺旋水倉(cāng)清理機(jī)結(jié)構(gòu)合理，操作方便，工作可靠，強(qiáng)度和穩(wěn)定性達(dá)到設(shè)計(jì)要求，大大降低了清倉(cāng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，清倉(cāng)效率成倍提高。人工清理時(shí)，4人裝滿一輛3 t礦車平均需要15min，使用螺旋水倉(cāng)清理機(jī)僅需3.5min。應(yīng)用螺旋水倉(cāng)清理機(jī)時(shí)應(yīng)注意以下一些問(wèn)題：對(duì)于含水量高的沉積物，清理前盡量減少攪動(dòng)，以提高收集效率，因?yàn)閿噭?dòng)會(huì)使

26、沉積物變?yōu)榱黧w不利于螺旋收集器輸送；操作人員在工作中應(yīng)注意及時(shí)把沉積物混雜的木棒、竹巴等長(zhǎng)條狀物體檢出，以防卡死，影響清倉(cāng)機(jī)工作，最好平時(shí)在水倉(cāng)人口處設(shè)置濾網(wǎng)，使長(zhǎng)條狀物體不能進(jìn)入水倉(cāng)，以利于采用螺旋水倉(cāng)清理機(jī)；每次使用結(jié)束使收集輸送裝置空運(yùn)轉(zhuǎn)23min，最好用水沖洗螺旋收集器和刮板輸送溜槽，以防粘結(jié)影響下次使用。3）以qsq型氣力輸送水倉(cāng)清理機(jī)為例，其結(jié)構(gòu)和工作原理如圖1-6 所示。把真空泵及其附屬裝置固定在一輛平板車上，把儲(chǔ)泥罐、吸泥管、擺動(dòng)裝置固定在另一輛平板車上，便于運(yùn)輸。工作時(shí)兩平板車相連，由真空吸氣管將真空泵和儲(chǔ)泥罐連接起來(lái)。平板車由礦用小輪車改造而成，目的是盡量降低設(shè)備固定的高度

27、，便于運(yùn)輸和操作。擺動(dòng)裝置的用途是保證吸泥管吸口可靈活地達(dá)到水倉(cāng)寬度方向的各個(gè)位置，為便于擺動(dòng)，吸泥管局部采用柔性管。清倉(cāng)機(jī)的工作過(guò)程為：關(guān)閉壓氣閥，打開(kāi)真空閥，啟動(dòng)真空泵。在真空泵作用下，通過(guò)真空吸氣管對(duì)儲(chǔ)泥罐抽真空。隨著罐內(nèi)真空度提高，泥漿在外界大氣壓作用下，沿吸泥管、吸泥止回閥進(jìn)入儲(chǔ)泥罐。45 s后真空泵自動(dòng)停機(jī)，關(guān)閉真空閥，打開(kāi)壓氣閥，罐內(nèi)煤泥在壓縮空氣作用下通過(guò)排泥管、排泥止回閥排入礦車，完成一個(gè)工作循環(huán)。接著重復(fù)上述過(guò)程，壓氣管與大巷中的壓縮空氣管相連。圖1-6 qsq型氣力輸送水倉(cāng)清理機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理圖該機(jī)布局合理，機(jī)動(dòng)靈活，操作方便，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了清倉(cāng)工效。應(yīng)用中注意以

28、下特點(diǎn)和問(wèn)題：排泥管道可長(zhǎng)達(dá)400 m，排出口設(shè)于運(yùn)輸平巷內(nèi)，能提高礦車容積利用率。若在水倉(cāng)內(nèi)裝車，則泥漿在斜坡處溢出。 全套設(shè)備固定在2輛平板車上，移動(dòng)方便。吸泥管入口端必須裝置網(wǎng)，防止體積較大的木棒等雜物進(jìn)入造成堵塞。每班停機(jī)時(shí)必須把吸泥管、儲(chǔ)泥罐、排泥管全部排空。對(duì)于含水量低的沉積物，真空抽吸效果稍差，可采用抽吸前攪動(dòng)的辦法改善抽吸效果。4） 鏈斗輸送水倉(cāng)清理機(jī)采用清理設(shè)備如圖1-7所示。整機(jī)架體、行走驅(qū)動(dòng)裝置9安裝在平板車10上，鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置1、導(dǎo)向鏈輪4、5、6安裝在架體上，鏈斗2鉸接在于鏈條3固連的銷軸上，托板7于架體固連。 1. 鏈斗驅(qū)動(dòng)裝置2. 鏈斗3. 鏈條4.5.6鏈輪 7

29、托板 8支撐9.行走驅(qū)動(dòng)裝置10. 平板車 圖1-7鏈斗輸送水倉(cāng)清理機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 鏈斗輸送水倉(cāng)清理機(jī)工作時(shí)，首先啟動(dòng)行走電機(jī)，鏈斗輸送水倉(cāng)清理機(jī)帶動(dòng)一輛礦車到達(dá)工作位置，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪 1電機(jī)，鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)鏈條按順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，行走驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)整機(jī)前移，鏈斗隨鏈條運(yùn)行到底部時(shí)自行刮物料，至鏈輪 6處鏈斗傾翻，把物料倒入礦車。由于鏈斗 2鉸接在與鏈條 3固連的銷軸上，載重段鏈斗靠重力保持直立，開(kāi)口向上，鏈輪 6處的卸載機(jī)構(gòu)強(qiáng)制鏈斗傾翻，實(shí)現(xiàn)卸載，然后由托板 7維持鏈斗狀態(tài)達(dá)到鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置 1處刮人物料。這樣直到礦車裝滿后，由電機(jī)車拖往運(yùn)輸巷道，并再拖來(lái)空礦車，開(kāi)始下一個(gè)裝車循環(huán)。鏈斗輸送水倉(cāng)清理機(jī)

30、既能適應(yīng)含水量大的糊狀煤泥,也能適應(yīng)含水量小的較干煤泥，克服了螺旋滾式清倉(cāng)機(jī)對(duì)含水量大的煤泥效率低，真空抽吸氣輸送式清倉(cāng)機(jī)對(duì)含水量小的煤泥效果較差的弱點(diǎn)。鏈斗輸送水倉(cāng)清理機(jī)自身帶有行走驅(qū)動(dòng)裝置，機(jī)動(dòng)靈活，使用方便。該機(jī)結(jié)構(gòu)合理，操作方便，大大降低了清倉(cāng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，清倉(cāng)效率成倍提高。綜上所述，專門(mén)設(shè)計(jì)的水倉(cāng)清理機(jī)不僅大大降低了清倉(cāng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且清倉(cāng)效率成倍提高，帶來(lái)方便的同時(shí)也帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。但是也存在一些問(wèn)題，液壓水倉(cāng)清理機(jī)在清理時(shí)鏟斗在下翻斗卸載過(guò)程中由于動(dòng)作緩慢，卸料不干凈等。螺旋滾筒輸送式清倉(cāng)機(jī)和鏈斗輸送水倉(cāng)清理機(jī)對(duì)含水量大的煤泥效率比較低，物料較稀，因而在運(yùn)輸過(guò)程中流失嚴(yán)重，

31、作業(yè)效率低；真空抽吸氣壓輸送式清倉(cāng)機(jī)則對(duì)含水量小的煤泥效果較差。若采用通過(guò)專用泵抽排煤泥水到振動(dòng)脫水設(shè)備進(jìn)行脫水，解決了直徑大于 0.1 mm以上煤泥脫水問(wèn)題，但直徑 0.1 mm以下煤泥水的處理仍不能解決，煤水不分離裝運(yùn)則不能解決煤泥水脫水問(wèn)題，存在著運(yùn)輸量大、污染環(huán)境等問(wèn)題。1.4.4射流泵和泥漿泵聯(lián)合清理射流泵和泥漿泵聯(lián)合清理的基本工作原理是利用高壓水流對(duì)水倉(cāng)淤泥進(jìn)行稀釋和攪拌，提高其流動(dòng)性，然后用抽排設(shè)備將煤泥水抽吸并輸送至緩沖攪拌罐中，再由加壓設(shè)備將煤泥水加壓輸送至過(guò)濾設(shè)備，煤泥水經(jīng)過(guò)濾設(shè)備脫水減量后，形成煤泥餅，裝入礦車提升至地面進(jìn)行無(wú)害化、資源化利用。射流泵和泥漿泵聯(lián)合清理水倉(cāng)的

32、工藝流程如圖1-8所示：圖1-8 射流泵和泥漿泵聯(lián)合清理水倉(cāng)的工藝流程綜合分析以上方法可以看出，機(jī)械挖裝清淤法是將水倉(cāng)淤泥作為固體物料來(lái)清理， 而水射流造漿、泥漿泵清理法是將淤泥作為流體物料來(lái)處理。機(jī)械挖裝清淤法是將水倉(cāng)淤泥作為固體物料來(lái)清理，而實(shí)際上上層的淤泥流動(dòng)性好，更接近于液體的特性，下層沉積的淤泥經(jīng)擾動(dòng)后也會(huì)會(huì)表現(xiàn)出一定的流動(dòng)性。采用機(jī)械挖裝清淤法，清挖設(shè)備的鏟斗會(huì)粘滿淤泥，有效容積下降，非連續(xù)清挖方式，效率低下。水射流造漿、泥漿泵清理法相對(duì)而言是較成功的方法，淤積物以漿液狀態(tài)通過(guò)涵洞，工作效率高且勞動(dòng)強(qiáng)度小；在清理吸配水井時(shí)，作業(yè)人員不入井作業(yè)，提高了作業(yè)安全。其將淤泥作為流體物料來(lái)

33、處理，目前在很多礦井得到使用，但實(shí)際上效果仍然很不理想，主要問(wèn)題首先是這一系統(tǒng)在抽排設(shè)備對(duì)淤泥的收集入料困難。其次是對(duì)淤泥先加水稀釋再過(guò)濾脫水，無(wú)疑是浪費(fèi)資源、降低效率；另外，設(shè)備復(fù)雜，難以形成集成化的系統(tǒng)。1.4.5中央排污水泵利用排污泵及管道直接將泥漿從井下排至地面。該方案理論上比較先進(jìn)，可靠性高，國(guó)外也有采用，1995-2005年平均每年水泵總流量達(dá)到 25億加侖，但投資比較大、維護(hù)費(fèi)用高。邢臺(tái)礦務(wù)局東龐煤礦裝設(shè)該系統(tǒng)，用了一次后排污泵磨損嚴(yán)重需要更換，管道堵塞無(wú)法清理。鶴崗礦業(yè)集團(tuán)使用飛力泥漿潛水泵，該泵具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)安裝方便，可節(jié)省大量管捌，回收大量煤泥，達(dá)到綜合利用；節(jié)約電能

34、，該泵功率為幾十千瓦，提高經(jīng)濟(jì)效益，全年可創(chuàng)價(jià)值150萬(wàn)元。(2)該泵使用壽命長(zhǎng)，具有獨(dú)特的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程控制，節(jié)省人力、物力，降低成本，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高清倉(cāng)工作效率，極大縮短了清倉(cāng)的時(shí)間。(3)解決了-350水倉(cāng)中的泥漿排人、-250水倉(cāng)中，進(jìn)行重復(fù)清倉(cāng)工作問(wèn)題，減輕了清倉(cāng)工作負(fù)擔(dān)，有效地保證了礦井排水的正常進(jìn)行，取得了良好的效果。圖1-9為鶴崗礦業(yè)集團(tuán)水倉(cāng)清理布置圖。其中飛力泥漿泵的安裝和清倉(cāng)原理為：在350清理斜下水倉(cāng)中央安設(shè)根工字鋼橫粱，用持輪和鋼絲繩把飛力泥漿泵吊掛在鋼粱下，利用鋼絲繩來(lái)回牽引，使泥漿泵在水倉(cāng)中往復(fù)移動(dòng)，泥排至沉淀池內(nèi)，最后利用沉淀池內(nèi)的設(shè)備

35、將煤值沉淀過(guò)濾，壓成煤塊固體，裝人礦車，直接運(yùn)走。 圖1-9 -350清理斜下水倉(cāng)清倉(cāng)布置圖1.5新型水倉(cāng)清理系統(tǒng)有上述可知，已有的清倉(cāng)方法仍存在許多問(wèn)題，結(jié)合和吸收前人的經(jīng)驗(yàn)，提出了一種設(shè)置過(guò)濾攔截壩沉降水倉(cāng)淤泥和挖掘機(jī)械清理的方法，其基本思路是，使淤泥沉降在水倉(cāng)入口處幾十米的距離內(nèi)，然后清理工作集中于這一距離內(nèi)用耙斗機(jī)完成。圖1-10采用耙斗機(jī)清挖方案圖1-10 耙斗機(jī)清挖方案圖基本原理為，在距煤礦井下水倉(cāng)入口一定距離處設(shè)置過(guò)濾攔截壩，使水倉(cāng)入口與攔截壩之間形成沉淀池，礦井水進(jìn)入沉淀池后，經(jīng)攔截裝置濾板和濾網(wǎng)的孔隙過(guò)濾，攜帶的固體顆粒被攔截在沉淀池中，如果礦井涌水量超出濾板和濾網(wǎng)的過(guò)濾能力

36、，礦井水充滿沉淀池并可以漫過(guò)攔截壩流入水倉(cāng)內(nèi)段，礦井水充滿沉淀池的過(guò)程中，流速減緩，其中攜帶的較大固體顆粒在重力的作用下沉降，而不能越過(guò)攔截壩，被攔截于沉淀池中，僅有懸浮于礦井水中的細(xì)小顆粒能夠隨礦井水流入到水倉(cāng)內(nèi)段，因此大大減少流入水倉(cāng)內(nèi)段的固體顆粒的總量，達(dá)到減少水倉(cāng)深處沉積淤泥的目的。礦井水經(jīng)攔截、沉降、過(guò)濾后，沉積下的淤泥表現(xiàn)為不同的物理特性，沉淀池中的淤泥顆粒相對(duì)粗大、含水量低、粘度小、流動(dòng)性差，物理特性接近于固體散料；水倉(cāng)內(nèi)部的淤泥顆粒細(xì)、含水量高、粘度大、經(jīng)擾動(dòng)后流動(dòng)性好，物理特性接近于流體。因此，可以對(duì)沉積淤泥分段處理，采用不同的手段清挖。沉淀池中的淤泥采用耙斗機(jī)清挖，水倉(cāng)內(nèi)部

37、的淤泥采用泵吸抽排。對(duì)于同一水平上的兩個(gè)水倉(cāng)，可以分別建筑攔截壩， 實(shí)現(xiàn)攔截過(guò)濾沉淀，水倉(cāng)淤泥清理所需的設(shè)備主要有攔截壩、耙斗裝載機(jī)。1.6新型水倉(cāng)清理系統(tǒng)的研究目標(biāo)、意義以及預(yù)期達(dá)到的指標(biāo)1.6.1研究目標(biāo)和意義為了克服上述弊端，經(jīng)過(guò)探索和深入了解現(xiàn)在水倉(cāng)清理工藝的不足而有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)煤礦井下清挖水倉(cāng)系統(tǒng)，主要特點(diǎn)如下：（1）運(yùn)行成本低，系統(tǒng)所需的設(shè)備技術(shù)成熟，可靠性高，不影響水倉(cāng)的正常使用；（2）能夠處理各種性狀的水倉(cāng)泥漿、煤泥、淤泥等雜質(zhì)混合物；（3）操作簡(jiǎn)便，節(jié)省人員，縮短了作業(yè)周期、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工效，節(jié)省成本。滲透沉降水倉(cāng)淤泥清理方法的突出特點(diǎn)是：（1）能夠縮短淤泥清挖距離

38、，提高淤泥清挖的效率；（2）改變淤泥的物理特性，將淤泥分段處理，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化清淤。1.6.2預(yù)期達(dá)到的指標(biāo)（1）所設(shè)計(jì)水倉(cāng)、研制的設(shè)備、裝置等符合煤礦安全規(guī)程、設(shè)計(jì)規(guī)范及煤礦相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的要求；（2）新設(shè)計(jì)或改造設(shè)計(jì)的水倉(cāng)較傳統(tǒng)水倉(cāng)清挖效率提高30%左右；清挖淤泥量大于10立方/小時(shí)。第2章 水倉(cāng)清理系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)的組成這套水倉(cāng)清理系統(tǒng)設(shè)置了沉淀池，主要對(duì)沉淀池中的煤泥進(jìn)行清理，因此這套清理系統(tǒng)大體是由三部分組成即：攔截壩、耙斗機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。選擇耙斗機(jī)是應(yīng)為，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，容易制造，可用于坡度較大（30）的巷道等優(yōu)點(diǎn)。清理系統(tǒng)工作原理為：耙斗機(jī)以耙斗為工作機(jī)構(gòu)、靠絞車牽引

39、，使耙斗往復(fù)運(yùn)動(dòng)不斷的耙取煤泥并裝入礦車或裝罐，達(dá)到清理淤泥的目的。清挖系統(tǒng)的主要功能是在抽排系統(tǒng)工作完成后用于清挖和轉(zhuǎn)運(yùn)煤泥而設(shè)計(jì)的，其系統(tǒng)布置圖如圖2-1所示：圖2-1 1.攔截壩 2.煤泥 3.耙斗機(jī)2.1.1攔截壩系統(tǒng)結(jié)合已有研究，提出了一種設(shè)置過(guò)濾攔截壩沉降水倉(cāng)淤泥和挖掘機(jī)械清理的方法，其基本思路是，使淤泥沉降在水倉(cāng)入口處幾十米的距離內(nèi)，然后清理工作集中于這一距離內(nèi)用耙斗機(jī)完成。在距煤礦井下水倉(cāng)入口一定距離處設(shè)置一道攔截壩，讓煤泥水經(jīng)過(guò)攔截壩把水過(guò)濾掉，使煤泥沉淀在巷道中沉淀后的煤泥粉比其它方式沉淀的煤泥粉要干爽很多, 基本呈松散狀，便于清理裝車、運(yùn)輸，決不影響提升線路的文明整潔(含

40、水的煤泥漿提升時(shí)易外溢, 需定專人清理絞車道) , 同時(shí)還避免了煤泥入煤倉(cāng)后堵倉(cāng)事故的發(fā)生。該法能提高勞動(dòng)效率，改善作業(yè)環(huán)境, 安全生產(chǎn)狀況好。最后后用耙斗機(jī)清理煤泥，最終達(dá)到水倉(cāng)淤泥清理的目的。 對(duì)于同一水平上的兩個(gè)水倉(cāng)，可以分別建筑攔截壩， 實(shí)現(xiàn)攔截過(guò)濾沉淀。水倉(cāng)攔截裝置攔截裝置是由工字鋼、聚乙烯板、鋼筋混凝土、鋼絲網(wǎng)濾布組成。井下水倉(cāng)寬4米高3.5米攔截壩具體布置如圖2-2所示：圖2-2攔截壩具體布置圖其中聚乙烯板采用超高分子量聚乙烯材料，該材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)耐磨性好使用壽命長(zhǎng)；(2)表面光滑， 摩擦系數(shù)小，不易與物體牯結(jié)；(3)基本上不吸收水分；(4)抗腐蝕性強(qiáng)，耐酸堿腐蝕不易老

41、化；(5)具有較高的抗沖擊強(qiáng)度。因此適合作為初步過(guò)濾系統(tǒng)。而鋼絲網(wǎng)濾布過(guò)濾孔小，作為二次過(guò)濾系統(tǒng)。鋼絲網(wǎng)濾布的選型：因?yàn)闉V布的作用是把煤泥水分離所以要求的過(guò)濾精度比較高，又是在煤礦下邊，環(huán)境不好，對(duì)濾布的要求也高，濾布選用400目的不銹鋼濾網(wǎng)，攔截壩寬4米高2米考慮到把濾布固定在攔截壩后所以選擇濾布寬4.2米高2.2米.水壩系統(tǒng)的設(shè)置：首先固定兩個(gè)工字鋼，把依次把五塊聚乙烯板放入工字鋼里，兩側(cè)的的聚乙烯板固定在剛勁混凝土中，然后用沉頭螺釘把濾網(wǎng)固定在攔截裝置上。2.1.2耙運(yùn)系統(tǒng)耙運(yùn)系統(tǒng)的主要設(shè)備為耙斗機(jī)，為符合水倉(cāng)的工作環(huán)境需求，采用p-15b型耙斗機(jī)。p-15b耙斗機(jī)由于符合設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)與技

42、術(shù)要求，故參考p-15b型耙斗裝巖機(jī)的外形尺寸。尺寸如圖2-3所示：圖2-3耙斗機(jī)兩視圖其主要尺寸為：總高 1850mm總長(zhǎng) 5000mm機(jī)架底座長(zhǎng) 1170mm總重 2450kg簸箕口與水平面角度為30其各項(xiàng)數(shù)據(jù)均符合中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jb/t2378-2004行星傳動(dòng)耙斗裝巖機(jī)要求。2.1.3轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的主要組成部份為臺(tái)車。耙斗機(jī)臺(tái)車由車架、車輪、彈簧碰頭等組成，它是耙斗裝巖機(jī)的機(jī)架及行走部，承載裝巖機(jī)的全部重量。在臺(tái)車上安裝絞車、操縱機(jī)構(gòu)以及支撐中間槽的支架和支柱。臺(tái)車前后部裝有四套卡軌器，用以作為固定裝置。車架的選型設(shè)計(jì)：（1）臺(tái)車車架類型選擇車架是耙斗機(jī)的主要承重部分，

43、耙斗機(jī)的絞車，支架等都安裝在車架上。所以選擇車架為臺(tái)面上便于安裝零件的機(jī)架類型車架。（2）臺(tái)車車架材料及制法選擇臺(tái)車車架材料選擇厚鋼板焊接成框架結(jié)構(gòu)，采用厚鋼板的主要著眼點(diǎn)是為了增加機(jī)車的粘著質(zhì)量。選用的鋼材牌號(hào)為zg270-500的鑄造碳鋼作為機(jī)架設(shè)計(jì)的原材料。在860880攝氏度的溫度下進(jìn)行正火或退火處理，按照合理方式進(jìn)行人工時(shí)效處理。臺(tái)車車架臺(tái)面尺寸的確定：根據(jù)所設(shè)計(jì)耙斗機(jī)的工作環(huán)境，截面要求大的抗彎矩，扭矩強(qiáng)度和剛度，且臺(tái)面上便于安裝零部件，綜合考慮涉及的條件和因素，故選用機(jī)架的臺(tái)面截面為空心矩形截面。根據(jù)實(shí)際需要，確定臺(tái)面尺寸長(zhǎng)1630mm，寬為860mm，窗口高度300mm，寬度3

44、00mm。由于輪對(duì)軸所要承受機(jī)體全部載荷，根據(jù)其重要性，選擇軸的材料為。第3張 耙斗機(jī)的設(shè)計(jì)3.1耙斗機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理耙斗裝巖機(jī)主要由固定楔、尾輪、耙斗、傳動(dòng)部（包括操縱機(jī)構(gòu)、臺(tái)車、絞車）、導(dǎo)向輪、料槽（進(jìn)料槽、中間槽、卸載槽）以及電氣部分組成。各主要部件的功能和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述如下： （1）固定楔：固定楔固定在掘進(jìn)機(jī)工作面的作業(yè)面上，用以懸掛尾輪，固定楔由一個(gè)緊楔和一個(gè)楔部帶錐套的鋼絲繩套環(huán)組成。如圖3-1所示前者用于硬巖，后者用于軟巖。圖3-1 固定楔（2）尾輪：掛在固定楔上用以引導(dǎo)尾繩，使耙斗返回作業(yè)面，它主要由側(cè)板、繩輪、心軸、吊勾等主要零件組成。 （3）耙斗：在主繩、尾繩的牽引下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)

45、扒取巖石。根據(jù)工作條件的不同，耙斗可分為兩種形式：一種是耙角為55的耙斗，適用于平巷；另一種是耙角為65的耙斗，適用于傾斜巷道。每套裝巖機(jī)配有兩種耙斗，并且耙齒磨損后可調(diào)換。 （4）操縱機(jī)構(gòu)：由兩組操縱桿、拉桿、連桿、調(diào)整螺桿等組成。調(diào)整螺桿的一端與絞車閘帶相連，通過(guò)操縱桿控制閘帶的開(kāi)合，對(duì)絞車的兩個(gè)滾筒分別進(jìn)行操縱。操作桿可安裝在絞車的左、右任一側(cè)進(jìn)行操縱。 （5）絞車：由電動(dòng)機(jī)、減速器以及兩個(gè)行星傳動(dòng)滾筒及兩組制動(dòng)器和輔助剎車帶組成。制動(dòng)器實(shí)際上起著離合器的作用，分別對(duì)兩個(gè)滾筒進(jìn)行控制。 工作時(shí)，剎緊工作滾筒上的制動(dòng)器，使內(nèi)齒輪停止運(yùn)轉(zhuǎn)，行星齒輪在中心輪的帶動(dòng)下沿內(nèi)齒輪滾動(dòng)，從而借行星輪架

46、帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)而纏繞鋼絲繩來(lái)牽引耙斗?；爻虝r(shí)，松開(kāi)工作滾筒的制動(dòng)器，剎緊空程滾筒的制動(dòng)器，按上述原理尾繩把耙斗牽回扒巖處。 由于兩個(gè)滾筒中齒輪的齒數(shù)不同，兩個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)速也就不同，空程滾筒比工作滾筒有效高的轉(zhuǎn)速。 為了防止停車后滾筒由于慣性仍要轉(zhuǎn)動(dòng)而引起鋼絲繩起圈亂繩，在兩個(gè)滾筒的邊沿上還安有兩組輔助剎車，以防止?jié)L筒因慣性而繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 （6）臺(tái)車：由車架、車輪、彈簧碰頭等組成，它是耙斗裝巖機(jī)的機(jī)架及行走部，承載裝巖機(jī)的全部重量。在臺(tái)車上安裝絞車、操縱機(jī)構(gòu)以及支撐中間槽的支架和支柱。臺(tái)車前后部裝有四套卡軌器，用以作為固定裝置。 （7）導(dǎo)向輪：安裝在耙斗裝巖機(jī)后部，以引導(dǎo)和改變鋼絲繩的方向。它由側(cè)板、

47、繩輪、心軸、滾動(dòng)軸承等零件組成，并采用防塵結(jié)構(gòu)，以延長(zhǎng)其壽命。 （8）進(jìn)料槽、中間槽和卸載槽：三者是裝載扒取物料的部分。耙斗扒取的演示依次通過(guò)進(jìn)料槽、中間槽和卸載槽，由卸載槽底部的卸料口卸入礦車。中間槽安裝在臺(tái)車的支架和支柱上，而進(jìn)料槽和卸料槽則分別于中間槽銜接。進(jìn)料槽的中部安裝有升降裝置，用以調(diào)節(jié)簸萁口的高低。簸萁口前后兩側(cè)裝有擋板，以引導(dǎo)耙斗進(jìn)入槽斗。中間槽有兩個(gè)彎曲部，彎曲部裝有課拆卸的乃，耐磨弧形板。卸料槽的后部安裝有彈簧碰頭，起緩沖作用。（9）雙滑輪：只在拐彎巷道裝巖是使用。它掛在巷道拐彎處，用以引導(dǎo)主繩和尾繩。它主要有側(cè)板、新洲、滾動(dòng)軸承、吊鉤及兩個(gè)繩輪組成。它能擴(kuò)大使用范圍。（1

48、0）電氣部分：主要是隔爆建安全火花型控制箱，包括防爆電機(jī)、防爆按鈕及汞燈。3.1.1絞車原理耙斗裝載機(jī)的絞車有三種型式，即行星輪式，圓錐摩擦式和內(nèi)漲摩擦輪式。行星輪式優(yōu)點(diǎn)為：工作效率高，體積小，安全可靠，操作簡(jiǎn)單、省力，尺寸緊湊，維修方便。由于考慮到設(shè)計(jì)耙斗裝巖機(jī)功率和工作區(qū)域大小，故采用結(jié)構(gòu)、尺寸緊湊的行星輪式以減小耙斗機(jī)絞車的尺寸。雙行星輪絞車傳動(dòng)原理如圖3-2所示：圖3-2絞車原理示意圖電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)三級(jí)減速器（齒輪z1z2z3z4z5）軸4傳動(dòng)中心輪z6和z8，當(dāng)兩個(gè)內(nèi)齒圈z10，z11上的閘帶都處于松馳狀態(tài)時(shí)（即制動(dòng)帶不抱緊制動(dòng)輪時(shí)），內(nèi)齒圈自由轉(zhuǎn)動(dòng)，卷簡(jiǎn)不轉(zhuǎn)動(dòng)；如果向外拖拉鋼絲強(qiáng)，卷筒

49、可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要某卷筒工作時(shí)，則將該卷筒的內(nèi)齒圈z10（或z11）用閘帶制動(dòng)（即制動(dòng)帶抱緊制動(dòng)輪），中心輪z6（或z8）帶動(dòng)三個(gè)行星輪z7（或z9）繞內(nèi)齒圈z10（或z11）滾動(dòng)，并通過(guò)行星輪架（系桿）帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)纏繞鋼絲繩進(jìn)行牽引耙斗；同時(shí)，另一個(gè)內(nèi)齒圈不被制動(dòng)，其圈筒可以自由的吐出鋼絲繩。交替制動(dòng)兩個(gè)內(nèi)齒圈 ，耙斗就可以在工作面上往返運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行載裝工作。絞車的兩套行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)完全相同，但是中心輪和行星輪的齒數(shù)不相同，使耙斗在裝載行程與返回行程中的運(yùn)動(dòng)速度不一樣。耙斗在裝載行程中，陰力較大，運(yùn)動(dòng)速度較慢；返回行程中，阻力較小，運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)較快，以減少空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。必須注意的是，不應(yīng)同時(shí)制

50、動(dòng)兩套行星輪傳動(dòng)的內(nèi)齒圈，以免把鋼絲繩拉斷或損壞機(jī)器零件，由操縱機(jī)構(gòu)保證兩條制動(dòng)帶不可能同時(shí)制動(dòng)。耙斗停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩條閘帶都不抱緊內(nèi)齒圈。在停止時(shí)，從動(dòng)卷筒可能由于慣性而比兩一個(gè)卷筒多轉(zhuǎn)一段時(shí)間，這樣多放出來(lái)的鋼絲繩會(huì)堆積、亂繩遭到破壞。因此在兩個(gè)卷筒的輪緣上還設(shè)有輔助制動(dòng)輪，以消除慣性影響。輔助制動(dòng)閘制動(dòng)力比較小，以免增加摩擦，降低絞車的機(jī)械效率。3.2耙斗機(jī)配套電機(jī)的選型耙斗裝載機(jī)的工作特點(diǎn)是，裝載行程的載荷比返回行程中得多，而且短時(shí)負(fù)載比較大。所以，礦用防爆電動(dòng)機(jī)是特殊設(shè)計(jì)的，其超載能力比較大，最大轉(zhuǎn)矩可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的2.8倍，b級(jí)絕緣，采用法藍(lán)連接方式。故采用yb160 m-4型電動(dòng)機(jī)。

51、其功率為11kw。主繩直徑12.5mm。質(zhì)量3.2噸。外殼尺寸4700mm1040mm1750mm.該電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。由表3-1（或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)）查詢可知yb160 m-4型電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)額定轉(zhuǎn)速為1460r/min,滿載時(shí)效率為88%，滿 載時(shí)功率因數(shù)cos為0.84，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩為2.2，堵轉(zhuǎn)電流/額定電流為7.0，最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩為2.3。表3-1機(jī)座號(hào)與功率和同步轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系型號(hào)額定功率/kw額定電流(380v)/a額定轉(zhuǎn)速/(r/min)效果（%）功率因數(shù)重量/kg同步轉(zhuǎn)速1500r/min,50hzyb801-40.551.513902.46.02

52、.373.00.7622yb802-40.752.013902.36.02.374.50.7624yb90s-41.12.714002.36.52.378.00.7833yb90l-41.53.714002.36.52.379.00.7937yb 100l1-42.25.014202.27.02.381.00.8243yb 100l2-436.814202.27.02.382.50.8147yb 112m-448.814402.27.02.384.50.8258yb 132s-45.511.614402.27.02.385.50.8480yb 132m-47.515.414402.27.02.

53、387.00.8595yb 160m-41122.614602.27.02.388.00.84148yb 160l-41530.314602.27.02.388.50.85166yb 180m-418.535.914702.07.02.291.00.86210yb 180l-42242.514702.07.02.291.50.86234yb 200l-43056.814702.07.02.292.20.87320yb 225s-43769.814801.97.02.291.80.87360yb 225m-44584.214801.97.02.292.30.88388yb 250m-455102

54、.514802.07.02.292.60.88530yb 280s-475139.514801.97.02.292.70.88650yb 280m-490164.314801.97.02.293.50.89780yb 315s-4110200.814851.86.82.293.50.89965yb 315m-4132239.714851.86.82.294.00.891150yb 315l1-4160289.114851.86.82.294.50.891240yb 315l2-4200360.314851.86.82.294.50.8914503.3耙斗的設(shè)計(jì)3.3.1耙斗的幾何尺寸耙斗體的形狀有箱式和耙式二種。箱式耙斗體，其特點(diǎn)是側(cè)板的高度較大，適用于裝松散和塊度小的軟巖。耙式耙斗體，其特點(diǎn)的側(cè)板小，適用于耙裝塊度大而堅(jiān)硬的巖石。由于水倉(cāng)清理中用耙斗機(jī)清理煤泥，所以選用箱式耙斗體。1生產(chǎn)率耙斗裝載機(jī)的生產(chǎn)能力與耙運(yùn)距離，耙斗工作與返回行程的速度，耙斗改變行程所需時(shí)間，耙斗裝滿煤泥程度和煤泥含水量等因素有關(guān)。耙斗往返耙運(yùn)一次煤泥所需的循環(huán)時(shí)間t，s式中l(wèi)耙斗運(yùn)