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职业技术学院（机电一体化技术专业）毕业设计设计题目提升绞车设计学生姓名高干指导教师机电工程系2008年6月10日某职业技术学院机电工程系毕业设计第2页共19页目录第一章矿井概况…………………………………………………………………………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第二节基本工况……………………………………………………………………………8第三节运行阻力计算…………………………………………………………………………8第四节主要技术参数…………………………………………………………………………9第五节设计验算………………………………………………………………………………9第六节方案设计………………………………………………………………………………11第七节主要部件结构…………………………………………………………………………12第八节防爆开关磁阻控制调速电控系统……………………………………………………14第九节保护措施………………………………………………………………………………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某职业技术学院机电工程系毕业设计第3页共19页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″；面积15.3106km2。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、地形地貌矿区地形为丘陵地带，东南稍高，西北地形比较平坦，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，一般季节为干沟，故暴雨时对开采有一定的影响。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。煤田内地形以宽谷洼地为主，其间山丘起伏，阶地发育。其总体地形呈东高西低之势，沟谷发育。受地形影响，水流由东向西注入黄河。各沟谷均为季节性迳流，平时干涸无水，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，为煤田附近的唯一地表水体，水位标高平均+1065m，某职业技术学院机电工程系毕业设计第4页共19页比煤田标高低200m左右。煤田与黄河之间赋存着巨厚的隔水岩层，因此，黄河与煤田无直接水力联系。根据区域水文地质资料，桌子山煤田水文地质特征详见表1—1，桌子山煤田水文地质特征表。2、矿区水文地质矿区地处干旱、半干旱荒漠地带，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价。（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，水位0.41～5m，单位涌水量q=0.438～1.44L/s·m，渗透系数K=5.97～20.60m/d。水质为SO4～HCO3～Cl～K+Na。桌子山煤田水文地质特征表表1—1地下水类型含水单元主要岩性层厚(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0.2～18.180.1～2.0少数＞10HCO3·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最大0.7不详坚硬岩伏于沉积阶地下之二叠系上统杂色砂岩泥岩、砂岩、砂砾岩1755～20600.001～0.2HCO3～Na0.6～3某职业技术学院机电工程系毕业设计第5页共19页类裂隙水含水不匀之石炭系煤系砂岩、泥岩、煤、粘土岩2360.02～0.7SO4·Cl～Na＜3含水不匀之石炭系煤系砂泥岩、砂岩、煤＞930.003～8.0SO4·HCO3·Cl～Ca.+Na1～3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以前古老岩系灰岩、片麻岩、石英岩0.02～9.9不详石灰岩岩溶水可能为地下水主要储水水源之桌子山灰岩厚层灰岩鲕状灰岩290～794140.00HCO3～Na·Ca＜1.0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，含水微弱，单位涌水量q=0.000279L/s·m，渗透系数K=0.000303m/d，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，含水层厚度38.74m，岩性主要为灰白色砂岩，地表裂隙率4.14%，钻孔简易水文观测消耗量0.02～0.70m3/h，某职业技术学院机电工程系毕业设计第6页共19页据钻孔抽水试验，单位涌水量q=0.00865L/s·m，渗透系数K=0.00256m/d。第三隔水层（P1s1底部）：岩性主要为粘土岩、砂质泥岩及9号煤层，一般厚3.83m，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。含水层厚度31.04m，岩性以砂岩为主，地表统计面裂隙率为1.19～13.12%，钻孔统计岩心线裂隙率0.57～10%；简易水文观测消耗量为0.03～1.58m3/h，含水较丰富，据钻孔抽水试验，单位涌水量q=0.0369L/s·m，渗透系数K=0.138m/d，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，一般厚8.50m，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，含水层厚度21.26m，地表裂隙率3.66%，钻孔岩心裂隙率0.3～0.98%，钻孔抽水资料：单位涌水量q=0.011～0.0304L/s·m，渗透系数K=0.0753～1.67m/d。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=0.581L/s·m，渗透系数K=1.302m/d，含溶隙承压水，富水性弱～中等。（4）断层对矿床充水的影响矿区南边界发育F8、F23号正断层，对本区影响不大。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，补给时间又很集中，煤矿在断层附近开采时，在洪水期应提高警惕，预防断层突然涌水成灾。某职业技术学院机电工程系毕业设计第7页共19页3、矿区水文地质复杂类型评价综上所述，矿区地质构造中等，直接、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、气候特征矿区气候干燥，少雨多风，属于半内陆半沙漠半干旱地区，年平均降雨量为247.7mm，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，主要风向，夏秋季节为东南风，冬春季节为西北风，一般风速为28m/s，冻结期为半年，冻结深度为1.32m，最高温度为38.1°，最低温度为-28.6°，平均温度为4.8°，最大积雪厚度为6cm。六、地震及地质灾害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°，根据调查本地区历史上从未发生过较大的破坏性地震，乌海市地震动峰值加速度0.20，对照烈度8°。区内无泥石流，滑坡及塌陷等不良地质灾害现象发生。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基本构造。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，仅影响到煤层浅部。2、本井田内发现断层共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界，走向北某职业技术学院机电工程系毕业设计第8页共19页西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个槽探控制。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，有两个钻孔控制深部。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的破碎带，落差10~15m，有∠33和10号孔控制，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基本工况及要求。第二节基本工况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。第三节运行阻力计算根据实际工况条件及运行要求，计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；某职业技术学院机电工程系毕业设计第9页共19页W=（G+2G0）(0.02cosβMax+sinβMax)g+2μqRgL（18+2×4）×1000×（0.02cos16+sin16）＋2×0.25×2.43×400=7666.4＋486=8152.4kg第四节主要技术参数根据运行要求采用钢丝绳牵引方式，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。系统采用开关磁阻电机调速，无级变速。牵引绞车防爆，电气控制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，具有断绳自动保护功能。重载下坡时具有能量回馈功能，保持车辆速度稳定。主要技术参数如下：最大牵引力：83KN电机功率：132KW运行速度：0.2–1.43—2.4m/s(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