（采矿工程专业论文）东曲煤矿综掘配套螺旋装煤机式水平煤仓设计研究.pdfVIP

太原理工大学硕士研究生学位论文y6 2 0 1 3 2 东曲煤矿综掘配套螺旋装煤机 一 。 式水平煤仓设计研究 摘要 本论文的主要研究对象是螺旋装煤机式水平煤仓的关键 部件一螺旋装煤机和卸煤犁，论文研究了装煤机的装煤量和卸 煤犁卸煤方式的一些关键参数。首先，从理论上分析了螺旋装 煤机的装煤机理，确定了影响装煤量的关键参数一煤的堆积断 面形状，牵引速度和滚筒转速，给出了装煤量的公式，螺旋滚 筒的最低和最高转速，循环系数的计算方法，根据煤仓中煤的 不同堆积方式，建立了卸煤犁卸煤速度的数学模型，确定卸煤 方式，然后通过相似理论，确定了比例为1 ：2 的装煤机的结构 参数和运动参数的关系，最后，应用正交实验方法对螺旋装煤 机的装煤量，以及装煤过程中的牵引力进行了测定，通过对试 验结果的方差分析得出了三个主要因素对装煤机的装煤量和 牵引力的影响重要程度，它们的最佳匹配方案和合理的取值范 围。 关键词螺旋装煤机式水平煤仓，螺旋装煤机，卸煤犁，相似 理论，正交实验 太原理工大学硕士研究生学位论文 d e s i g na n ds t u d yo nh s bw i t hh e l i x l o a d e rn 【a t c ht of u l lm e c h a n i c a d v a n c i n gf a c ei nd o n gq uc o a lm i n e a b s t r a c t t h eh e l i xl o a d e ra n dp l o u g h ，t h ek e yp a r to ft h eh s b ，a r et h e s e a r c h 幽e c to ft h i sp a p e r t h i sp a p e rs t u d ys o m em a i n p a r a m e t e r so fl o a d e rw h i c hi sa b o u tt h el o a d i n gq u a n t i t yo fc o a l a n dp l o u g hw h i c hi sa b o u tm e t h o do f u n l o a dc o a l 。t h ep r i n c i p l eo f t h el o a d i n gc o a lw a sd i s c u s s e di nt h e o r y t h ep r i n c i p a lp a r a m e t e r s o ft h el o a d e ra b o u tl o a d i n gq u a n t i t yo fc o a li sc o n f i r m e ds u c ha s s e c t i o ns h a p eo fc o a l ，r o t a r ys p e e do ft h es c r e w , d r a u g h tv e l o c i t y t h ee x p r e s s i o no ft h el o a d i n gq u a n t i t yo fc o a l ，t h em i n i m a la n d m a x i m a lr o t a r ys p e e do ft h es c r e w , t h ec i r c u l a t i o nc o e f f i c i e n to f c o a lf l e wa r ep r e s e n t e d a c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n ts e c t i o ns h a p e 太原理工大学硕士研究生学位论文 o fc o a li i lt h eh s b m a t hm o d e lw h i c hd i s c h a r g es p e e do fp l o u g h w a sb u i l ta n dm e t h o dw a sm a d ec e r t a i n b a s e do nt h ea n a l o g y t h e o r y , r e l a t i o no fp a r a m e t e r sw h i c ha 1 ：2s c a l el o a d e ra r e o b t a i n e d m e a s u r e m e n t sa r em a d et h r o u g ht h eo r t h o g o n a lt e s to f l o a d i n gq u a n t i t yo fc o a la n dp u l l ，a n du s i n gt h ev a r i a n c ea n a l y s i s o ft h et e s tr e s u l t s ，t h ei m p o r t a n td e g r e e so ft h et h r e em a j o rf a c t o r s a f f e c t i n gt h el o a d i n gq u a n t i t yo fc o a la n dp u l l ，t h e i ro p t i m u m m a t c hs c h e m ea n dr e a s o n a b l er a n g eo fv a l u e sa r ea c q u i r e d k e yw o r d sh s bw i t hh e l i xl o a d e r , t h eh e l i xl o a d e r , p l o u g h ， t h ea n a l o g yt h e o r y , o r t h o g o n a le x p e r i m e n t “ 太原理工大学硕士研究生学位论文 1 选题目的和意义 一绪论 ( 1 ) 煤仓概述 设置一定容量的煤仓对于保证采掘工作面正常生产和高产、高效是 十分必要的，它可以有效的提高采掘工作面采掘设备的利用率，充分发 挥运输系统的潜力，保证连续均衡生产。总的来说，煤仓可以分为两大 类，分别是井巷式煤仓和机械式水平煤仓，这两类中又分几个小类，图 l l 是煤仓的分类示意图。 广自由降落式 广垂直煤仓卜_ 中心螺旋溜槽式 广井巷式煤仓- 一l 周边螺旋溜槽式 l - 倾斜煤仓 煤仓1厂列车式水平媒仓 r 底部移动式水平煤仓 l 机械式水平媒仓叫 r 静储式水平煤仓厂无装煤机式 l 巷道式水平煤仓叫 。一有装煤机式 。图卜1 煤仓分类示意图 ( 2 ) 使用螺旋装煤机式水平煤仓的重大意义 井巷式煤仓存在岩石工程量大、工期长、费用高等缺点，随着机械 太原理工大学硕士研究生学位论文 化程度的提高，单个工作面的产量大幅度提高，很多矿井只需一个工作 面即可保证产量，因此工作面单位生产时间的产煤量是相当大的，为了 保证连续生产，对煤仓容量的要求越来越大，尤其我国煤炭开采中以近 水平煤层为主，大约占6 0 - - 7 0 。而在这种条件下煤仓的设计非常困难。 通常为了设置煤仓而需抬高巷道商差，人为的造成输送机煤流的爬 坡，这样不仅增加岩石工程量，而且浪费了大量的资金。同时在煤仓的 施工与煤仓的运行过程中常常出现人身伤亡事故。而且随着掘进技术的 提高，掘进巷道的加长，掘进运输路线加长，掘进出煤的波动性造成了 大量的运输费用的浪费。 为了解决近水平煤层开采没有适合高差建立垂直煤仓的问题，减少 岩石工程量，掘迸巷道的加长，掘进出煤的波动性造成了大量的运输费 用的消耗，延缓掘进速度，我们进行矿用螺旋装煤机式水平煤仓的研究， 该煤仓属于机械式水平煤仓，是巷道式水平煤仓的有装煤机式类型，其 主要特点是利用螺旋装煤机来将仓中的煤卸到煤仓的输出输送机上，用 卸煤犁将工作面来煤卸入仓体。 使用这种煤仓，一般不需要专门开凿井巷工程，而且煤仓可以重复 安装使用，并可以实现自动化监控，提高了生产率：不需要抬高巷道高 差，对实现全煤巷掘进有重大意义，减少了巷道工程量；保证井下煤炭 的连续运输，提高产量，增加了煤矿的经济效益。 煤仓是所有煤矿必有的一个重要环节，也是提高产量，增加效益的 一个重要措施，项目研究成功后，可应用到所有煤矿。我国大约有大中 型煤矿近千座，小型煤矿近万座，按每一个矿上应用2 个计算，大约需 要几千套煤仓。每套煤仓按i 0 0 万元计算，每年按1 0 0 套生产，每年可 生产l 亿元的产值。同时，煤矿上使用该煤仓后每年可增产上千万吨， 产值几十亿元，为此该项目有着极好的应用前景。 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 ( 3 ) 研究螺旋装煤机和卸煤犁的意义 本论文的主要内容是研究该水平煤仓中的螺旋装煤机和卸煤犁的运 动参数，该参数是水平煤仓的关键参数。卸煤犁骑在煤仓输入输送机上 往复运动，把输入输送机上的煤卸入仓体；螺旋装煤机沿着煤仓中的轨 道运行，并将仓中的煤根据输出要求装载到输出输送机上。该装煤机与 采煤机的螺旋滚筒和螺旋输送机是有区别的。 螺旋输送机被广泛的使用于粮食工业、建筑材料工业、化学工业、 = 机械制造工业、交通运输业等经济部门中。它可以在水平及倾斜方向或 垂直向上的方向输送物料，并在输送物料的同时可以完成混合、掺和和 表1 - 1 螺旋输送机、滚筒采煤机和螺旋装煤机的比较 种类 比较项目 螺旋输送机滚筒采煤机螺旋装煤机 粮食、建材，化 用途采煤工作证水平煤仓 学，交通运输 螺旋叶片和封闭带有截齿的螺旋叶螺旋叶片和弧形挡 结构 的料槽片，可有挡煤板煤扳 水平、倾斜、垂 输送方向水平 水平 亘 输送物料的性质散粒、成件物品煤、矸石煤、矸石 螺旋 长度 1 5 m 部分 决定条件输送距离截深、支护条件煤仓容量、巷道条件 物判装载前状态运动运动静止 运动方式 旋转旋转、沿轨道运行旋转、沿轨道运行 转速低 低中 螺旋直径 s n c o s a vs i n ( a c p + p ) ( 2 2 7 ) c o s 妒c o s 妒 化简后得： 辔( a 。+ p ) l ( 2 2 8 ) 由此可推出： 口。+ 伊 f r 。时，说明因素水平的改变，对实验结果有显著的 影响，记作 当，o o ， f r 。时，说明该因素水平的改变对实验结果有一定的 影响。 当f b r 0 0 l 【e r ：1 1 1 e o r e t i c oa n dp r a l i c a l a s p e c l so fc u t t i n ga n dl o a d i n gb y s h e a r e rd r u m sc o l l i e r yg u a r d i a n1 9 7 3 n o 7 7 8 太原理一火学硕：t 研究生学位沦文 3 3 u s el o a d e rs h e a r e rd e u ms p e e d st oa c h i e v ed e e p e rc o a lc u t t i n 兽t h e m i n i n ge n g i n e e r i n g ，1 9 8 4 n o 3 。 3 4 d e v e l o p m e n ti nc o a l c u t t i n gt e c h n i q u e s t h em i n i n g e n g i n e e r i n g ，n o ，2 9 6 ，m a y1 9 8 6 。 3 5 a w s t a n d h n ，c o a lc l e a r a n c ei nt h ec o m p u t e ra g e t h em i d l a n di n s t i t u t e o fm i n i n ge n g i n e e r sm a r c h1 9 8 6 3 6 h i g hp e r f o r m a n c es h e a r e rd r u md e s i g n ，h u r t ，k g ，m c s t r a v i c k ，f g c o l l i e r yg u a r d i a nv o l2 3 6n 1 2d e c l 9 8 8p 4 2 8 一一4 2 9 。 3 7 n c b ，m r d e ，c o n t r o lo fb u n k e r0 u t f e e dr a t e a u t o m a t i o ne n g i n e e r i n ga n d s t e e r i n gb r a n c ha u t o m a ti o ne n g i n e e r i n gg r o u p 3 8 3c j m o r r i s ：t h ed e s i g no fs h e a r e rd r u m sw i t ht h e a i do fc o m p u t e r ，t h e m i n i n ge n g i n e e r ，1 9 8 0 ( 1 4 0 ) 。n o 2 3 0 3 9 i n s i t ui n v e s t i g a t i o n s0 ns h e a r e rd r u md e s i g n ，c i mb u l l e t i o n ，v 0 1 9 1 n o 1 0 1 8m a r1 9 9 82 2 5 2 2 7 。 4 0 i m p a c to fd r u md e s i g no nt h ep e r f o m a n c eo fc o a ls h e a r e r s ，j o u r n a lo f m i n e s m e t a l s & f u e l s v 4 5n 9 一l os e p 一0 c t l 9 9 7b o o k s & j o u r n a lp r i v a t e l t d p 2 8 6 2 9 0 。 4 1 d a v i dr k a l a s k y a n dj a nm m j t m a n s k y c o m p u t e rs i m u l a t i o ni nt h e m i n e r a li n d u s t r i e s ：a n a l y t i c a la n di n t e r n a t i o n a lt r e n d s 2 6 ”a p c o m p r o c e e d i n g 1 9 9 7 p 1 4 1 1 4 5 4 2 j o h n s t u r g u l s i m u l a t i o na n da n i q m a t i o n c o m eo f a g ei nm i n i n g e & m jo c t o b e r1 9 9 5 r 3 8 - 4 2 太原理l 大学硕士研究生学位论文 4 3 a k b a y ，k s ，1 9 9 6 ，u s i n gs i m u l a t i o no p t i m i z a t i o nt of i n a lt h eb e s t s o l u t i o n ，1 i es o l u t i o n ，v 0 1 2 8 5 ，p p 2 4 2 9 4 4 c m r b o o k e r ：t h e o r e t i e da n dp r a t i c a l a s p e c l so fc u t t i