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外文翻译--瓦斯抽放技术方案及设计.doc

自动风门的设计【5张CAD图纸+毕业论文】

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关键词：: 自动风门设计 cad图纸毕业论文自动风门自动风门设计

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自动风门的设计

60页 17000字数+说明书+外文翻译-+5张CAD图纸【详情如下】

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摘要I

AbstractII

第1章概述1

1.1 研究的背景与意义1

1.2 国内外发展情况2

1.3 设计的基本参数3

第2章总体设计4

2.1 总体功能4

2.2 总体布局设计4

2.2.1 驱动机构选择4

2.2.2 总体布置安排6

2.3 总体参数的确定8

2.3.1 矿井风量计算8

2.3.2 矿井风速的验算12

2.3.3 风流点压力计算13

2.3.4 电动机的选择14

第3章各部件设计17

3.1 丝杠连杆传动计算17

3.2 丝杠机构设计20

3.2.1 耐磨性校核：23

3.2.2 计算螺杆强度：25

3.2.3 验证螺杆稳定性：26

3.2.4 计算螺杆的横向振动：28

3.2.5 计算总驱动转矩:29

3.3 蜗杆减速器传动的设计32

3.3.1蜗杆传动参数32

3.3.2几何尺寸计算35

3.3.3接触强度及磨损强度校核37

3.4 电气部分设计41

3.5 附加机构设计48

结论53

致谢54

参考文献55

摘要

自动风门的设计是针对内蒙古大雁某矿地质条件进行的项目，实现大雁某矿运输石门处风门的自动控制。自动风门系统由风门机构、电气控制、丝杠连接机构等几个部分组成，可以应用在全矿区各个人员通行、风流不能通过的巷道中。该项目的研究成功和有效应用将对保障矿井正常通风、提高矿井生产安全性以及对煤矿生产提高效率具有很深远的意义。

本设计采用可编程控制器实现整体机构的自动化，由传感器探测人员运料车的位置，当人员、物料通过时自行打开、关闭，避免了工人在通过运输石门时繁琐的操作过程和高强度的工作量，使矿井运输系统机械化水平得到提高，最终达到提高生产的目的。

关键词结构设计丝杠机构自动风门

Abstract

The design of the automatic air door＆physical design is for the geological structure of the Dayan third underground mine Neimenggu，to bring about automatic for the air door blow the mine .The design of the automatic air door is composed of the air door ransmission-mechanism, the electromechanical device，the thread bar rolling that and the other.The automatic air door could be used each the tunnel that for persons pass through incapacitated ventilation all of the airway. If the design of the automatic air door has succeeded in the airway,it could ensure safety in production and raises working efficiency and also could promote efficiency for the flow of the production of the mine.

Plc is used in the design of the air door to bring out automatic and sensing device is used to reaction the men and the distribution of materials of the airway. Once the men or the distribution of materials pass the place, air door could be opened automatically to save from a trouble for the men to open or close the air door.The transport capacity in the mine must be raised because the use for the automatic air door，and For the final destination output of coal.

Keywords the physical design thread bar rolling the automatic air door

1.3 设计的基本参数

矿井年产量：0.8Mt/a；

工作面同时工作最多人数：40人；

巷道形式：矩形巷道；

巷道断面宽度：3.5m；

巷道断面长度：5m；

石门处供电电压：660v第2章总体设计

2.1 总体功能

自动风门的总体功能在与实现井下巷道中风门的自动开启与关闭。平硐通风的特点在于设置两道风门，开启其中一道，另一道风门必须关闭，以保障运送物料和人员的同时，不影响工作面的正常供风。传统的风门自锁性差、工人劳动强度高，本设计基于以上几点，在既保障风门作用的同时，又能体现出自动化系统运用的优越性。通过运用PLC技术，针对井下风门系统开启、关闭不便 ,而且极易使风门受到损坏的传统机械结构进行改进，加入电机、传感器、保护装置、隔爆安全装置，相应的故障预处理装置等，最终在安全高产的前提下实现井下风门的自动控制。

由于煤矿地理条件的特殊性，井下巷道的断面尺寸会有所变化，没有唯一性。本设计会加入相应的局部设计，使自动风门的驱动系统不限于运用在某一特定巷道，而是可以稍加改造，应用到全矿井的各个主要通风巷道。

2.2 总体布局设计

2.2.1 驱动机构选择

矿井井下条件受到一定的限制，机构的驱动动力机构只有几种常见的方式：

1）气压驱动机构

气压驱动装置是用矿井空压站为掘进提供的压缩空气作为风门的驱动动力，只要给压气电磁阀通电，使电磁阀开启，压力即可进入气压缸推动活塞往复运动，从而带动风门的启闭。

2）液压驱动机构

液压驱动是用净水压力作为风门动力，静水压是靠垂直高差形成的位能，通过管路和液压原件转换成为机械能推动风门。动作原理与气压驱动相似。

3）电动推杆驱动机构

当驱动电机通电旋转，通过减速带动丝杠螺母，把电机的圆周运动变为直线运动，利用电动机的正反转完成推拉的动作。电动推杆驱动机构与液压、气动机构相比，可省去复杂的管路，阀和液（汽）压源。

三种风门动力源的性能比较见表：

比较项目液压驱动气压驱动电机驱动

驱动能力受静水压力的限制受压缩空气压力的限制与电机驱动有关，受限较小

安全性1、平稳均匀、无冲击2、过载无危险3、可用小功率电源触发控制1、过载无危险2、可用小功率电源触发控制1、电源功率大

2、防潮、防水能力差

耐用性耐用不易损耐用不易损不耐冲击

安装的复杂性1、需敷设管路、保证连接的密封性2、需要解决水压力的问题3、需要解决排水的问题1、需敷设管路、保证连接的密封性2、需要解决气压力的问题

1、不需敷设管路

2、需拉动力线

管理维护1、密封件易老化需经常更换2、维修简单方便3、系统宜经常动作1、密封件易老化需经常更换2、维修简单方便3、系统宜经常动作1、防潮防水能力差2、冲击损害需要更换元件

使用条件适宜高瓦斯有水源矿井适宜有气源的中小矿井适宜低瓦斯大型矿井

表2-1 驱动系统比较

根据内蒙古大雁三矿的地质条件，综合考虑安装、管理、可靠性等因素，采用电机驱动机构。

参考文献

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13 李少鹏等.PLC用于煤矿风门的自动控制.煤矿机械，1997年，第2期：79

14 M.L.Jeremic. gas drainage design and technology program. JoURNAL oF CoAL SCIENCE&ENGINEERING，2007：362～365

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21 王百成，解新平.KH一n型自动控制风门的研制.机械管理与开发，2002年，增第2期：51～54

内容简介：: 外文翻译附录1瓦斯抽放技术方案及设计（节选）吉利米柯（美）3. 1 瓦斯抽放原理及理论依据在全部垮落法管理顶板的采煤工作面,沿采面推进方向,顶板一般呈现煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区三区,在离层区的垂直方向上,又可以分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。由于瓦斯密度较小,随着采面的向前推进,瓦斯将沿离层区的冒落带向上飘逆,从而在冒落裂隙带内大量积存。这些瓦斯一部分永久滞留在采空区内,一部分又在通风负压的作用下从老塘和上隅角涌出进入回风流。顶板岩石钻孔抽放瓦斯技术正是利用布置在煤层顶板中的钻孔,在抽放泵负压的作用下,改变采空区内冒落裂隙带内积存的这部分瓦斯流向,使之通过抽排系统直接进入矿井总回风中,不再进入采面和回风流,从而达到降低采面隅角和回风流瓦斯浓度的目的。3. 2 钻孔设计根据经验公式h=m/(k-1)cos计算。告成煤矿煤层冒落裂隙带高度在1441m之间(式中,h为冒落裂隙带高度;m为煤层厚度;k为岩石碎胀系数;为煤层倾角)。根据各个工作面的实际情况,结合实际冒落裂隙带高度,分别设计每个钻场钻孔的角度进行打钻、抽放。3. 3 钻场、钻孔的布置(1) 钻场布置。沿工作面回风巷每隔4050m施工一个壁龛式钻场,钻场深5m,采用2.6m2.8m工字钢对棚支护。(2) 钻孔布置。在钻场内向采面切巷方向以不同的方位角和不同的倾角布置钻孔,钻孔终孔控制切巷隅角以内20m左右,钻孔长度为钻场间距的2倍,孔径6589mm,相邻两钻场之间钻孔的交叉长度保持在40m以上,以保证钻场钻孔的接替。钻孔的数量根据采面该区段瓦斯涌出量大小而设定。3. 4 打钻工艺(1) 钻进器具的选择。根据“三软”煤层滑动构造顶板条件,钻机钻进能力与钻孔设计长度之比要达到1.5的比例,即施工钻孔长度100m 时,钻机能力要达到150m以上。另外,钻杆直径要达到51mm以上,以满足抗扭矩能力要求,防止断钻杆。(2) 钻进速度。采用传统的旋转钻进,钻进速度较慢,为此,我们与科研院所合作,探索打钻新工艺,采用风动冲击钻进,月进尺达到1500m/台以上,完全能够保证采面钻场的正常接替。(3) 钻场维护。在软岩层中钻孔极易塌孔和堵孔,影响钻进和抽放效果,我们采取多次注浆固结钻孔和下塑胶多孔管方法解决了这一问题。3. 5 封孔工艺根据钻场迎头岩层的不同情况,采用了两种不同封孔方法。(1)孔口管直接封孔法。如果钻场迎头岩层比较完整,裂隙较少,直接下孔口管到钻孔中,然后将整个断面喷浆封闭,要求喷层覆盖整个钻场迎头断面及以外不少于2m巷道。孔口管直径为100mm,长3m,利用外端的法兰盘直接与抽放支管联接,该方法优点是工艺简单,加工方便,容易操作;缺点是开孔时要用大直径钻头对封孔部分进行扩孔(我矿使用127mm 钻头扩孔),原来密封性较差,但通过注浆加固,已解决了密封性问题。(2) 聚胺脂封孔方法。封孔前将钻场巷道全部喷浆封闭。封孔管使用50mm钢管,长6m,将封孔管分为各1.5m长的两节,在最里边一节钢管两端各焊一个挡板(相距1m,挡板直径略小于钻孔直径)。将一块1m 1m毛巾的一边固定在两个挡板之间。封孔时,先将聚胺脂15A型和B型两种药液(1kg/个)倒在容器中迅速搅拌均匀,将封孔管上的毛巾展开,将混合液体均匀糊在毛巾上、边糊边卷、然后将封孔管插进钻孔中的预定位置,整个过程必须在1min内完成。每个钻孔封孔长度为5m,其密闭性能好。3. 6 抽放系统基本情况(1) 抽放系统。采面顶板瓦斯抽放采用移动泵站抽放,配备SK-60真空泵2套。抽放系统布置为:主管250mm 从抽放泵站沿-100m回风巷经采面回风联络巷铺设到采面回风巷各个钻场处与各钻场支管相联,抽出瓦斯由抽放泵站送至总回风大巷中。(2) 测试监控手段。在抽放系统管道内安装WCJX1型瓦斯抽放参数自动监测系统并与矿井监测监控系统联网对抽放负压、压差、抽放浓度、流量、温度进行定时监测。为防止回风大巷瓦斯超限,在泵站排气口下风侧30m处安装瓦斯传感器,并与泵站电源闭锁。(3) 水垢处理。因SK-60泵是水环式真空泵,单采用水转化处理装置,除垢效果不理想。经采用醋酸溶解的办法来解决这个问题,每半月用20kg醋酸将抽放泵泵轴及内槽浸泡8h,反复涮洗去垢,效果比较好。4 结语告成矿先后在8个采煤工作面实施了顶板岩石钻孔瓦斯抽放至今,累计施工抽放钻场76个,钻孔总长度32700多m,共抽出瓦斯量1610万m3,平均单孔抽出瓦斯1.5m3/min,采面平均瓦斯抽放率达到20%30%。采煤工作面配风量从抽放前的1200m3/min以上,下降到900m3/min以下。隅角及回风流中瓦斯浓度平均降低了0.3%0.5%,取得了较好的安全效果。同时充分发挥了采面生产能力,平均每个工作面月产量提高了1.5万多t,创造了较好的经济效益。附录2gas drainage design and technology program M.L.Jeremic3 .1 gas drainage design and technology program All falling in the administration of the coal face roof, Face advancing along the direction , Roof generally shows the impact of coal wall support, Separation zone and re-compaction District 3, Separation in the vertical direction, Can be divided into caving zone, fractured zone and bending subsidence zone. Because the gas density smaller, with the mining face forward, Cubas will be along the separation to take place, inverse floating upward, thus falling within the fracture zone of accumulation. These permanent part of stranded gas in the gob area, ventilation in part to the effects of negative pressure from the old pond and on the ground into the upper corner to Merry. Roof rock drainage gas drilling technology is used in the layout of the roof seam boreholes,Pump suction drainage in the role, Change the gob area falling within the fracture zone accumulation of this part of the gas flow , Make it through pumping and drainage system directly into the return air shaft, No longer enter the mining face and back airflow, Thus achieving lower mining face and the back corner Merry gas concentration purposes. 3.2 Bored Design According to empirical formula h = m / (k-1) cos calculation. Brought to a successful conclusion falling coal seam cracks in height between 14-41m . According to face all the actual situation and in light of the actual falling fracture height, Design of each respective field drilling boreholes drilled perspective, and the drainage.3.3 Drilling market, boreholes Layout (1) drilling field layout. Face to the wind along the roadway every 40 50m construction of a niche market-drilling, Drill Field 5 m deep，Used two. 6m x 2. 8m I-beam right shelf supports.(2) drilling layout. In drilling site to Face Lane in a different direction and different azimuth angle layout bored ，Bored final hole control and Lane corner within 20 m, Borehole drilling length of the field two times the distance, Two adjacent borehole drilling field between the crossover length at 40 m above ，To ensure that the borehole drilling market to succeed. Bored amount of surface mining in the zone gas emission size settings. 34 Drilling Technology (1) Drilling apparatus choice. Under the soft coal seam roof sliding tectonic conditions, Drilling rigs and drilling design capacity ratio of the length to achieve a. 5 ratio ，Construction is bored length 100 m, the rig capacity to achieve over 150m. In addition, the drill pipe diameter to achieve the above 51mm to meet anti-torque capacity, to prevent broken drill pipe. (2) drilling speed. Using the traditional rotary drilling, drilling a slower pace, To this end, we cooperation with scientific research institutes, Exploration drilling new technology, using pneumatic percussion drilling, On footage reached 1500 m , over completely to ensure that mining face the normal drilling market succeed. (3) drilling field maintenance. Soft rock collapse easily bored and frustrated Kong Kong, the impact of drilling and suction effect, We carried out a number of drilling and grouting consolidation under plastic perforated pipe solution to the problem. 3. 5 sealing technology According to the market head-on rock drill to the different conditions, using two different methods of sealing. (1) opening of direct sealing method. If the market head-on rock drilling more comprehensive and less cracks, holes under the direct control of the bored, Then spray the entire section closed ，Asked sprayed layer covering the whole field drilling section head-on and off of not less than 2 m roadway. Orifice tube diameter of 100 mm and length of 3m, the use of outer side of the flange directly with the drainage pipe connected, The advantages of the process is simple, easy process, easy to operate; The drawback is when the hole with large diameter bit of sealing parts reaming .Sealing less original, but through the grouting reinforcement, had addressed the issue of sealing.(2) barrier sealing methods. Sealing before drilling market closed roadway all shotcrete. Sealing governing the use of 50mm steel tube, long 6m, Sealing of the pipe into 1. 5m long 2, the most inside a welded steel pipe ends of the one lagging . To a 1 m 1m towel on the side of the fixed baffles between the two. 3. 6 basic drainage system (1) drainage system. Face roof gas drainage using mobile drainage pumping station, With SK-60 vacuum two sets.Drainage System Layout : Competent 250mm from the drainage pumping station along-wind 100m back alley by the mining face to the wind to contact the roadway laying Face to the wind all roadway Drill Field Offices and field drilling pipe linked, Extract gas from the drainage pumping station sent back to

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