单轨吊自动道岔应用研究报告.doc

单轨吊自动道岔的应用研究 研 究 报 告 新巨龙能源有限责任公司 山 东 科 技 大 学 二○一一年十月目 录 一、项目背景 1 1.1新巨龙煤矿简介 1 1.2问题的提出 3 二、单轨吊自动道岔的结构设计 4 2.1自动道岔结构设计原则 4 2.2道岔的结构设计方案 4 2.3摆动轨道设计 8 2.4道岔框架 11 2.5道岔的防脱轨设计 17 三、单轨吊自动道岔的气压系统设计 22 3.1气压系统的设计方案 22 3.2气压缸的选型 24 四、单轨吊自动道岔控制系统设计 29 4.1系统控制对象分析及要求 29 4.2系统控制原理 30 4.3控制系统的设备组成 32 4.4系统的工作原理 33 4.5系统控制过程示意 34 五、单轨吊自动道岔实施效果 36 5.1单轨吊自动道岔应用情况简介、效果 36 5.2关键技术和关键工艺 37 项目背景 1.1新巨龙煤矿简介 新矿集团是一个以煤为主、多种产业共同发展的大型企业集团，被国家列为520家重点国有大中型企业集团之一。是国家十五重点建设项目，设计能力生产原煤产量6的特大型矿井，坐落在山东巨野煤田中南部，为目前国内设计能力最大的井工矿井。在此基础上成立的新巨龙能源有限责任公司是由新汶矿业集团公司发起，新矿集团、新矿投资控股公司、中信俊晓公司和巨野鲁麟矿业公司四家股东共同成立的合资公司。 1.1.1 井田概况 新巨龙公司隶属新汶矿业集团，位于山东省菏泽地区巨野县境内，距巨野县城西约13～28km。其范围：东起田桥断层，西至煤系地层底界露头，南起邢庄断层及刘庄断层，北至陈庙断层及第一勘探线，南北长约12km，东西宽约15km，面积约180km2。地理坐标：东经115(50(00(～115(59(00(，北纬35(13(30(～35(23(00(，井田面积约180km2，南北走向长约15km，东西倾斜宽约12km，井田地质储量1680Mt，占巨野煤田地质储量5571Mt的近三分之一；矿井含可采煤层6层，其中主采煤层平均厚度8.82m，煤种以肥煤和1/3焦煤为主，属低灰、低硫、低磷、高发热量的优质环保型炼焦煤。煤层赋存稳定，结构简单，适于综合机械化开采。建有配套选煤厂。概算总投资30.6亿元。 矿井设计深度为840m，井巷总长度30827m，服务年限82a，包括2个主井、1个副井、1个风井，共4个井筒。矿区占地总面积约1000亩，分为南、北工广，北工广包括办公区、生活区和生产及配套服务区，南工广包括选煤厂，工程二期将建设热电厂。 1.1.2 交通 兖(州)新(乡)铁路横贯井田南部，集车站向东102km至兖州过京沪线可直达石臼港，向西213km经菏泽至新乡与京广线接轨，京九铁路从井田西部经过；东南有济宁机场可直达北京、广州等地；327国道横穿井田南部，济(南)菏(泽)高速公路从井田北部经过，可直达济宁、菏泽、兰考等地，区内乡间公路四通八达，交通十分方便(图1.1) 图1.1 交通位置图 1.1.3 自然地理 本区属黄河冲洪积平原，地形平坦，地势略呈现西北高东南低，地面标高为+40.01～+46.14m，平均43.26m，自然地形坡度为2‰。本区水系比较发育，河流沟渠纵横成网，且多系人工开掘的季节性河流，主要有新洙水河等，并与区内各沟渠相贯通，旱季可引水灌溉，雨季可防洪排涝。本区气候温和，四季分明，属温带半湿润季风区海洋～大陆性气候。 春季多南风和西南风，夏季多东南风，冬季多北风和西北风，年平均风速3.3m/s。霜期一般在每年的11月中旬至次年4月上旬。最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.35m。 为此，经过新巨龙煤矿领导研究，征求各方面意见，决定与山东科技大学合作联合设计了一套单轨吊自动道岔机构。该机构动力源是井下动力压风，由司机无线控制或井上智能调度室根据实际的运输任务进行控制，能够实现集中控制、无需人员值守及有效防脱轨事故发生的功能，彻底解决以往需要人工手动控制的问题，提高煤矿的自动化程度，并能够相应的提高煤矿的生产效率。 二、单轨吊自动道岔的结构设计 2.1自动道岔结构设计原则 单轨吊自动道岔的设计应与铺设道岔的钢轨的类型及与通行的单轨吊机车类型相配合。 对于道岔结构的设计，首要原则就是充分地保证单轨吊机车的行驶安全。广泛地采用简单而坚固的结构及利用同一类型的零件，降低工厂的制作成本，降低使用中的修理及保养费用是先决条件。设计道岔时必须考虑到道岔的用途。 首先设计自动道岔的机械结构总图，计算和选择基本几何因素以及道岔悬挂方式。包含主要部分结构的外形设计及其部分附属零件的设计。 自动道岔设计总图的确定应预先确定以下几个方面的内容： ①轨道的尺寸、材质； ②轨道悬吊装置的要求； ③悬挂装置的布置方式； ④单轨吊道岔的布置要求； ⑤道岔的长度、宽度、道岔角度以及承受的最大