自移滑道申报书.doc

归档号晋城煤业集团技术进步奖申报书申报单位 ：凤凰山矿 申报时间：2012年2月20日奖 励 评 审 结 果申报单位初评专业组评审专家委员会评审奖励等级奖励金额（元）评委会主任（组长）盖章一、项目基本情况项目名称综采工作面电缆自移滑道专业分类机电工程项目可否公布可公布主 题 词自移滑道；吊挂锚杆；工作面电缆收放主要完成单位综采一队完成人员宋乃彬 郭佳林 李鹏飞 赵海洲 张小斌项目起止时间起始：2011 年3月完成：2011年6月资金总投入5万元资金来源队成本经济效益（万元）计划编号应用情况（1）1、稳定应用；2、应用后停止；3未应用成果密级（1）1、非密；2、秘密；3、机密；4、绝密；5、未定密项目申报联系人姓 名郭佳林电子邮箱办公电话3633174移动电、项目简介项目所属科学技术领域、主要内容、特点及推广应用情况：综采工作面电缆自移滑道属于机电工程。在进行煤矿井巷作业时，大部分积蓄的电能是通过电缆传输的，随着机械的移位，电缆也要跟着移动。例如，采煤机械在进行煤矿井下采煤时，其电能是通过动力电缆传输的，随着采煤机械在工作面截割落煤，采煤面不断地向前推进，而动力电缆也必须跟着拖移，直到整个工作面的煤采完为止。要求完成煤矿井下采煤工作面所需公里电缆的吊挂和拖运，传统的做法是用若干节工字钢或钢轨连接成滑道，悬挂在煤矿井下巷道顶部，动力电缆用铁丝捆绑在滑道上。随着工作面的推进，动力电缆的前移需人工不断向前吊挂、连接滑道。这种传统的电缆收放方式需要随着工作面的推进依次打吊挂锚杆，人工向前搭接滑道，劳动强度大，工作效率低和作业不安全等特点。该电缆自移滑道装置由装设在转载机机头的框架、装设在开关架上的托架和搭接在两者之上的滑道组成，捆绑电缆的吊环悬挂于滑道上。滑道的长度由转载机和皮带机机尾的搭接情况确定。吊环的数量由滑道长度和电缆长度确定，保证滑道收缩至最短是电缆不拖地。安装好自移滑道装置后，随着工作面向前推进，向前推移转载机，转载机通过框架与滑道的铰接结构将滑道向前推，开关架托架只限制滑道的一个自由度，保证了滑道可以顺利向前启动。当转载机前移到与皮带机机尾处干涉时，开始拉皮带架、缩带，以使转载机继续有空间向前移动。如此循环，直到一个工作面采完为止。 综采工作面电缆自移滑道具有以下特点：1、以全新的思路设计工作面电缆移动装置2、此装置省去了打吊挂滑道所需的高强度锚杆、锚固剂3、省去了打吊挂锚杆的人力4、省去了吊挂、连接滑道的人力5、提高了工作面的推进速度6、从根本上消除了吊挂、连接滑道的不安全因素。7、消除了因吊挂锚杆而出现的杂乱无章的吊挂铁丝，完善了转载机前部的标准化工作综采工作面电缆自移滑道目前在我矿所有综采工作面安装使用，取得了一定的经济效益和社会效益，职工反映非常好，是一项非常实用的创新。 三、项目详细内容1、立项背景：在进行煤矿井巷作业时，大部分积蓄的电能是通过电缆传输的，随着机械的移位，电缆也要跟着移动。例如，采煤机械在进行煤矿井下采煤时，其电能是通过动力电缆传输的，随着采煤机械在工作面截割落煤，采煤面不断地向前推进，而动力电缆也必须跟着拖移，直到整个工作面的煤采完为止。要求完成煤矿井下采煤工作面所需公里电缆的吊挂和拖运，传统的做法是用若干节工字钢或钢轨连接成滑道，悬挂在煤矿井下巷道顶部，动力电缆用铁丝捆绑在滑道上。随着工作面的推进，动力电缆的前移需人工不断向前吊挂、连接滑道。这种传统的电缆收放方式需要随着工作面的推进依次打吊挂锚杆，人工向前搭接滑道，劳动强度大，工作效率低和作业不安全等特点。该电缆自移滑道装置由装设在转载机机头的框架、装设在开关架上的托架和搭接在两者之上的滑道组成，捆绑电缆的吊环悬挂于滑道上。滑道的长度由转载机和皮带机机尾的搭接情况确定。吊环的数量由滑道长度和电缆长度确定，保证滑道收缩至最短是电缆不拖地。安装好自移滑道装置后，随着工作面向前推进，向前推移转载机，转载机通过框架与滑道的铰接结构将滑道向前推，开关架托架只限制滑道的一个自由度，保证了滑道可以顺利向前启动。当转载机前移到与皮带机机尾处干涉时，开始拉皮带架、缩带，以使转载机继续有空间向前移动。如此循环，直到一个工作面采完为止。 2、详细科学技术内容1自移滑道结构原理近年来，随着煤矿文明生产的加强和机械化程度的提高，国内外都出现了多种电缆拖运的重要设备。该电缆自移滑道装置由装设在转载机机头的框架、装设在开关架上的托架和搭接在两者之上的滑道组成，捆绑电缆的吊环悬挂于滑道上。滑道的长度由转载机和皮带机机尾的搭接情况确定。吊环的数量由滑道长度和电缆长度确定，应保证滑道收缩至最短是电缆不拖地。安装好自移滑道装置后，随着工作面向前推进，当端头支架推移转载机时，转载机通过框架与滑道的铰接结构将滑道向前推，开关架托架只限制滑道的一个自由度，保证了滑道可以灵活地向前启动。这样就实现了滑道的自行移动。当转载机前移到与皮带机机尾处干涉时，开始拆皮带架、缩带，以使转载机继续有空间向前移动。如此循环，直到一个工作面采完为止。整体结构如图1所示图12转载机机头框架的设计框架连接于转载机机头，其整体结构如图2所示。转载机机头两侧有供悬挂电动机、减速器的连接螺栓孔，其中电动机、减速器布置在人行道侧。利用工作面侧转载机悬挂减速器、电机的连接螺栓孔，将框架固定。框架与滑道通过30的销连接，这样防止滑道侧翻。支撑板上的圆弧孔可使滑道旋转一定角度，以利于巷道上下山时滑道的摆动。图23开关架托架的设计开关架托架架放于开关架上，下部用螺栓连接固定。为便于滑道自移滑动，防止转载机侧移时，滑道不卡死在开关架托架上，开关架托架开口要有适当大小。当滑道偏向开关架侧时，重力主要由开关架承担；偏向于靠煤帮侧时，向下方向的负载F1与开关架对托架的支撑力F2构成的逆时针力矩M1和螺栓对托架的拉力F3与开关架对托架的横向支撑力F4构成的顺时针力矩M2平衡，如图3所示，受力更加合理。开关架托架上侧槽钢在纵向的若干孔用于在巷道上下山是调节滑道高度，以免推移滑道时推至顶板等不合理位置。图3滑道搭接于联接在两槽钢上的简易托管上，该托管结构如图4所示，轴与轴承采用间隙配合，方便拆卸，轴承与圆外壳采用过盈配合。图44 联接滑道的设计计算4.1滑道的截面选择由于联接滑道的跨度较大，必须选择合理的截面，以提高梁的承载能力。合理的截面形状应该是截面面积A较小，而抗弯截面系数W较大。截面的形状不同，其抗弯截面系数W也就不同。可以用比值来衡量截面形状的合理性和经济性。由材料力学常识可知工字钢的截面形状较经济合理。所以联接滑道选择工字钢。滑道承受的负载为工作面采煤机、工溜等设备电缆，冷却用水管等管线的重量g。可通过查手册或咨询厂家获得那么计算负载式中 G计算负载，KgK系数（考虑增加电缆，或其他原因造成实际负荷增加）G重力加速度4.2选择工字钢型号根据现场实际情况，画出受力模型简图。由图5可知此为简支梁，由于跨度较大，按细长梁进行分析。图5由静力平衡方程求出梁的支座反力、，作出弯矩图，找出最大弯矩，根据最大弯矩选择工字钢型号。由弯曲正应力条件，有式中查型钢表，选择抗弯强度足够的工字钢。将所选工字钢重量代入负荷重量进行验算，重新选择工字钢型号，直到强度达到要求。4.3工字钢的连接方式为便于井下运输，采用5米长工字钢联接成所需长度的滑道。工字钢之间采用铰制孔用螺栓联接，螺栓组布置形式如图5所示。对螺栓组进行受力分析，受力情况如图所示图5由图可知通过查机械手册，选择螺栓的性能等级和安全系数，确定许用应力故螺栓小径为查机械设计手册，按粗牙普通螺纹标准，选择螺纹公称直径，确定螺栓型号。5 吊环的设计吊环用合适的钢条或钢片焊接而成，上侧钢条可安装与之配套的滚动轴承，外加套筒，以增加吊环的滑动性。图66 结束作为工作面电缆的悬挂装置，自移滑道在煤矿井巷作业时起着不可替代的作用。该自移滑道实现了电缆收放的自动化，克服了传统煤矿井巷作业时工作面电缆需要打吊挂锚杆吊挂的缺点，端头架推移转载机时就实现了滑道的自行移动，降低了工人劳动强度，提高了工作效率和安全性，适应现代煤矿高产高效的要求。3、发明点或创新点：1、以全新的思路设计工作面电缆移动装置2、此装置省去了打吊挂滑道所需的高强度锚杆、锚固剂3、省去了打吊挂锚杆的人力4、省去了吊挂、连接滑道的人力5、提高了工作面的推进速度6、从根本上消除了吊挂、连接滑道的不安全因素。7、消除了因吊挂锚杆而出现的杂乱无章的吊挂铁丝，完善了转载机前部的标准化工作 （不超过800字左右）4、与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较： 在已知的文献资料中，电缆吊挂方式全部是采取在顶板上打吊挂锚杆，吊挂滑道的方式，综采工作面电缆自移滑道采用科学计算选用合适强度的滑道搭接在转载机机头和开关架（设备列车）直接，实现了该段电缆的自移。目前该项目已申请专利，在公示期。5、应用推广情况：综采工作面电缆自移滑道目前在我矿所有综采工作面安装使用，取得了一定的经济效益和社会效益，职工反映非常好，是一项非常实用的创新。6、安全性分析：综采工作面电缆滑道完全实现了开关架至转载机机头段电缆的自移，消灭了传统吊挂电缆存在的危险源：1、 打起吊锚杆过程中锚杆钻机或压风管路伤人；2、 打眼过程中产生的岩尘对人呼吸系统的伤害；3、 人员翻越皮带进入吊挂电缆地点时皮带对人的伤害；4、 人员在搭接滑道过程中，吊挂滑道时的危险；7、经济效益（计算依据）、社会效益、环境效益：以前的电缆吊挂方式，每百米需：锚杆：67（根） 单价：10.01（根/元）锚固剂：67（根） 单价：5（根/元）风钻转头：3（个）单价：95（根/个）铁丝：共计6710.1+675+953=2513.01（元）打吊挂锚杆需3工，移接吊挂锚杆需2工综采工作面每回采100米，直接经济效益为2513.01（元）四、本项目曾获科技奖励情况获奖时间奖 项 名 称奖励等级授奖部门(单位)五、申请、获得专利情况表国 别申 请 号专 利 号项 目 名 称15序号姓名性别出生年月职务、职称文化程度工作单位对成果创造性贡献1宋乃彬男1982-1-20 队长大学专科凤凰山矿综采一队组织实施2郭佳林男1987-10-15技术员大学本科凤凰山矿综采一队设计绘图3李鹏飞男1