科研创新论文-矿用双速无极绳绞车驱动装置设计.docx

无极绳绞车科研创新论文2013年科研创新论文矿用双速无极绳绞车驱动装置设计班 级：机自-10-11学 号：03101203姓 名：沈 勇指导老师：孟庆睿目录1 绪论 1.1 引言21.2 绞车运输及国内外的发展状况21.3 绞车发展趋势52 无极绳绞车运输系统介绍2.1 无极绳绞车组成介绍72.2 无极绳绞车电控系统介绍92.3 无极绳绞车特点介绍103 无极绳绞车工作原理3.1 无极绳绞车技术规格123.2 无极绳绞车各零件工作原理144 无极绳绞车设计选型计算4.1 巷道基本参数204.2 拟选用钢丝绳214.3 选型设计计算214.4 无极绳绞车设计原则265 参考文献261 绪 论1.1引言煤炭是当前我国能源的主要组成部分之一，是国民经济保持高速增长的重要物质基础。但是目前我国的煤炭工业的发展远不能满足整个国民经济的发展需要。因此必须以更快的速度发展煤炭工业。然而，高速发展煤炭工业的出路在于煤炭工业的机械化。煤炭工业的机械化是指采掘、支护、运输、提升的机械化。其中运输包括矿物运输和辅助运输。绞车就是辅助运搬输其中一种。我国绞车的发展大致分为三个阶段。20世纪50年代主要是仿制设计阶段;60年代，自行设计阶段；70年代以后，我国进入标准化、系列化设计阶段。1.2绞车运输及国内外的发展状况 近40年我国的煤炭行业发生了巨大变化,采煤技术已接近达到国际先进水平，综采单采原煤产量早已突破了百万吨，然而煤炭工业机械化离不开运输，运输又离不了辅助运输设备，绞车就是辅助运输设备的一种。原煤的运输也已经实现了大运量娦式输送机化，但井下轨道辅助运输与之很不适应，材料的运输基本上沿用传统的小绞车群接式的运输方式，运输战线长，环节多，占用搬运设备、人员外，安全性差，效率低。尽管一些煤矿对其进行了技术改造, 但仍然满足不了当前矿井发展和生产的需要。可见矿井辅助运输在当前现代化矿井建设中起关键作用。图1-1为无极绳绞车图片现在矿山所用绞车都是由建筑卷扬机发展而来的，所以我们有必要先谈谈建筑卷扬机的发展，从而了解整个矿用绞车的发展历程。我国在很久以前的古代，就知道采用辘轳等来提升重物，以减轻体力劳动的强度和提高工作效率。但由于旧中国的工业落后，劳动力便宜，所以在物料的提升和搬运过程中大都是靠工人的肩挑背扛，而绞车只有在一些大型企业中才被使用，应用很少，而且所适用的绞车也均为国外生产，国内基本没有生产绞车的厂家。 我国的绞车生产是解放后才开始的，已有近60年的历史。50年代为满足恢复经济的需要和第一个五年计划的需要，绞车的生产被提到了日程上。原沈阳国泰机器厂（阜新矿山机械厂前身）等成批仿制了两种绞车，一种为日本的jis8001型动力绞车，它是一种原动机为电动机，传动形式是开式圆柱齿轮传动，双锥体摩擦离合器，操作为手扳脚踩的快速绞车；另一种是按苏联图纸制造的1011型和1012型普通蜗杆传动、电控慢速绞车。 随着生产的发展，到了60年代，绞车的生产和使用越来越多。为了协调生产，主要绞车生产厂家（阜新矿山机械厂、天津卷扬机厂、山西机器厂、宝鸡起重运输机厂等）组成了卷扬机行业组织，隶属于第一机械工业部矿山机械行业下。为了发展绞车的生产，行业组织了相关厂家的人员对全国绞车的生产和应用情况进行了调查。在调查的基础上，开始自行设计和制造新的卷扬机，先后试制了0.5t、1t、3t电动卷扬机，但由于对当时各厂家的生产能力估计不足，无法推广。 从70年代起，我国绞车的生产进入了技术提高、品种增多、定性生产的新阶段。在各厂自行设计和生产的基础上，1973年，由卷扬机行业组织了有关厂家和院校联合进行了绞车基型设计，并充分考虑到了当时中小厂家的生产能力。快速绞车的基型采用半开半闭式齿轮传动，离合器采用单锥面石棉橡胶摩擦带结构，操纵用手扳刹车带制动。慢速绞车的基型为闭式传动（圆柱齿轮传动或蜗杆传动减速器）、电磁铁制动结构。这两种基型一直到今天还在生产。为了适应生产发展的需要，当时第一机械工业部发布了jb926-74建筑卷扬机形式与基本参数和jb1803-76建筑卷扬机技术条件两个部标准，并把卷扬机行业划归常德建筑机械研究所（长沙建筑机械研究院前身）领导。随着部标准的颁布，使绞车有了大发展的基础。为了满足经济发展的需要，各厂家相继生产了20t和32t绞车。 从70年代末开始，我国实行了改革开放政策，国民经济大发展，作为国民经济的动力，煤炭产业现代化和机械化的要求日益强烈，许多产品逗进行了防爆改造，从而进入到煤矿井下，其中绞车是最成功的一种产品，jd系列的调度绞车和jh系列的回柱绞车至今还在大量的生产，是矿山井下，运输调度不可替代的机械设备。但这种设备的自动化的程度不高，无法实现无人值守的自动操作，往往由于绞车操作工的操作失误或精神不集中造成安全生产事故。 矿山绞车的发展是伴随着煤炭产业发展，九十年代中后期，是我国煤炭生产的一个低潮，矿用绞车的发展十分缓慢，没有什么新的结构，产品出现。但是，2000年以后，国际油价居高不下，煤炭再一次被人们所重视，煤炭价格一路上涨，绞车等一系列的矿山机电产品需求量剧增，促进了绞车的发展，这一时期绞车品种增加，自动化水平增加，新结构、新功能不断出现，但是仍然具有一定的技术瓶颈，即自动控制设备的防爆问题。现在，变频调速技术和plc控制技术十分的成熟，但是，也只是在矿井的主井和副井的提升系统中得到了最广泛的最成熟的应用。然而，自动化和数字化是矿井发展的必然趋势，为了实现这一目的，矿山设备的自动化和数字化是实现这一目的的基础。在国外，绞车的品种繁多，应用也很广泛。在西方技术先进的国家中，钻机制造商德国wirth公司、bentec公司以及美国varco公司拥有先进的绞车控制技术、电动机四象限传动技术以及电子(自动) 司钻控制技术。这些绞车控制系统能根据钻压、机械钻速、转盘转速和扭矩等参数控制钻井钢丝绳的连续递送以保持稳定的钻井状态， 进而大大提高钻井效率。下面简单介绍三款国外绞车及其控制。一、德国wirth公司齿轮传动绞车德国wirth公司新一代齿轮传动绞车采用四象限控制技术，配有2台或3台直流或交流电动机，能平稳地减速和停止下降或上升的载荷，在不超过设备使用限制的情况下，直流和交流电动机都能运用再生制动技术，制动能量大部分回馈给电网。绞车控制系统通过控制电动机四象限传动，使能量在一个起下钻作业中按4个不同传动阶段分配。绞车的控制系统是通过一个3060kw的交流电动机来实现其它的辅助驱动。在钻井过程中，自动化司钻控制电动机实现恒钻压自动送钻，保持设定的参数，使钻井工具的寿命得以大大增长。另外，在主电动机失效时，还可做为应急装置，将井中钻具提起。绞车控制系统还包括一套智能防碰系统(acs)，用来优化游车上下运行过程中的安全和效率，它监控绞车独立的3个刹车系统。系统提供了整个提升系统动能的参数分析，并考虑了包括系统制动能力、钩载、游车的速度和位置等参数，在位于司钻控制室的acs系统终端设定系统的上、下限位。两个plc上独立计算大钩的位置、速度和制动距离。根据控制系统的运算法则，并考虑到系统的动能和绞车的刹车系统能力，两个plc能独立启用再生制动、涡流刹车或盘式刹车。大钩位置、载荷和所需要的制动距离等参数持续地由两个微处理器检测和比较，任何差异都认为是acs系统失效。电动机再生制动、涡流刹车和盘刹紧急制动将被激活，使载荷制动停止。bentec公司绞车德国bentec公司已成功地将四象限传动用于其链传动钻机上， 将电动机用于刹车，并将能量回馈。盘式刹车只用于驻车或紧急制动。绞车遥控操作，游车可以准确定位。自动送钻速度从10 m/ h到150 m/ h 。三、美国varco公司单轴绞车美国varco公司最新一代单轴ads 10绞车，充分利用了交流变频的控制技术， 可不使用摩擦离合器而使用电动机再生制动来保持负荷。高性能可精确控制的空气冷却和水冷却伊顿( eaton) 组合盘式刹车可实现自动送钻，并且使该绞车唯一的刹车空气冷却模块用于紧急制动和负载的静态控制， 而水冷却模块用于钻井钢丝绳的均匀递送、游车运行、钻压以及其它钻井参数的动态控制。1.3绞车发展趋势 1.大型化 由于基础工业大发展，大型设备和建筑构件要求整体安装，促进了大型绞车的发展。 2.采用先进电子技术 为了实现绞车的自动控制和遥控，广泛采用先进的电子技术，传感器技术，可编程控制技术。 3.发展手提式绞车 为了提高机械化程度，减轻工人的劳动强度，大力发展小型手提式绞车，如以汽车蓄电池为动力的直流电动小型绞车。 4.大力发展不带动力源装置的绞车 此种绞车借助汽车和拖拉机动力，结构简单，有一个卷筒和一个减速器即可。2、无极绳绞车运输系统介绍无极绳绞车运输系统是采用钢丝绳牵引的轨道运输设备，适用于长距离、大倾角、多变坡、大吨位工况条件的普通轨运输，具有运输效率高、中间不转载、无污染及运行成本低、安全性能好等特点。特别适用于采区上（下）山、工作面顺槽中材料、人员及整体液压支架等重型设备的运输，适应巷道的垂直起伏变坡和水平拐弯。规格有55kw，75kw，110kw和132kw四种，主要用在煤矿井下工作面顺槽、掘进后配套和采区巷道等场所，用于运送生产所需材料、设备及排矸，尤其是整体液压支架的运送。 2.1无极绳绞车组成介绍系统机械部分配置有无极绳绞车、张紧装置、牵引车、尾轮、压绳轮组、托绳轮组、弯道护轨装置等。无极绳绞车图片主要技术参数：型号牵引力（kn）绳速（m/s）电机功率(kw)钢丝绳直径(mm)电压（v）滚筒直径(mm)外形尺寸（mm）jwb-30j320.8630619 18.5380/660或660/1140740167319871530jwb-55j80/400.5/1.2755619 21.5800264915101618jwb-75j80/400.625/1.5875619 26800291915101618jwb-90j95/470.687/1.74690619 281200328719802032jwb-110j116/580.687/1.746110619 281200335719802032jwb型无极绳绞车系统主要由无极绳绞车、张紧装置、梭车、尾轮、压绳轮、托绳轮、转弯装置等组成，通过钢丝绳组合成一套完整的运输系统。 品牌无极绳绞车型号jwb-30j适用领域矿山施工设备牵引力30（kn） 动力功率30（kw） 外形尺寸240014001500（mm） 类型绞车无极绳绞车：该绞车是无极绳连续牵引运输系统的驱动装置，为双滚筒驱动结构型式。主滚筒上安装有树脂轮衬、解决了老式无极绳绞车抛物线滚筒咬绳问题，延长了钢丝绳的使寿命。其传动型式为机械传动，由防爆电机、液力推杆制动器、减速机、双滚筒及底座组成。根据不同使用条件可选用单速、双速和无极调速绞车。张紧装置：张紧装置由定滑轮、动滑轮、框架和重锺等组成。根据系统需要可选择三轮或五轮张紧。牵引车：由车体、储绳筒、牵引臂、钢丝绳固定装置(及液压制动系统)组成。牵引车采用四组轮对转盘结构，车辆稳定性高，并能很好适应轨道的各种变化。无极绳连续牵引运输系统钢丝绳两绳头固定在牵引（制动）车上，系统多余的钢丝绳绕在储绳筒上，载重车挂在牵引(制动)车后部，载重车通过道岔可以很方便地进出无极绳连续牵引运输系统。轮系：包括压绳轮、托绳轮、外绳导轮及弯道导绳轮组等。回绳站是无极绳连续牵引运输系统钢丝绳导向装置。信号通讯系统：跟车司机与绞车司机之间通过斜井人车信号或泄露通信信号保持联系。使用方便，可靠性高。2.2无极绳绞车电控系统介绍系统电控根据其配置情况不同分为两种形式：一、变频调速式：配有变频器，操作台，速度传感器，过卷开关，漏泄通讯单元，信号急停控制箱，语音报警装置，跑车防护装置等。变频调速式电控的有以下10个功能：1、变频调速功能：实现了高精度转矩控制，调速分段预置，连续平滑；低频低压的软启动和软停止，s形速度曲线加速，使运行更加平稳延长了绞车的使用寿命；四象限运行，采用回馈制动技术，节能效果显著；根据巷道的坡度情况，自动调整绞车的速度，使绞车的运行更加平稳、安全。 2、防断绳和掉道检测功能，可彻底消除运输中断绳事故的发生，而当发生掉道故障时，可自动停车。3、司机识别功能：无操作资格的人员无法开动绞车，从而消除了绞车违章开停得安全隐患。 4、紧急停车功能，按下绞车沿线信号急停控制箱上的急停按钮，绞车立即停车。5、漏泄通讯功能：实现了跟车员随时随地与绞车司机进行通话和打点，并可紧急停止绞车的运行。 6、沿线语音广播功能：绞车的运行状态发生改变时，发出语音广播提示。7、双重过卷保护功能：包括程序上的软限位和安装于机头和机尾的光电式过卷开关。8、实时监控功能：可实时牵引车的位置，同时监控画面上绘有绞车安装巷道的剖面图，模拟显示牵引车是否处于变坡点、平巷、弯道或者岔道口。 9、速度保护功能：当绞车出现超速或欠速时，能自动停车。 10、斜坡跑车防护功能，发生跑车事故时，将牵引车和料车及时拦截下来，方式事故扩大。二、具备漏泄通讯和司机识别单元的无极绳绞车电控：该电控配置有无极绳绞车综合保护装置主机，速度传感器，过卷开关，漏泄通讯单元，信号急停控制箱，语音报警装置，跑车防护装置等。除变频调速功能，该电控可实现与变频调速电控式的其余9个功能。2.3无极绳绞车特点介绍（1）操作简单，可靠性高。绞车采用机械传动方式，结构紧凑，操作方便，大大地提高了工人可操作性和设备可靠性。（2）适应性强，用途广。无极绳绞车既可使用在顺槽，又可应用在采区上（下）山，还可布置在集中轨道巷，又能为掘进后配套服务。（3）系统布置灵活。绞车既可平行于轨道布置，又可垂直于轨道布置。无极绳绞车既可布置成单轨（两条轨道）单运输，又可布置成双轨（四条轨道）双运输，还可布置成三轨（三条轨道）双运输。无极绳绞车布置成单轨（两条轨道）运输，可采用钢丝绳同在轨道内；也可采用主绳在轨道内，而副绳在轨道外的布置型式。无极绳绞车进出绳方便且体积适中，既可利用原有硐室布置，又可靠巷帮布置，充分为客户着想。（4）无极绳绞车配置方便。根据不同的工况条件，采用不同组成以及压绳和托绳配置方式，可适应起伏变化坡道的不同运输需求。（5）可实现巷道水平转弯运输。配备专用弯道达到水平曲线运输目的。（6）梭车储绳量大，运行费用低。采用张紧装置张紧钢丝绳,钢丝绳张力随牵引工况而变化，钢丝绳寿命长；采用导向轮分绳,避免钢丝绳咬绳,减少钢丝绳磨损；梭车采用储绳结构，可减少有运距变化巷道钢丝绳浪费；系统采用可靠的机械结构，故障率低，维护量小。（7）安全高效，经济实用。两套制动系统；区段内直达运输，无需转载，减少人力倒车次数，减轻了作业人员的劳动强度；同时大大降低了管理人员的难度和设备使用的事故率。（8）安装简单。采用灵活的固定结构，拆装方便；尾轮固定简单，可方便快捷地移动，实现运距变化。3、无极绳绞车工作原理3.1无极绳绞车技术规格型号含义：j w b - / 主参数：额定牵引力，10kn/牵引速度，m/s； 结构型式代号：隔爆型； 特征代号：无极绳绞车； 产品类别代号：卷扬机类。技术规格例： 牵 引 力 kn 32绳 速 m/s 0.86滚 筒 直 径 mm 740钢 丝 绳 规 格 619-18.5-1700总 速 比 43.92电 动 机 规 格 ybk2-225m-6-30-b5 功率 kw 30 转速 r/min 980 电压 v 380/660电力液压推动器电动机 规 格 yboz401-400-2 功 率 w 400转 速 r/min 2800电 压 v 380/660附属电气设备：隔爆可逆电磁起动器 qbz-80n主机外形尺寸（长宽高） mm 167319871530主机下井主体尺寸（长宽高） mm 167311601125重量（不包括附属电气设备） kg 3120 配套设备：1、张紧装置2、梭车3、尾轮及固定装置4、轮组：主压绳轮、副压绳轮、托绳轮、导向轮5、弯道护轨装置3.2、无极绳绞车各零件工作原理绞车：绞车是整个系统的动力源，采用机械传动，主要组成为:(1)电机，为无极绳绞车提供动力。电动机选用隔爆型三相异步电动机、功率为55185kw、根据用户需要可配置双速电机或变频电机。(2)底座，由结构件焊接成整体。通过地脚螺栓与基础固定。(3)减速箱，采用硬齿面齿轮。减速箱具有机械变速功能、可实现快慢两种速度、快慢速比在2倍左右。(4)滚筒部分，滚筒部分由小齿轮轴、大齿轮、主轴、卷绳筒及绳衬等组成。(5)联轴器，联轴器用于联结电机和变速箱。 (6)制动装置，有电力液压推杆和手动带式二套制动装置。(7)齿轮罩，铁皮制成固定于底座上，用以保护大小齿轮，以保证安全。张紧装置：无极绳运输系统为保证钢丝绳有一定的初张力必须配置张紧装置。本系统涨紧装置为重锤式，主要由框架、涨紧绳轮、动轮组、转向轮、配重和防护网等组成。该装置可吸收钢丝绳系统由于弹性变形而伸长的部分；同时，可为绞车提供尾张力,保证钢丝绳在卷绳筒绳衬上有较稳定的正压力，促使绞车正常牵引，而不致钢丝绳在卷绳筒上打滑。由于系统用于双向运输，所以系统中设有两组张紧装置。张紧装置有重力张紧、液压张紧及电动张紧三种形式，用户可根据需要选配。可以选用单绳张紧和双绳张紧。梭车是用来牵引矿车、平板车、材料车等车列，且具有固定钢丝绳和储存钢丝绳等功能。前后两端是碰头，碰头连接车列。梭车主要有下列部分组成：车架、储绳筒、车轮组件等。梭车带防跑车制动装置，当出现断绳等危急情况时制动装置能卡住道轨枕木而使梭车及矿车等负载制动住。梭车上装有储绳轮，可以根据巷道长度随时调整输送距离。(1) 车架：梭车车架主要有架体、碰头组成，车架两端是碰头，车轮组件安装在架体上，组成行走机构，起行走和承重作用。 (2) 储绳筒;梭车安装有一个储绳筒，可储存钢丝绳，以备巷道延深开采或缩短运距之用。收绳时先拔出固定插鞘，再用手把摇转储绳筒，钢丝绳逐渐缠绕于储绳筒上，最后插入固定插销。 (3) 可在梭车前面或后面串列24节矿车或2节平板车，运输矸石、支护材料和配件等辅助材料。（4） 锲块：梭车前后各有一个锲块，钢丝绳两端穿过锲块，拧紧锲块上的压紧螺栓压紧钢丝绳，收放钢丝绳时只需松开一个锲块，然后把钢丝绳卷入或卷出储绳筒，锲块起固定钢丝绳作用。轮组：为适应起伏变化坡道，本系统设计有轮组，既可防止钢丝绳抬高时车辆掉道，又可避免钢丝绳摩擦巷道底板。轮组的固定方法象矿用轨枕一样通过螺栓固定在轨道下沿上。轮组安装数量需根据巷道具体起伏变化程度设置。尾轮固定在运距的终端，支承整个系统的反力，并可随工作面的推进，可方便地移动，以实现运距的变化。注意：在运输支架时，须浇灌水泥基础固定尾轮，其它情况可用锚杆或其它方法固定尾轮。 压绳轮组：为适应起伏变化坡道，设计有压绳轮组，既可防止在过垂直弯道时因钢丝绳抬高而引起车辆掉道，压绳轮组分为主压绳轮组和副压绳轮组，在主压绳轮组上通过弹簧把压绳轮压在钢丝绳上，当梭车通过时，梭车前端的牵引板分开两压绳轮，使梭车能顺利通过。在副压绳轮组上，压绳轮直接固定在底架上。压绳轮组的固定方法像矿用轨枕一样通过螺栓固定在轨道下沿上。平托轮：平托轮托在钢丝绳的下面，平托轮为双轮式（亦可采用两个绳槽式托绳轮），可同时通过方向相反的两根钢丝绳弯道护轨装置（有转弯时需用）：为适应转弯巷道的运输需要，特别设计了一种专用的弯道护轨系统。无极绳绞车图纸集：6、导向轮组件起到不让绳子交叉的作用。该压绳轮由弹簧制动闭合，钢丝绳从该位置穿过，当梭车通过时，梭车上的楔块将弹簧顶开，梭车过去后，弹簧让压绳轮闭合。弯道导向轮组该弯道保护装置：该弯道保护装置上的轮组在梭车经过弯道时起到对钢丝绳的导向作用。轮组具体有多少对，与弯道弧度有关，具体而定。4、无极绳绞车设计选型计算 4.1、巷道基本参数1. 运输巷道最大坡度：182. 运输串车总重量：10400kg3. 最大运输距离：730米4巷道轨距：600mm5轨道型号：kg/m4.2、拟选用钢丝绳规格为：619/24mm ；qr=2.07kg/m,破断力为：qz=317kn钢丝绳：nat619s+fc1670 gb/8918-2006钢丝绳公称直径（mm）近似重量（kg/m）1570mpa1670mpa1770mpa钢丝绳最小破断拉力（kn）纤维芯纤维芯纤维芯纤维芯242.072983173364.3、选型设计计算1、绞车最大牵引力计算（1） 重车最大牵引重量g重根据运输实际情况，重车牵引重量即为重物重量、梭车最大重量和重锤张紧质量的总和。串车总质量m重=10400kg梭车最大质量m梭 = 3000kg则牵引重量 g重=（m重+m梭）g (1)其中：g重重车状态下最大牵引重量，n；m重重物总质量，kg；m梭梭车质量，kg；g 重力加速度，取g=9.8m/s2；根据(1)式，得出: g重=131320 n（2） 最大牵引钢丝绳重量g绳24mm规格钢丝绳，每米质量为m0=2.07kg，则牵引钢丝绳重量 g绳= 2m0lg (2)其中：g绳最大牵引钢丝绳重量，n；m0每米钢丝绳质量，kg；l最大运输距离，m；g重力加速度，取g=9.8m/s2；根据(2)式，得出:g绳=29618n（3） 绞车最大牵引力绞车最大牵引力计算公式如下: f最大载荷=g重(0.02cos+sin)+g绳+g张紧 (3)其中：f最大载荷所需绞车最大牵引力，n；g重最大牵引重量，n；运输巷道最大坡度，；g绳最大牵引钢丝绳重量，n；钢丝绳阻力系数,最大取0.4；g张紧绞车拉动矿车所克服的重锤张紧力，n（约合800kg的重量，计7840 n）。当=18时， 0.02cos+sin=0.328038根据(3)式，得出:f=62765 n 最大牵引力约为62.8 kn我公司绞车主要技术参数：型号牵引（kn）绳 速（m/s）电机功率（kw）轨距（）钢丝绳直径（）电压（v）滚筒直径（）外形尺寸（）快速慢速快速慢速jwb-75bj40801.00.675600619-24660/114012002655188015502、钢丝绳张力计算 f=s4-s1=s1(-1)/n s1=fn/-1 s1=62.81.15/2.710.147-13.53kn s4=f+s1=62.8+3.53= 66.33kn 约为67 kn式中： n摩擦力备用系数，可取n=1.11.2 e=2.71 钢丝绳与驱动轮间的摩擦系数，可取=0.14 钢丝绳在驱动轮上的总围抱角，=3.52=7 f理论需用牵引力，f=62.8 kn s1克服滚筒摩擦所消耗拉力 s4实际运行过程中所需最小牵引力3、绞车使用功率验算：pf最大载荷v/670.6/0.8547.3(kw)75(kw)说明：v牵引速度0.6m/s绞车传动效率为0.85p绞车输出功率，kw；f绞车最大牵引力，kn选用75kw绞车功率最小富余量为（75-47.3）/75100%36.9%4、钢丝绳安全系数验算：（1）规范演算 n=317/80=3.963.5式中：n钢丝绳安全系数 q2钢丝绳破断力，q2317kn（1670mpa） f4绞车额定牵引力，f80kn n钢丝绳许用安全系数，n3.5以上演算所得出的安全系数高于煤矿安全规程规定的安全系数3.5.固：绞车钢丝绳选用24mm，满足煤矿安全规程使用要求。结论：根据以上计算选用牵引力为75kn的无极绳绞车；完全满足实际需用要求。所选型号为jwb-75bj无极绳调速机械绞车。4.4、设计原则（1）以满足实际需要、投资少和节约运行费用为目的。（2）采用具有先进性、代表性、实用性和可靠性的无极绳运输技术。（3）适应现有条件，简化运输环节。（4）普通运输轨道。5、参考文献（1）常州科研试制中心，无极绳绞车使用说明书（2）常州创联矿山设备制造有限公司，矿用无极绳调速机械绞车使用说明书（3）徐州苏煤矿山设备制造有限公司，运输绞车手册中化泉州1200万吨/年炼油项目青兰山库区围堤改造工程排海口施工方案 编制： 审核： 审批： 大连港湾工程有限公司中化泉州项目经理部年 月 日目录一、工程概况- 3 -二、自然条件- 5 -2.1 气象- 5 -2.2 风况- 5 -2.3 水文- 6 -三、施工方法- 8 -3.1 施工干扰及对应措施- 8 -3.2 施工工艺流程图- 8 -3.3 主要施工工序- 9 -四、工期安排- 12 -五、施工机械设备配置- 12 -六、人员配置- 12 -七、质量控制管理措施- 13 -7.1 质量保证体系- 13 -7.2 技术交底制度- 13 -7.3 对进场人员要求- 13 -7.4 材料进场检验制度- 13 -7.5 质量检测和分析- 13 -7.6 质量培训- 14 -7.7 三检制度- 14 -7.8 质量通报- 14 -7.9 质量预防措施- 14 -7.11 质量纠正措施- 15 -八、安全保证体系及保证措施- 15 -8.1 安全生产原则- 15 -8.2 安全生产目标- 15 -8.3 安全管理组织机构- 15 -8.4 召开安全会议- 16 -8.5 安全管理措施- 16 -8.6 安全技术措施- 16 -8.7 现场施工安全要求- 17 -8.8 安全教育及培训- 17 -8.9 用电安全措施- 17 -8.10 防火安全措施- 18 -8.11 防盗- 18 -一、工程概况 中化泉州1200万吨/年炼油项目青兰山库区围堤工程位于湄洲湾东周半岛青兰山南侧，属于福建省泉州市惠安县辖境。排海口管道施工区域在青兰山库区的雨水监测池和事故水池之间（靠近青兰山库区码头1#、2#泊位），由一段连接事故水池阀门井的dn600mm管道和一段连接雨水监测池阀门井的dn1200mm管道组成，经合并向dn1200管道方向延伸穿越围堤排海口排海，全长113m,管道采用q235b钢材制作及厂内防腐加工而成，现场焊接经混凝土包封安装完成。 排海口平面图排海口断面图详细工程量如下表：工程名称：围堤改造工程-排海口序号项 目 名 称单位工程数量1凿除挡浪墙方132.0 2陆上现浇砼,挡浪墙,c30方132.03拆除素砼垫层方16.3 4陆上现浇素砼垫层,c25方16.35陆上挖除碎石垫层方99.56陆上铺筑碎石垫层方99.57拆除c30砼路面方76.38陆上现浇砼路面,c30方76.39拆除混凝土外运方324.1 10陆上拆除扭王字块,3.8t内/块块239.0 11开挖后方土方方625.412回填后方土方方625.413陆上安装扭王字块,3.8t内/块（利用原拆除扭王块）块239.0 14陆上清除块石200400kg方482.415陆上机械铺筑垫层块石200400kg（利用原拆除块石）方482.416陆上清除堤心石10300kg方1101.317陆上铺筑堤心石10300kg方1101.318陆上铺筑碾压碎(卵)石垫层方94.6 19素砼垫层27.320陆上现浇砼,钢管外包混凝土,c30方113.7 21陆上现浇砼,块体（钢管支墩）,c30方175.4 22焊接钢管dn1200t15.4 23焊接钢管dn600（含弯头部分）t11.324610钢管内防腐方140.9 25610钢管外防腐方145.9261219钢管内防腐方138.4271219钢管外防腐方141.728护管砼钢筋t5.3329扁钢kg200二、自然条件2.1 气象湄洲湾附近地区属亚热带海洋性气候，四季分明。本工程气象资料系根据惠安县崇武气象站19712006 年和惠安县山腰气象站19551981 年以及位于青兰山西北面的斗尾临时测风站1998 年7 月1999年6 月的短期气象资料统计结果。2.2 风况2.2.1风频、风速湄洲湾地区多年平均风速为5.4m/s6.9m/s，山腰气象站全年常风为ne 向，其频率为31，崇武气象站测得全年常风向为nne 向，其频率为28，两个气象站的强风向均为nne-ne 向，最大风速为24m/s。另外根据青兰山附近斗尾短期风速观测站（1998 年7 月1999 年6 月）的短期风速资料统计分析，该站全年常风向为ne 向，其频率35，强风向为ne 向，最大风速为19.7m/s。本地区风向季节变化为：夏季（68 月）以西南风为主；其它月份则以ne 或nne 向为主，其中山腰气象站出现的频率为2648，斗尾短期风速观测站出现频率为2463，崇武气象站出现频率达45。风玫瑰图详见图3-1 和图3-2。 图2-1斗尾风玫瑰图 图2-2崇武风玫瑰图2.3 水文2.3.1、基准面及换算关系本工程潮位采用斗尾理论最低潮面，理论最低潮面与其它基准面的关系见图2-3：图2-3 基面关系图2.3.2、潮型湄洲湾海域属强潮海区，根据湾口斗尾站一年潮位资料分析，湄洲湾海区的潮汐以半日分潮占绝对优势，其潮汐型态系数为（hk1ho1）/hm20.26，远小于0.5，因此拟建工程海域的潮汐性质属于正规半日潮。2.3.3、潮位特征与设计水位（采用斗尾站）根据斗尾临时潮位观测站（资料年限：1998 年10 月1999 年10月，距离拟建码头西北面约1.5km 处）与崇武海洋观测站1956 年1980年潮位资料统计分析，潮位特征值与设计水位（斗尾站的极端水位是根据崇武站长期潮位资料与斗尾站同期潮位资料进行相关分析求得）。2.3.4、增减水本海区每年夏秋季受台风影响，常有风暴潮产生，据多年台风暴潮资料统计，崇武海洋观测站台风最大增水，为1.37m（发生在6911台风期间），台风最大减水为-1.06m，台风增减水幅度一般在-1.10m1.50m 之间。 潮位特征值项目崇武站斗尾站备注多年最高潮位(m)7.587.71基面为：理论最低潮面多年最低潮位(m)-0.11-0.05平均高潮位(m)5.726.34平均低潮位(m)1.451.38平均海平面(m)3.563.80最大潮差(m)6.676.87最小潮差(m)1.222.32平均潮差(m)4.274.63平均涨潮历时6:14(小时)6:10(小时)平均落潮历时6:11(小时)6:16(小时)资料年限195619801998.101999.9 设计潮位项目崇武站斗尾站备注设计高水位 (m)6.277.06高潮累积频率10%设计低水位 (m)0.600.68低潮累积频率90%极端高水位(m)7.528.6950年一遇.极端低水位(m)-0.24-0.4050 年一遇三、施工方法3.1施工干扰及对应措施3.1.1潮位影响当地潮差大，高潮位高，对施工影响大，排海口混凝土支墩需赶潮水作业。且基础开挖施工过程中，由于高潮时海水倒灌，影响开挖基础边坡稳定。施工时拟采用m7.5砂浆护坡，以保证开挖基坑边坡稳定。3.1.2交通影响由于本工程位于青兰山库区护岸围堤上，该区域为青兰山库区的交通道路，势必产生干扰。因此工程开工后应对施工范围进行围蔽， 围蔽范围考虑dn600的部分开挖量较少，施工干扰也较少，考虑使用简单围蔽，dn1200的部分，考虑进行完全围蔽，考虑了开挖堆放量后，道路围蔽宽度共约100m，考虑道路两边都可以进出库区，围蔽后车辆行驶到该区域后调头行驶，在调头位置和离调头位置约30m处各设立一个绕道警示牌,并设置夜间警示标志。绕道示意图如下： 绕道示意图3.2施工工艺流程图：3.3主要施工工序3.3.1施工准备（1）施工场地：按甲方提供的场地做好围蔽， 尽早进入施工。（2）施工水电：施工用水电由甲方提供的水电接口接入。（3）组织施工机械设备进场。（4）组织施工人员进场。 3.3.2测量放线测量前应校核测量控制点，根据现场条件和通视情况及便于施工的考虑在现场引测控制点，建立控制基线，对现场进行测量放线，定出界线桩、控制桩。同时在施工区域引测临时水准点，定期对测量控制点及水准点进行复测及校核。考虑扭王块、不能及时清理的渣土堆放，在dn1200mm的管两边各预留各50m。施工区域影响平面图3.3.3扭王块、挡浪墙、混凝土路面拆除本工程在青兰山库区围堤上，需对旧护岸堤进行拆除。包括旧护岸的扭王块、挡浪墙及混凝土路面，工程完成后及时进行恢复。3.3.3.1拆除扭王块采用50t履带吊机拆除 3.8t扭王块，共约239块。拆除的扭王块就近集中堆放，方便恢复施工。3.3.3.2拆除混凝土挡浪墙及路面采用pc200破碎机拆除混凝土挡浪墙及路面，拆除的渣土组织自卸汽车外运抛弃。3.3.4基础开挖采用pc200型短臂挖掘机进行开挖，dn1200管道部分底宽3.2m，最大顶宽24.06m，最大挖深5.62m,使用二级放坡，采用第一级3m，余下的约2.6m为二级部分，一级坡度为1：1.5，二级坡度1：11：1.5，坡肩宽度12m。dn600管道部分底宽2.4m，顶宽10.8m，最大挖深2.8m,采用1：1.5放坡。dn1200管道段开挖基础基本都是10200kg堤心石，拟采用m7.5砂浆护坡，以保证开挖边坡稳定，测量人员应跟踪控制开挖面标高，尽量减少超挖，以免增加碎石的铺设量，确保基础的稳定性。开挖土石，能利用的部分就近集中堆放，方便后期恢复施工，不能利用的部分组织自卸汽车弃运。开挖断面示意图如下：开挖断面示意图3.2.5素砼垫层浇筑素砼垫层方量为27.3m3。测量先放样出素砼浇筑的边线，依照边线进行侧模的支设，侧模采用10*10木方，外部用短钢筋支顶。素砼按10cm控制，振捣充分，表面用刮尺刮平，初凝后加强养护。 3.2.6模板安装：本工程模板采用18mm厚的木模板，模板总面积约为413m2。3.2.7 混凝土浇筑混凝土浇筑分两层浇筑,第一次浇筑到管道安放标高，待管道安装完成后再进行第二次浇筑。第一层浇筑完成后，在混凝土表面放置干净的无风化的块石，保证石料有部分露出混凝土面，同时对结合面进行凿毛处理并清洗干净，有利于新旧混凝土结合更。第二次浇筑一次到顶。3.2.8焊缝钢管安装：焊缝钢管在有资质的厂家订制采购，在厂家焊接成6-12m长的管段，并进行喷砂除锈、防腐，再由12m平板拖车运至现场等待安装。 管道包封模板施工方法同块体模板施工方法，模板安装完成后先浇筑素砼至管道安放标高。焊缝钢管运抵现场后，由50t履带吊安装，并进行焊接及对焊接处进行除锈、防腐处理。焊接完成后每2m用钢筋对钢管进行锚定，防止在砼浇筑过程中管道产生浮动。完成管道安装后，c30素砼进行第二次浇筑成型。3.2.9恢复部分工程完成后恢复挡浪墙、路面及扭王块至原貌。四、工期安排排海口施工计划于2014年4月21日开始施工， 2014年5月20日完成，共30天。五、施工机械设备配置序号名称型号数量备注1履带吊50t1浇筑混凝土安装管道，扭王块拆除、安装2平板车20t1钢管3破碎机pc2001拆除路面、防波堤4挖掘机pc2001开挖、回填5砼泵车1混凝土输送6搅拌运输车1混凝土运输六、人员配置序号岗位类型岗位数量1管理类项目经理12项目副经理23项目总工14施工员15测量16物资17财务、后勤18厨师19司机210操作类机械驾驶工611工长212钢筋工613模板工414砼工415杂工2七、质量控制管理措施7.1 质量保证体系将用年富力强、精明能干，受过专门培训工程师职称的人担任质量安全，建立项目技术负责人、施工员、质安员、班组质安员组成的质量保证组织体系，各司其责，层层把关。7.2 技术交底制度由项目总工程师对总体施工方案、分项施工技术措施进行技术交底，由分项工程师对每一道工序、每一班组实行交底；开工前抓好图纸会审，并由公司总工室组织专家小组对施工组织设计终审，对关键工序和特殊过程编制作业指导书；7.3 对进场人员要求按照施工组织设计要求，配备足够的技术人员、管理人员和技术工人，特殊工种都经过严格培训，持证上岗；7.4 材料进场检验制度制订材料标识、可追溯性和材料检验等制