傾斜井巷追排水系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著煤炭消耗量的增加，煤炭行業(yè)逐漸向深井方向發(fā)展，引起煤礦水災(zāi)事故的頻繁發(fā)生?，F(xiàn)有的救援排水設(shè)備不能在黃金救援時(shí)間內(nèi)很好地發(fā)揮作用，因此必須逐步完善救援設(shè)備、優(yōu)化排水救援方案，提高搶險(xiǎn)排水效率。
　　本文是以多起典型煤礦透水救援案例為背景，瞄準(zhǔn)煤礦傾斜井巷透水工況，設(shè)計(jì)和研究一套追排水系統(tǒng)。在排水車樣機(jī)系統(tǒng)上，對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的各項(xiàng)性能進(jìn)行理論、仿真和試驗(yàn)研究，并結(jié)合試驗(yàn)及實(shí)際工況進(jìn)一步拓展和完善排水車的追排水系統(tǒng)。
　　完成

2、排水車的車架平臺(tái)、軌道和履帶行走機(jī)構(gòu)、水泵起吊系統(tǒng)的裝配。利用Ansys對(duì)排水車進(jìn)行靜力學(xué)仿真分析，仿真工況分為履帶行走和軌道支撐牽引行走。由變形位移、應(yīng)力及模態(tài)仿真結(jié)果得出：設(shè)計(jì)和裝配的排水車在兩種工況下的變形和應(yīng)力滿足使用條件；整車與外激勵(lì)不會(huì)發(fā)生共振。與此同時(shí)，制定了煤礦傾斜巷道下的追排水方案和排水管道系統(tǒng)方案，包括揚(yáng)程較大直接排水至地面的單泵排水、揚(yáng)程較大直接排水至地面——多泵排水、揚(yáng)程小于50米倒排水，以及追排水過(guò)程中的管道延

3、伸方案。
　　利用動(dòng)力學(xué)仿真軟件RecurDyn對(duì)排水車履帶行走進(jìn)行模擬。首先對(duì)履帶行走運(yùn)動(dòng)學(xué)理論進(jìn)行研究，基于Bekker理論推導(dǎo)主動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力及力矩、車的行駛阻力以及牽引力。再重點(diǎn)分析排水車低速轉(zhuǎn)向的動(dòng)力學(xué)，進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)牽引力的理論研究。最后對(duì)平地直行、300坡道爬坡、單側(cè)轉(zhuǎn)向及雙側(cè)反向轉(zhuǎn)向、越障及跨溝進(jìn)行仿真。通過(guò)輸出履帶片1與主動(dòng)輪的接觸力、主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力矩、履帶與地面作用力、履帶片1與各輪滾動(dòng)接觸力、履帶片1的張緊力，進(jìn)行排

4、水車各工況的運(yùn)行可行性及可靠性分析。由仿真結(jié)果得出：直行及300坡道行駛平穩(wěn)；單、雙側(cè)轉(zhuǎn)向最大平面直徑為3.43m、2.695m；排水車可跨越600mm高的單側(cè)障礙物，跨越900mm寬的凹溝。
　　對(duì)排水車進(jìn)行模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)康臑椋郝膸凶?、軌陸切換、履帶車與水泵配合、排水車追排水。由試驗(yàn)可知：軌道支撐行走系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)且不會(huì)出現(xiàn)傾翻和軟腿現(xiàn)象；水泵與車的搭建效率高，起吊平穩(wěn)且固定可靠，水泵起吊高度可達(dá)500mm，水泵前后可形成

5、最大300傾角；履帶行走機(jī)構(gòu)在沙土地面可平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)前行、倒退、轉(zhuǎn)向和爬坡，而且可以攜帶水泵進(jìn)出1m深的水池完成追排水；試驗(yàn)中配備的蝶閥和逆止閥密封性高，管道延伸時(shí)上端水流不會(huì)泄露。
　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)總結(jié)的不足，進(jìn)一步完善以提高追排水的速度和效率。在電控液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上安裝防爆柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)雙動(dòng)力源行走，提高了排水車履帶行走的靈活性；設(shè)計(jì)一套排水管道法蘭輔助連接裝置，實(shí)現(xiàn)法蘭管道的快捷連接；設(shè)計(jì)一種排水管道位移逆止閥，隨著管道的延伸在鋼絲