信息摘要:
更好的開展資源開發(fā)利用一直是各國的重要發(fā) 展戰(zhàn)略,目前,一些礦業(yè)大國的礦山開采深度已經(jīng)達(dá)到2500~4000m,南非計(jì)劃開采深度達(dá)6000m。 我國礦山的平均開采深度在500m左右,隨著淺層
更好的開展資源開發(fā)利用一直是各國的重要發(fā)
展戰(zhàn)略,目前,一些礦業(yè)大國的礦山開采深度已經(jīng)達(dá)到2500~4000m,南非計(jì)劃開采深度達(dá)6000m。
我國礦山的平均開采深度在500m左右,隨著淺層礦產(chǎn)資源的消耗,未未10a內(nèi),我國礦井的開采深度必然達(dá)到1000~2000m]。礦并提升裝備作為資源開發(fā)的關(guān)鍵裝備,在向深部發(fā)展時(shí),傳統(tǒng)的礦井提升裝備及其理論已經(jīng)不能滿足對有效荷載率、提井效季、安全性等的基本要求,對于超深井提升,設(shè)計(jì)制造新的超深礦井提升裝備成為深部礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的瓶頸問題。
對傳統(tǒng)單繩就繞式提升裝備的研究主要有鋼絲
繩獨(dú)繞過程高效平穩(wěn)設(shè)計(jì)-];卷筒結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)4-習(xí);運(yùn)行安全設(shè)計(jì)-習(xí)等,而在井深超過1500m時(shí),其裝備結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足深部開采超深、高速、重載、高安全等帶來的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)單繩纏繞式提升機(jī)的鋼絲繩需要采用的直徑過大、多繩摩擦式提升機(jī)鋼絲能應(yīng)力波動值過大,均不適用四。故超深礦井提升裝備,多采用多繩纏繞式提升機(jī),如圖l所示。
份%
(a)雙據(jù)提開(b)多促提升
圖1超深礦井提升裝備示意
Fig.1 Diagram of the ulta-deep mine hoist與傳統(tǒng)礦井極升裝備的不同在于;卷筒上分為兩個(gè)或多個(gè)繩區(qū),兩根或多根鋼絲繩分別多層纏繞于各繩區(qū)上,并通過天輪來同步高速提升重載。同時(shí),高速重載提升的動載荷巨大;多點(diǎn)提升系統(tǒng)的變形差異巨大,同步控制困難;復(fù)雜工況破壞容器運(yùn)行平穩(wěn)性,威脅系統(tǒng)安全運(yùn)行,故需要對提升裝備進(jìn)行全面的理論和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。國內(nèi)外鮮有關(guān)于超深礦井提升裝備多紀(jì)纏繞提升的文獻(xiàn),對多繩提升變形差異產(chǎn)生機(jī)理的研究亦較少,本文擬從多繩提升變形失諾產(chǎn)生機(jī)理展開研究,由于多繩拓?fù)涮嵘^為復(fù)雜,故首先對雙繩提升進(jìn)行研究。
在高速重載提升過程中,由于多種國素,兩根綱絲紀(jì)會出現(xiàn)長度差異,長度差會引起兩根鋼絲繩問出現(xiàn)張力差。本文定義為“雙繩間提升鋼絲繩變形失諾”,簡稱“鋼絲繩變形失諾”。張力差過大存在其中一根鋼絲繩斷繩的可能,引起墜罐等安全事故,故鋼絲絕變形失諾直接影響提升安全性。
途成鋼絲繩變形失諧的因素很多,主要有:(l)雙紀(jì)受力不平衡造成變形長度差,并進(jìn)一步造成受力不平衡;(2)鋼絲繩由于材料、制造等國素,造成兩繩整體力學(xué)性質(zhì)差異,應(yīng)變不等;(3)卷筒由于剛性支承結(jié)構(gòu)不合理、卷倆的圈度和圈桂度等制造誤差,造成兩繩區(qū)鋼絲紀(jì)纏繞半徑差異和變形不同步,纏統(tǒng)鋼絲繩的長度不等;(4)兩絕槽由于制造誤差,造成統(tǒng)繞鋼絲紀(jì)長度不等;(5)繩精結(jié)構(gòu)和鋼絲紀(jì)提升中振動引起的排繩差異;(6)兩繩區(qū)鋼絲繩在圈間和層間過渡時(shí)的不同步引起鋼絲紀(jì)長度差異,進(jìn)而引起張力差;(7)提升過程中提升容器與罐道、鋼絲繩與天輪、鋼絲繩與繩槽,以及鋼絲繩內(nèi)部的摩擦磨損造成的鋼絲繩長度差異,以上各國素均可以作詳細(xì)的研究,本文擬對國素(3),從雙繩提升過程中怒簡與纏繞鋼絲繩的耦合變形角度,進(jìn)行深入探討。鋼絲繩多層堆疊纏繞,存在張力降低,這使得分析提升過程卷簡與鋼絲繩的耦合變形問題變得復(fù)雜。劉守成回考慮卷筒徑向壓絡(luò)變形和鋼絲繩斷面變形對張力的劑弱,提出多層卷繞徑向壓力的計(jì)算方法;柔偉安國通過解析法考慮支承條件,給出了均布外壓下,簡殼變形與應(yīng)力的準(zhǔn)確解;葛世榮明建立了靜不定計(jì)算模型,分析絕圈間及與卷簡的相互作用,研究筒殼載荷變化規(guī)律,與實(shí)驗(yàn)吻合較好;胡勇團(tuán)研究了多層纏繞鋼絲繩對指能板的載藥變化規(guī)律,同時(shí),鋼絲繩在兩繩區(qū)同立纏繞,基簡變形與兩繩狀態(tài)緊密相關(guān),國內(nèi)外學(xué)者從鋼絲繩力學(xué)性能0]及提升過程的動態(tài)村性一國角度,亦開展了大量研究。