可快速更换的立井防爆盖及其配套设备设计研究

摘要

煤矿立井防爆盖用于井下发生爆炸事故时自动开启卸压以保护风机等设备,卸压后又将关闭立井的风道以便风机向井下通风。防爆盖平时不开启,只有井下发生瓦斯爆炸时它才会自动开启卸压,为此人们对防爆盖在安全生产方面的作用关注不够。但是随着煤矿对安全生产的日益重视,很多煤矿已经开始关注它的安全作用。本文研究了一种新型的可快速更换的防爆盖。它可以比现在的防爆盖承受更大的冲击气流,并且不存在开启的过程中被卡住的问题。在整体结构未遭到破坏的情况下可以自动复位;在整体结构变形或者被破坏的情况下可以快速更换。
　　论文分析了防爆盖在非爆炸事故与爆炸事故中的压力差特征,选定了自动开启与自动复位的原理;在防爆盖总体重量轻、部件适宜运输与方便安装的设计理念下,提出了防爆盖的开启与复位的方法;确定了防爆盖的整体结构设计方案,设计了各组成部分并做了相应的力学分析与研究。
　　为了保证瓦斯爆炸后井口能够快速封堵,设计了快速封堵装置。该装置可以保证井口结构遭到破坏的情况下快速封堵井口。
　　利用力学分析软件ANSYS Workbench对防爆盖的部分承力构件进行了校核,得到了应力云图,在分析结果的基础上对结构进行了优化。
　　新型的防爆盖结构简单,造价低廉,具有很高的实用价值。

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Contents

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变量注释表

1 绪论

1.1 研究背景(Research Background)

1.2 国内外研究现状(Research at Home and Abroad)

1.3 本课题研究的意义与目标 (Research Significance and Objective Routes)

1.4 主要研究内容与技术路线(Main Contents of Research and Technical Route)

1.5 章节安排(Arrangement of the Thesis)

2 防爆盖的方案设计

2.1 引言(Preface)

2.2 现有的防爆盖方案(The Existing Scheme of Explosion–proof Cover)

2.3 新型防爆盖的方案设计(Project Design of the New Explosion–proof Cover)

2.4 本章小结(Brief Summary)

3 新型防爆盖结构设计

3.1 引言(Preface)

3.2 设计条件(Design Conditions)

3.3 防爆盖的结构设计及尺寸确定(Design Structure and Determine Size of Explosion–proof Cover)

5.7 10 /(3.14 180 /32) mm 99.6 N/mm/ 237c =′= ′= yls M W

3.4 本章小结(Brief Summary)

4 快速封堵技术研究

4.1 引言(Preface)

4.2 现有的封堵技术(Existing Sealing Technology)

4.3 封堵装置方案及结构设计(Scheme and Structural Design of Plugging Device)

4.4 充气气囊设计(Design of Airbag)

4.5 充气压力的确定(Determine Charge Pressure)

4.6 本章小结(Brief Summary)

5 受力构件的有限元分析

5.1引言(Preface)

5.2 销轴的校核(The Pin Shaft Checking)

5.3 铰链底座的分析(The Analysis of the Hinge Base)

5.4 阻拦装置的校核(The Arresting Gear Checking)

5.5 本章小结(Brief Summary )

6 防爆盖各构件的加工及安装方式

6.1 引言(Preface)

6.2 各零部件的材料选择及加工方式(Material Selection and Processing Method for All the Parts)

6.3 施工方式(Form of Construction Work)

6.4 吊装设备的选择(Selection of Lifting Equipment)

6.5 结论(Brief Summary)

7 总结与展望

7.1 本文总结(Conclusions)

7.2 展望(Prospects)

参考文献

附录Ⅰ

附录Ⅱ

作者简历

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