采礦外文翻譯--21世紀(jì)前半頁礦井提升機(jī)在深井中的應(yīng)用

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯</b></p><p>　　學(xué) 院：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院</p><p>　　專業(yè)名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　年級(jí)班級(jí)：2007級(jí)5班</p><p><b>　　學(xué)生姓名：葛少華</b></p><p&g

2、t;<b>　　指導(dǎo)教師：呂鯤</b></p><p><b>　　翻譯部分</b></p><p><b>　　英文原文</b></p><p>　　Mine Hoisting In Deep Shafts In The 1st Half Of 21st Century</p><

3、;p>　　Alfred Carbogno</p><p>　　Key words: deep shaft, mine hosting, Blair winder, rope safety factor, drum sizing, skip factor</p><p>　　Introduction </p><p>　　The mineral deposits

4、 are exploited on deeper and deeper levels. In connection with this, definitions like “deep level” and “deep shaft” became more and more popular. These definitions concern the depth where special rules regarding an excav

5、ation driving, exploitation, rock pressure control, lining construction, ventilation, underground and vertical transport, work organization and economics apply. It has pointed out that the “deep level” is a very rel

6、ative definition and should be used only</p><p>　　It is obvious that the “deep level” defined from one point of view, not necessarily means a “deep level” in another area. According to [5] as a deep mine we

7、can treat each mine if: - the depth is higher than 2300 m or - mineral deposit temperature is higher than 38 ºC. </p><p>　　It is well known that the most

8、of deep mines are in South Africa. Usually, they are gold or diamonds mines. Economic deposits of gold-bearing ore are known to exist at depths up to 5000 m in a number of South Africa regions. However, due to the d

9、epth and structure of the reef in some areas, previous methods of reaching deeper reefs using sub-vertical shaft systems would not be economically viable. Thus, the local mining industry is actively investigating new tec

10、hniques for a single-lift sha</p><p>　　Fig1 Fig2</p><p>　　This article of informative character presents shortly above-mentioned problems based on the liter

11、ature data [1-12]. Especially, the paper written by M.E. Greenway is very interesting [3]. From two transport systems used in the deep shaft, sub-vertical and the single-lift shaft systems, the second one is currently pr

12、eferred. (Fig.1.) [6] Hoisting Installation The friction hoist (up to 2100 m), single drum and the double drum (classic and Blair type double drum) hoist are used in deep shaft</p><p>　　Drum winders &l

13、t;/p><p>　　Drum winders are most widely used in South Africa and probably in the world. Three types of winders fall into this category - Single drum winders, - Double drum winders, - Blair multi-

14、rope winders (BMR). Double drum winders Two drums are used on a single shaft, with the ropes coiled in opposite directions with the conveyances balancing each other. One or both drums are clutched to the shaft enab

15、ling the relative shaft position of the conveyances to be changed and permitting </p><p><b>　　Fig3</b></p><p>　　the cage for man hoisting. The balance wheel does not suit detaching h

16、ooks, so a rope-cutting device was invented to cut the ropes off for a severe overwind. This was tested successfully but the Blair is not used for man winding on a regular basis. The B.M.R. hoist has been built in t

17、hree general styles similar to conventional hoists. The three styles are (Fig. 3 and 4): - Tandem with one drum offset, to get the best fleet angle; these are called the ?geared” type, - In-line; or s</p>

18、<p>　　If peak loads on the rope can be reduced so that the peak remains equal to or less than that experienced by the rope when using current hoisting practices with normal static rope safety factor, the use of a

19、reduced static rope safety factor can be justified. The true rope safety factor is not reduced at all. This is particularly of importance during emergency braking which normally imposes the highest dynamic load on the ro

20、pe. Generally, the dynamic loads imposed during the skip loading, cyclic </p><p>　　It should be noted that some unconventional skips have been proposed (but not yet built and tested) that could offer skip fa

21、ctors as low as 0,35.  </p><p><b>　　Fig6</b></p><p>　　Fig7 Conclusions The first installation of Blaire hoists took place in 1958. From that time we can observe a co

22、ntinuous development of this double-rope, double-drum hoists. Currently, they are used up to the depth of 3 150 m (man/material hoist at the Moab Khotsong Mine, to hoist 13 500 kg in a single lift, at 19,2 m/sec, using 2

23、 x 7400 kW AC cyclo-convertor fed induction motors). The Blair Multi-Rope system can be use either during shaft sinking or during exploitation. The depth range for</p><p><b>　　中文譯文</b></p>

24、<p>　　21世紀(jì)前半頁礦井提升機(jī)在深井中的應(yīng)用</p><p>　　關(guān)鍵詞：深井，礦井提升機(jī)，布萊爾提升機(jī)，鋼絲繩安全要素，滾筒尺寸， 驟變要素</p><p>　　礦物沉淀物在越來越深的水平上被幵采。關(guān)于這方面，像“深水平面” 和“深井”的定義變得越來越流行了。這些定義與有關(guān)特殊規(guī)則方面的深 度有關(guān)，涉及到挖掘操縱、幵采、巖石壓力控制、內(nèi)層建造、通風(fēng)，地下和垂直的運(yùn)輸，勞

25、動(dòng)組織和經(jīng)濟(jì)學(xué)應(yīng)用。</p><p>　　“深水平面”已經(jīng)被指出是一種非常相對(duì)的定義，這個(gè)定義應(yīng)當(dāng)只能用于采礦或煤領(lǐng)域有關(guān)特殊的水-地質(zhì)學(xué)、采礦和技術(shù)條件方面的參考。它也應(yīng)當(dāng)用于嚴(yán)格定義已經(jīng)公認(rèn)的有關(guān)“深水平面”或“深井”領(lǐng)域的定義。</p><p><b>　　可以舉例來說：</b></p><p><b>　　-采礦工程技術(shù)， &

26、lt;/b></p><p><b>　　-幵采操縱技術(shù)，</b></p><p>　　-通風(fēng)（降低溫度）。</p><p>　　明顯的是，從一方面得到的“深水平面”定義，在其他領(lǐng)域并不意味著“深 水平面”。根據(jù)第5段提到的“深井”，我們可以設(shè)想每一個(gè)礦井：</p><p>　　-深度超過2300米深或者</

27、p><p>　　-礦石沉積物的溫度超過38攝氏度。</p><p>　　廣為人知的是大部分深井在南非。通常，它們是金礦或者鉆石礦井。人們都知道像黃金方面礦石的經(jīng)濟(jì)沉淀物存在于南非一些深達(dá)5000米的深井領(lǐng)域。然而，在一些區(qū)域中，存在暗礁的深度和結(jié)構(gòu)要素，先前在垂直的深井中使用的到達(dá)深度暗礁的方法在經(jīng)濟(jì)上不可取。因此，當(dāng)?shù)氐牟傻V業(yè)正在積極地研究在不久的將來能夠用于深度達(dá)到3500米或者未來深度在

28、 5000米左右的礦井中的單一提升技術(shù)。相對(duì)于當(dāng)今深度達(dá)2500米的礦井中的提升技術(shù)，它的一些創(chuàng)新在將來會(huì)有很大的意義。</p><p>　　在深井中最重要的事件是垂直運(yùn)輸以及礦井提升技術(shù)在井中的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)的1至12篇可以得出這樣的結(jié)論:布萊爾多繩提升機(jī)在南非的深井應(yīng)用中是首選的。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)看，最重要的要素是： </p><p>　　-提升繩索的構(gòu)造和參數(shù)(主要是安全要素）<

29、/p><p>　　-礦井提升絞車的承載能力，</p><p>　　這篇見聞廣博性質(zhì)的文章簡(jiǎn)略的介紹了上述基于參考文獻(xiàn)1至12篇所反映的問題。尤其，M.E.Greenway寫的文獻(xiàn)【3】非常有趣。從被應(yīng)用于深井中的雙運(yùn)輸系統(tǒng)，接近垂直的以及單一的井中提升系統(tǒng)，第二種系統(tǒng)是目前首選的。參見插圖1/參考文獻(xiàn)【6】。</p><p><b>　　提升裝置</b&

30、gt;</p><p>　　摩擦提升機(jī)（提升深度達(dá)2100米），單獨(dú)的和雙滾筒提升機(jī)〔第一流的和布萊爾形式的雙滾筒提升機(jī)）廣泛應(yīng)用于南非地區(qū)。 </p><p>　　1 Carbogno Alfred Ing博士，來自波蘭格利維策市西里西亞技術(shù)大學(xué)，采礦機(jī)械化學(xué)會(huì)，Akademicka 2,PL 44-101 Gliwice,(他于2002年8月5 日修訂了先前被公認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的版)<

31、/p><p><b>　　滾筒提升機(jī)</b></p><p>　　滾筒提升機(jī)被廣泛應(yīng)用于南非或許全世界。三種類型的提升機(jī)屬于這樣的 類型：</p><p><b>　　-單一滾筒提升機(jī)，</b></p><p><b>　　-雙鼓提升機(jī)，</b></p><p&

32、gt;<b>　　-布萊爾多繩繞線機(jī)</b></p><p>　　圖1 圖2</p><p><b>　　雙滾筒提升機(jī)</b></p><p>　　雙滾筒應(yīng)用于單井，鋼絲繩以相對(duì)的方向纏繞在它的上面，以保持運(yùn)輸工具的平衡。單一或者雙滾筒附著于井，

33、使得運(yùn)輸工具能夠在相對(duì)于井的位 置上變換以及從不等高的水平面平穩(wěn)的提升。</p><p>　　布萊爾多繩系統(tǒng)在1957年，布萊爾羅伯特引進(jìn)了一種提升系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以將滾筒的優(yōu)勢(shì)擴(kuò)大到能夠纏繞兩根或多根鋼絲繩。這種雙繩系統(tǒng)發(fā)展成為二合一的滾筒，每一部分一根繩以及兩根繩附著在單一的 運(yùn)輸工具上。他也開發(fā)了一種張緊滑輪裝置，把它附著在運(yùn)輸工具上。礦山部門說：倘若任何一根繩的承載能力要素不能降至法定要素9以下，將允許提

34、升機(jī)械的法定安全要素從4275更改為45。這樣一種補(bǔ)償?shù)谋匾允沟锰幱趦筛K之間的載荷能夠平衡分配。因?yàn)榛喌难a(bǔ)償作用有限，布萊爾同樣發(fā)明了一種裝置來監(jiān)測(cè)滾筒的誤差，因?yàn)檫@樣可以使得鋼絲繩能夠以不同的速度移動(dòng)以及干預(yù)兩根繩能夠按他們的實(shí)際承載能力分配。圖2描述了雙滾 筒的深度有效載荷的特性，布萊爾和Koepe提升機(jī)。</p><p>　　布萊爾提升機(jī)幾乎專一性的應(yīng)用于南非地區(qū)，或許由于這些機(jī)器是在那兒發(fā)明的，尤其

35、是應(yīng)用于深井，在英國(guó)有一套這樣的設(shè)備。因?yàn)檫@種提升機(jī)的物理性能好，以及南非地區(qū)的礦井規(guī)程在某一方面特別親賴于它，他們主要被應(yīng)用于深井提升系統(tǒng)。這種滾筒的直徑比普通相當(dāng)規(guī)格的提升機(jī)小，因此一方面的優(yōu)點(diǎn)是它們更加便于在井下安裝。</p><p>　　布萊爾提升機(jī)本質(zhì)上是帶有寬鼓的常規(guī)提升機(jī)，每個(gè)滾筒有一個(gè)中心凸輪，以使得兩根繩子能夠纏繞在上面，用來急速改變兩個(gè)主導(dǎo)輪。急變系統(tǒng)擁有一個(gè)平衡輪，類似于大的多凹槽形的V帶滑

36、輪，以允許在提升過程中 繩索長(zhǎng)度的適度變化?；喣苌鸹蛘呓档鸵允沟娩摻z繩的張緊力相等。</p><p>　　布萊爾提升機(jī)的物理性能優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在滾筒的直徑比普通的小，以及兩根繩子同時(shí)承載載荷，使得每根繩子能夠變得更加小些。政府部門的采礦規(guī)則允許使用布萊爾提升機(jī)的礦井在滑輪安全要素方面低于正常。這從發(fā)明家羅勃特布萊爾的演示可以看出，一根嚴(yán)格符合要求的鋼絲繩，以額定速度 運(yùn)轉(zhuǎn)，由剩余的鋼絲繩承擔(dān)負(fù)載。這57。的安全要素

37、允許布萊爾提升機(jī)比 其他提升機(jī)稍微深入一些。</p><p>　　另一方面，采礦規(guī)則要求為方便人們的升降，在罐籠的上方必須安裝有 可分離的吊鉤。平衡輪不適合用于分離吊鉤，因此，發(fā)明了一種可以切斷繩索的裝置用來切斷旋得很緊的繩索。這種裝置順利通過試驗(yàn)，但是布萊爾提升機(jī)不是用于人類規(guī)范準(zhǔn)則的提升機(jī)。</p><p>　　布萊爾提升機(jī)已經(jīng)被應(yīng)用于三種類似于傳統(tǒng)提升機(jī)的普通風(fēng)格的類型中。這三種風(fēng)格

38、可見圖3和圖4。</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　在Dreifonteion東部的無傳動(dòng)裝置的B.M.R提升機(jī)除滾筒連接以及它們相互不在同一中心外，從外表上看似同軸提升機(jī)。這是因?yàn)槊總€(gè)滾筒直接地面對(duì)自己的滑槽輪而獲得最佳的深淺角度。兩個(gè)提升機(jī)的馬達(dá)通過6.6 千伏的半導(dǎo)體閘流管整流換流器/反用換流器來反饋。馬達(dá)與電相連接以便軸中的急變能夠

39、保持平衡，類似于傳統(tǒng)的雙滾筒提升機(jī)。每臺(tái)馬達(dá)交替變換它們的作用相當(dāng)于直流發(fā)電機(jī)或者直流電動(dòng)機(jī)任意的從系統(tǒng)中輸入或者輸出能量。無傳動(dòng)裝置的布萊爾提升機(jī)能夠被偏移滾筒和四種剎車裝置所檢驗(yàn)。第二種剎車永遠(yuǎn)是必要的，每個(gè)滾筒必須有兩個(gè)剎車，因?yàn)閮蓚€(gè)滾筒之間沒有機(jī)械連接。大部分最新的布萊爾提升機(jī)直徑達(dá)到4.27或者4 .57米， 附帶有直徑達(dá)44.5至47.6毫米的鋼絲繩。 在達(dá)到滾筒的尺寸方面，以下的參數(shù)已經(jīng)被采用：</p>&l

40、t;p>　　-鋼絲繩被纏繞成四層，</p><p>　　-鋼絲繩的最大靜態(tài)壓力要小于32兆帕，</p><p>　　-滾筒與鋼絲繩的直徑比（大徑比小徑〉要大于127，以保證鋼絲繩的速度達(dá)到20米/秒。</p><p>　　綜上所述為限制滾筒的軸的長(zhǎng)度的需要，鋼絲繩減速箱的尺寸選擇為直徑85米、寬28米。5層纏繞的鋼絲繩的利用可以使鋼絲繩間隔間的寬度減少到215

41、米，但是這種想法在此階段已經(jīng)被放棄，是因?yàn)樗鼈兛赡軐?duì)鋼絲繩的壽命有負(fù)面影響。</p><p>　　經(jīng)常與雙繩滾筒提升機(jī)有關(guān)的一個(gè)問題是鋼絲繩的短暫角度.雙繩間隔間滾筒的軸長(zhǎng)為了提升機(jī)能夠在礦井中順利的運(yùn)輸，需要寬敞的中心區(qū)。為了限制井的直徑，在圖4中安排的插圖直到提升機(jī)被安裝才被證實(shí)是正確的。 這里，通用的或者恥欣6的結(jié)合點(diǎn)已經(jīng)在雙滾筒之間安置，這是為了允許滾 筒在礦井中心被連接以及能夠減小鋼絲繩的角度問題，以及

42、槽輪在靠近的中心問題。</p><p><b>　　鋼絲繩的安全要素</b></p><p>　　在圖5中的圖表舉例說明了鋼絲繩在減少靜態(tài)安全要素方面的負(fù)載優(yōu)勢(shì)。當(dāng)數(shù)年以來很好的滿足它們的目的，靜態(tài)安全要素現(xiàn)在本身一定會(huì)被質(zhì)疑的。靜態(tài)安全要素，雖然在鋼絲繩上與靜態(tài)負(fù)載有明確的關(guān)聯(lián)，事實(shí)上已經(jīng)有了明確的考慮：</p><p>　　a、動(dòng)態(tài)的繩索負(fù)

43、載應(yīng)用于正常的纏繞循環(huán)周期中，尤其在加載、離幵、加 速、延遲以及停止， </p><p>　　b、動(dòng)態(tài)繩索負(fù)載在緊急制動(dòng)中，</p><p>　　c、工作期間的繩索變化尤其處于以外的或者無法預(yù)料的狀態(tài)。</p><p>　　如果鋼絲繩的最大負(fù)載能夠減少以便最大負(fù)載殘余應(yīng)力能夠平擔(dān)或者少于曾經(jīng)承受過的負(fù)載，當(dāng)使用的當(dāng)前的提升實(shí)際能力以及普通的靜態(tài)繩索 安全要素，靜態(tài)繩

44、索安全要素降低的利用被證實(shí)是正確的。真正的繩索安全要素實(shí)質(zhì)上并沒有減少。這在鋼絲繩處于最大動(dòng)態(tài)負(fù)載的緊急制動(dòng)中尤其重要。通常，在負(fù)載急變瞬間的動(dòng)態(tài)加載，循環(huán)的速度變化將會(huì)緊急制動(dòng)的情況，但是它們的減少一定會(huì)在減少的靜態(tài)繩索安全要素方面改善鋼絲繩的壽命。那些與降低的靜態(tài)安全要素相關(guān)的合理的以及安全的手段在參考書 〔4，7，9，12〕中有相關(guān)的討論。</p><p>　　基于第四篇文獻(xiàn)中涉及的靜態(tài)繩索安全要素，每一根

45、鋼絲繩所能承受的最大負(fù)載為12843千克。對(duì)于雙繩來說，最大負(fù)載量達(dá)到25686千克?；?8347千克的運(yùn)輸量的40%的有效載荷為7339千克。在深井中提升鋼絲繩的力量最大可以達(dá)到2300兆帕（在第六篇參考文獻(xiàn)中所估計(jì)的可以達(dá)到2600兆帕）。在第2，8篇參考文獻(xiàn)中提到的提升機(jī)鋼絲繩被設(shè)計(jì)成統(tǒng)一的額定載荷。</p><p><b>　　運(yùn)輸</b></p><p>

46、　　纏繞機(jī)器由閃光合金制成廣泛使用于深井提升設(shè)備中。急變要素作為空載對(duì)有效載荷的比例已經(jīng)被詳細(xì)的論述（包括輔助設(shè)備，例如鋼絲繩附加裝置、引導(dǎo)滾筒等等〉。如果鋼絲繩的最大載荷保持不變，一種低級(jí)的急變要素暗示著有更大的有效載荷，換句話說，是來自于功能觀點(diǎn)的更有效率的急變特征。然而，同一鋼絲繩的有效最大載荷越高，來自平衡的載荷越大，意味著與提升高能量相關(guān)的纏繞能量越來越高。另一方面，如果有效載荷被確定，更低的急變要素意味著更低的最大負(fù)載以及更

47、小的繩索制動(dòng)加載設(shè)備。 在這些條件下，來自于平衡外的負(fù)載雖然仍然歸于有效載荷，但是應(yīng)歸于繩索的少量降低。在圖6、7中描述了纏繞和提升機(jī)容量的深度靈敏性。急變要素從0.5降低到0.4，導(dǎo)致布萊爾提升機(jī)深度增加大約40米，單繩提升機(jī)增加大約50米。急變要素降低了0.1,使得提升機(jī)容量大約增加了10%。</p><p>　　急變要素的典型價(jià)值體現(xiàn)在人和材料提升運(yùn)輸方面，急變方面為0.6， 罐籠方面為0.75。在工作中輕

48、量級(jí)以及可維護(hù)性和可靠性迅速變得明顯之間，急變要素的降低被認(rèn)為與0.5有關(guān)，其實(shí)是一種很難的規(guī)劃設(shè)計(jì)。 重量可以很容易的通過省略(或者在厚度方面減少)急變襯墊金屬板，但是這種方法可能會(huì)通過結(jié)構(gòu)金屬板的磨損使得急變壽命減少，導(dǎo)致需要很高的維護(hù)費(fèi)用或者更加頻繁的維護(hù)來替換更加薄的結(jié)構(gòu)金屬板。同樣的舉個(gè)例子，如果結(jié)構(gòu)塊通過減少結(jié)構(gòu)尺寸或者將鋼材料更換為鋁材料，結(jié)構(gòu)可靠性一般會(huì)降低，疲勞裂紋會(huì)變得更加明顯。</p><p&g

49、t;　　在運(yùn)行大容量含有低急變要素的全鋁急變方面曾經(jīng)獲得一些成功，但是在被批準(zhǔn)附加經(jīng)費(fèi)之前，一定存在很高的容量費(fèi)用，以及真正的加載提升容量?？磥硗ㄟ^降低鋼絲繩的安全要素以及增加纏繞的速度，可以使得提升的容量和深度得到改進(jìn)。介于0.5至0.6之間的合理急變要素的設(shè)計(jì)哲理，可以提供更好的急變，能夠在高速下未定位準(zhǔn)確的井中使得提升更加安全和可靠。</p><p>　　一些非傳統(tǒng)的能夠低至0.35的急變要素已有歷史記載〈

50、但是沒有被試驗(yàn)〉</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　第一臺(tái)布萊爾提升機(jī)設(shè)備出現(xiàn)于1958年。自從那個(gè)時(shí)候，我們可以看到 這種雙繩以及雙滾筒提升機(jī)的持續(xù)發(fā)展。現(xiàn)在，它們被用于的井深達(dá)到3150 米〔摩押井中的人7材料提升，單一提升重量達(dá)到13500千克，每秒速度達(dá)到 19.2米7秒，使用的是兩臺(tái)7400千瓦的交流電動(dòng)機(jī)）。布萊爾多繩系統(tǒng)既可