对楔形罐道“设计与计算”的意见

2023年金属非金属矿山提升考试历年真题摘选三套集锦（附带答案）（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第1卷一.全能考点(共50题)1.【判断题】斜井人车必须设置使跟车人在运行途中任何地点都能向提升机操作工发送紧急停车信号的装置。

参考答案：√2.【单选题】矿井提升系统按拖动类型可分为()。

A、主井提升系统和副井提升系统B、交流拖动系统和直流拖动系统C、缠绕式提升系统和磨擦式提升系统参考答案：B3.【判断题】装矿点信号与提升机的启动,应有闭锁关系。

参考答案：√4.【单选题】组合钢罐道必须更换的条件是任一侧的磨损量超过原有厚度的()%。

A、20B、30C、50参考答案：C5.【单选题】露天矿手持式电动工具的额定电压应不大于()V。

A、36B、127C、220参考答案：C6.【单选题】立井中用吊桶升降人员时的最大速度,无罐道时,不得超过()m/s。

A、0.5B、1C、2参考答案：B7.【判断题】劳动者患有职业病后享有获得损害赔偿的权利。

参考答案：√8.【判断题】制动闸瓦磨损达规定值时,应大修时更换。

参考答案：×9.【判断题】提升司机是整个提升系统的组织者,必须按要求完成人员、矿石、物料的提升任务。

参考答案：√10.【判断题】防坠器的制动绳（包括缓冲绳）至少每月检查1次。

参考答案：×11.【判断题】主井罐笼提升的开车信号由井底控制,可以直发提升机房。

参考答案：×12.【单选题】井口卸载矿仓必须设置保护有()。

A、满仓信号B、仓位信号C、箕斗到位信号参考答案：A13.【判断题】摩擦式和缠绕式提升机都必须装设松绳保护装置,并接入安全回路。

参考答案：×14.【判断题】正常开车应根据绞车启动电流变化情况,操作主令控制器,使提升机均匀加速至规定速度,达到正常运转。

参考答案：√15.【单选题】过卷、松绳等安全保护装置动作不准或不起作用时,()。

罐式集装箱强度设计中若干问题的探讨摘要：罐式集装箱是用于贮运气体、液体的移动式压力容器，具有投资小、装载量大、运输费用低、符合国际潮流等优点。

保证罐式集装箱安全可靠运行，具有足够的强度是最基本的要求。

基于此，本文对罐式集装箱强度设计中若干问题进行研究，以供参考。

关键词：罐式集装箱；强度设计；若干问题引言随着石油化学产业的快速发展，世界各国对液化石油气及其他液化天然气的需求越来越大。

坦克集装箱是主要用于运输液化气、液体货物和粉末危险品的坦克集装箱运输的运输单位，装载量大、运输成本低等用途越来越广泛。

坦克集装箱的运载介质大部分是易燃、易爆或毒性强，如果发生泄漏，会造成严重后果。

因此，油罐容器在存储和运输过程中必须安全可靠。

1罐式集装箱强度计算判据无论是规则设计还是应力分析设计，强度判据主要涉及两个方面，即材料许用应力和结构处的实际应力。

需要说明的是，分析设计采用的是第三强度理论，相当应力称应力强度。

而其他标准中未明确是第三还是第四强度理论，故用许用应力这一概念。

不同的标准对同一概念选取的符号不同，在设计时需加以注意。

最新标准NB/T47057-2017《液化气体罐式集装箱》给出明确的规定：（1）当罐体承受压力载荷时，采用规则设计的罐体，材料的许用应力按GB/T150.2选取；采用分析设计的罐体，材料设计应力强度按JB4732选取；（2）采用规则设计的罐体，当局部采用分析设计时，材料许用应力按GB/T150.2选取；（3）在运输工况中的惯性力载荷下，罐体、框架及连接件材料的许用应力按R（e或R0.2）除以1.5计算（Re为材料的屈服强度；R0.2为不具有明确屈服点的材料的名义屈服强度）。

该标准对罐式集装箱强度设计采用整体分析设计、规则设计加局部分析设计两种情况的许用应力的选取作了明确规定。

另外，当压力容器作用的载荷或使用环境、危害程度不同时，许用应力取值不同。

压力载荷为长期作用的载荷，且是一个恒定值，惯性力载荷只有在集装箱运输过程中如加速、拐弯等情况下出现，其特点是作用时间短，因而应力水平稍高一些不会有很大危害。

楔形罐道过卷制动力的量化分析钱 浩 ,张朝晖(煤炭工业部郑州设计研究院 ,河南 郑州 450007)摘要 : 结合矿井设计中对楔形罐道的量化设计计算 ,探讨防撞梁对提升过卷的有效保护 。

关键词 : 提升过卷 ;楔形罐道 ;防撞梁 ;井架保护 中图分类号 : TD53416文献标识码 : B文章编号 : 1003 - 0506 (2001) 03 - 0003 - 02《煤矿 安 全 规 程》要 求 , 在 提 升 速 度 大 于 3 m/ s 的立井提升系统内 , 必须设防撞梁和托罐装置 。

防 撞梁必须能够挡住过卷后上升的容器或平衡锤 , 以 避免撞击天轮 、导轮或摩擦轮 ;托罐装置必须能够将 撞击防撞梁后再下落的容器或配重托住 , 并使其下 落距离不超过 015 m 。

通常情况下 ,矿井采用装设防过卷开关及楔形 罐道来预防过卷及过放事故的发生 。

但是 , 在防过 卷开关及楔形罐道非正常工作时 , 防撞梁必须能够 阻止提升容器或平衡锤撞击天轮 、导轮或摩擦轮 ;并 且托罐装置能够将撞击防撞梁后下落的容器或配重 托住 ,防止断绳事故的发生 。

在此 ,笔者结合城郊煤 矿主井提升系统有关设计参数 , 通过对楔形罐道的 量化计算 ,探讨防撞梁的合理布置形式 。

T 1 = ( m 1 + ∑q w L w1) ( a 1 + g ) 2 a 1 =V2 l 14P 1 = 4 ×2574 ×10 l 1 i ( b - c )T 1 = P 1T 1 ———下放容器作用于楔形罐道的负荷 ,N ; P 1 ———井底 4 根楔形罐道的制动力 ,N ;m 1———空箕斗质量 ,25 159 kg ;∑q w ———尾绳总数的质量 ,2 ×13143 kg / m ; L w 1 ———空箕斗 进 入 楔 形 罐 道 有 效 段 时 尾绳 长度 ,101375 m ;a 1———下放侧制动减速度 ,m/ s 2 ; V ———全速下放速度 ,1115 m/ s ; l 1 ———井下有效制动距离 ,m ; g ———重力加速度 ,918 m/ s 2 ; i ———楔形罐道斜率 ,1 % ; b ———制动罐耳槽深 ,01105 m ; c ———制 动 罐 耳 与 楔 形 罐 道 接 触 面 间 隙 ,01005 m 。

1、载荷的分类。

1）.永久荷载2）.可变荷载3）.偶然荷载2、厚壁管道和薄壁管道的选择。

（如果D/错误!未找到引用源。

<20则按厚壁管考虑，油气管道多用薄壁管道考虑。

）3、管道许用应力的计算。

错误!未找到引用源。

=K错误!未找到引用源。

（K、强度设计系数。

错误!未找到引用源。

、焊缝系数错误!未找到引用源。

钢管的最低屈服强度。

）4、地下管道产生轴向应力的原因：1）温度变化2）环向应力的泊松效应。

5、支墩受力平衡的校核条件：T错误!未找到引用源。

K错误!未找到引用源。

P(K安全系数错误!未找到引用源。

P管道作用在支墩上的推力T支墩受到的土壤阻力)6、当错误!未找到引用源。

时弯管在内压作用下环向应力最小，当错误!未找到引用源。

时弯管在内压作用下环向应力的最大。

在弯曲的外缘为轴向拉应力，而在弯曲的内缘为轴向压应力。

7、什么是简单管道弯曲，弹性管道弯曲的最小半径：指埋在土壤中的管道相对于土壤既不能做轴向移动也不能做横向移动。

错误!未找到引用源。

=错误!未找到引用源。

8、弯管和直管的应力有什么区别壁厚有什么区别：1）弯管应力分布式不均匀的，最大应力一般高于直管的最大应力。

2）弯管和直管一样，内环向应力的决定壁厚再用轴向应力校核。

9、管道的跨度计算，何种情况用刚度计算，何种情况用强度计算：对于输油和输气管道用强度条件决定跨度即可，对于蒸汽管道和其他对挠度有特殊限制要求的管道，应同时按强度条件和刚度条件计算跨度选数值较小者。

10、应力增强系数：指弯管在弯矩作用下的最大弯曲应力和直管受同样弯矩是的最大弯曲应力的比之。

11、埋地管道在地下所处的位置：一般情况下管顶覆土厚度1~1.2m，热油管道深取1.2m穿越铁路和公路时管顶距铁轨底不小于1.3m，距公路不小于1m。

12、固定支墩的的作用：可视为把过渡段缩减至零的措施，作用是限制管道的热伸长量。

13:管道补强的规定1：在主管上直接开孔焊接支管：当支管外径小于0.5倍主管外径时，可采用补强圈进行局部补强，也可增加主管和支管壁厚进行整体补强。

LGS型罐道绳连续拉紧装置的设计计算于瑞华（赤峰中色锌业有限公司，内蒙赤峰 024000）摘要：目前我国煤矿及非煤矿山立井提升使用的罐道形式主要有刚性罐道（组合钢罐道、钢轨罐道、木罐道）和柔性罐道.刚性罐道主要包括钢轨罐道、木罐道和方钢罐道，这种罐道存在材料消耗量大，建设时间长，维护费用高等缺点.柔性罐道是以罐道绳作为提升容器的导向装置，相对于刚性罐道，其结构简单，高速运行平稳可靠，节省钢材，便于安装，减轻安装工人的劳动强度，减少井筒作业，改善工作环境，便于井壁通风阻力，故障点少，提升安全可靠，磨损小，使用寿命长，便于维护，降低维护费用.延伸时便于安装，缩短停产时间，因此在立井提升中被大量的应用，但现有罐道绳拉紧装置存在张紧力不能随时调整，需调节时，必须人工进行大量的辅助作业才能完成，增加了劳动时间与劳动强度.因此设计一种可连续拉紧式的罐道绳拉紧装置，对矿山的安全生产和高产高效尤为重要.关键词：LGS型罐道；拉紧装置；设计TD526 ：A ：1673-260X（2013）03-0141-021 罐道绳拉紧装置现状罐道绳拉紧装置主要有四种型式：螺旋拉紧式、弹簧拉紧式、重锤拉紧式和液压螺杆拉紧式.螺旋拉紧式是将罐道绳底部固定，在井架上安装螺旋套环拉紧装置，采用螺杆来调整和保持罐道绳的张力，由于螺杆长度受到限制，所以只适用于井深较浅的矿井，而且受摩擦阻力的影响较大，拉紧力难于测定，调绳困难，目前此种方式已被淘汰.弹簧拉紧式与上述螺旋拉紧式基本相同，只是在下部安装了螺旋弹簧，根据弹簧高度的变化检验拉紧力的大小，此种方式也只适用于较浅的井筒，且张力大小不容易判断，目前也不采用.重锤拉紧式是将罐道绳上部固定，在井下采用重锤拉紧，优点是结构简单，易于制造和安装，通过调整重锤块的数量即可达到所需的拉紧力稳，但也存在许多弊端，除需要大量的铸铁和要开凿较深的井底水窝外，尚需装备多层金属结构，增加了安装时间和劳动强度，维修.检查观察困难.而且随着杂物在水窝里的堆积，容易将重锤拉紧装置淤起，降低绳端张紧力，减少了绳罐道的刚性系数，使罐道绳位移，给安全提升带来严重的威胁.液压螺杆拉紧式是采用油缸内液压油推动活塞以及带螺纹的活塞杆推顶固绳装置来张紧罐道绳，液压油由于动油泵供给油缸，调整供油压力即可得到所需的张紧力.这种罐道绳拉紧装置张紧效果好，适用范围广，张紧力易于掌握，不需要很深的井底水窝且不需清理，加工这种装置用料省，安装也很方便，因此，多数矿井均采用此种张紧方式，但是，这种拉紧装置的油缸为单作用油缸，活塞行程仅为500mm，为便于调绳，通常是在天轮下方以下2m处紧罐道绳.因此，势必会加高井架高度，而且双楔块固绳器由于卡绳后难以通出，设节时间长，增加了劳动强度和劳动时间.2 LGS型罐道绳连续拉紧装置改进方向、应用前景及现实意义2.1 改进方向为解决上述问题，LGS型罐道绳连续拉紧装置是一种结构简单，布局合理、控制精确、操作方便的新型罐道绳连续拉紧装置，此装置采用上下双卡绳器交替卡住罐道绳，通过油缸驱动上卡绳器上行和下放，实现对罐道绳的拉紧.此装置可根据需要随时调整罐道绳的张力，无需人工操作卡绳机构，直接操作液压系统即可完成，无其他辅助设施，单人即可完成操作，可大大减轻劳动时间和工作的劳动强度，将工作效率提高数倍以上，使罐道绳的拉紧作业更安全，可靠、高效.2.2 应用前景及现实意义此装置的应用前景十分广泛，适用于任何立井罐道绳道井筒装备.新建矿井可直接安装使用，对于老矿井，无需改动井架结构，可方便的替代现有重锤拉紧或液压螺杆拉紧装置.应用此装置对保证矿井安全生产，减少劳动时间和工人的劳动强度有着十分重要的现实意义和社会效益.3 LGS型罐道绳连续拉紧装置设计计算3.1 自锁上下卡绳器可靠性系数计算在自锁上下卡绳器的设计过程中，采用一种滚动摩擦楔形自锁机构，在罐道绳与楔面摩擦力的作用下，推动楔子向下运动，使楔子圆弧面夹紧罐道绳.然后在罐道绳作用于楔子上力F2（F2即为罐道绳张力）作用下继续拉动楔子向下移动.罐道绳与楔子的摩擦系数为μ2，只有当摩擦力μ2N2>F2时，卡绳器才能形成自锁，楔子夹紧罐道绳后才会不产生相对滑动.如左上图所示，楔子的自锁条件有如下关系式：F1=μ1N1 （3-1）F2=μ2N2 （3-2）根据力平衡方程∑X=0得：N2-N1cosа+μ1N1sinа=0则：N2=N1（cosа-μ1sinа）（3-3）根据力平衡方程∑Y=0得：F2--F1cosа-1N1sinа=0则：F2=N1（μ1cosа+sinа）（3-4）把式（3-2）（3-3）代入（3-4）式，得下式：N1（sinа+μ1cosа）≦μ2N1（cosа-μ1sinа）sinа（1+μ1μ2）≦cosа（μ2-μ1）整理后得：tanа≦(μ2-μ1)/（1+μ1μ2）（3-5）а必须满足（3-5）式的条件才能自锁其中：а—楔子的斜角;μ1—楔子与滚子之间的摩擦系数;μ2—楔子与罐道绳之间的摩擦系数取：μ1=0.02 μ2=0.2根据（3-5）式则得：tanа≦(0.2-0.02)/(1=0.2*0.02)=0.18arctan0.18=10°12″所以，а=10°12″的楔子即可自锁.考虑到摩擦系数的变动，为了更加安全可靠取а=6°.卡绳可靠性系数是指罐道绳对于楔子的作用力F2同楔子与罐道强间摩擦阻力μ2N2之比.μ2N2若大于F2则楔子能自锁.由（3-4）式：N1=F2/(μ1cosа+sinа)把N1代入（3-3）式得：N2=F2（cosа-μ1sinа）/（sinа+μ1cosа）卡绳可靠性系数：K=μ2N2/F2=μ2（cosа-μ1sinа）/（sinа+μ1cosа）（3-6）计算可知：tan6°=0.10510sin6°=0.10453cos6°=0.99452把以上各个值代入式（3-6）得：K=1.60即自锁上下卡绳器可靠性系数为1.60.3.2 井下卡绳装置卡绳防滑计算罐道绳的张力T由绳与滑楔之间的摩擦力来承担.该摩擦力是由楔块作用在绳上的压力P产生的，开始安装时应在外壳中压紧楔块，使楔块在罐道绳上产生预压力，楔块由于与罐道绳间的摩擦力而移动，压紧罐道绳.设楔块的斜角为а，楔块与外壳间的摩擦角为ρ,摩擦系数为μ1，则P可分解为两个力：N力方向垂直于楔面，μ1N1力方向沿斜面.抵抗罐道绳张力T的纵向力为：T/2=Nsinа+μ1Ncosа （1）楔块压紧罐道绳的力P为：P=Ncosа-μ1Nsinа （2）联立（1）、（2）得：T/2P=(sinа+tgρcosа)/N(cosа-tgρsinа)T/2P=(sinаcosρ+cosаsinρ)/(cosаcosρ-sinаsinρ)T/2P=sin(а+ρ)/cos(а+ρ)T/2P=tg(а+ρ)R要使罐道绳与楔块间不会产生滑动，则罐道绳与楔块间的摩擦系数μ2必须符合下列条件：2μ2P≥T即2μ2P≥2Ptan(а+ρ)μ2≥tan(а+ρ)根据试验，罐道绳与楔块间的摩擦系数大于0.15，当楔块斜角tanа=1/40=0.025时，а≈1°25′56″则 tan（1°25′56″+ρ）≤0.15ρ≤7°6′即tanэ≤0.125当以石墨油脂为润滑剂时，楔块与外壳件的摩擦系数μ1≈0.12小于此值，因此罐道绳与楔块不会产生滑动.3.3 罐道绳拉紧力的计算《煤矿安全规程》第388条做出以下规定：“罐道绳应优先选用密封罐道绳.每个提升容器（或平衡锤）设有4根罐道绳时，每根罐道绳的最小刚度系数不得小于500N/m,各罐道绳张紧力之差不得小于平均张紧力的5%，内侧张紧力大，外侧张紧力小.1个提升容器（或平衡锤）只有2根罐道绳时，每根罐道绳的最小刚度系数不得小于1000N/m，各根罐道绳的张力要相等.”罐道绳拉紧力的大小将直接关系提升容器在运行中的摆动量.罐道绳拉紧力大摆动量就小，拉紧力小，摆动量就大，其拉紧力按下式计算：Q=K/4(L0-L)LnL0/(L0-L) KgfL0=δb/ηr*10-3m式中：Q——罐道绳底端拉紧力KgfK——罐道绳刚性系数：一般取500N/mL0——罐道绳极限悬垂长度mL——罐道绳底悬垂长度mδb——罐道钢丝绳的抗拉强度Kgf/cm2η——罐道钢丝绳的安全系数r——罐道绳的容重4 罐道绳连续拉紧装置的设计、制造、试验在研究国内外现状的基础上，对罐道绳拉紧力进行分析，依据其受力状态及布置形式，即可以对罐道绳拉紧装置的机械系统、液压系统分别进行设计.5 结论经现场试验表明，此装置工作性能稳定，使用方便，维护量小，归纳起来主要有以下几条：（1）该装置既具有重拉紧方式的优点，又具有液压螺杆拉紧方式的优点，拉紧力稳定，日常维护量小.（2）控制简单，可根据需要随时调整参数，控制精确，操作方便.（3）机械设计新颖，结构合理，布局简单，工作可靠，灵敏度高.（4）可直接工作，无需辅助件，拉升高度不受影响.参考文献：〔1〕国家安全生产监督总局.煤矿安全规程[M].煤炭工业出版社,2011.〔2〕洪晓华.矿井运输提升[M].中国矿业大学,2005.〔3〕王志勇,夏琴芬.煤矿专用设备设计计算[M].煤炭工业出版社,1983.〔4〕唐大方,冯晓宁,杨现卿.机械设计工程学[M].中国矿业大学出版社,2001.-全文完-。

竖井断面设计提升容器的选择首先按照竖井的用途选择提升容器，目前竖井提升容器有罐笼和箕斗。

选择提升容器的主要依据是竖井的用途和生产能力。

罐笼用途多，可以提升矿石、废石、设备、人员，但罐笼的生产能力低，一般用作副井的提升容器。

箕斗只用来提升矿石(也可以提升废石)，提升速度高，生产能力大，用于产量高的主井。

主井生产能力大的用箕斗，生产能力小的用罐笼。

罐笼有单层、多层，每层又有单车、多车，罐笼的规格视矿车而定。

提升容器的数量有单容器和多容器，根据生产能力确定。

竖井断面设计罐道刚性罐道的类型及性能见下表。

罐道和罐道梁与提升容器的相对位置有多种方式，罐道可以布置在提升容器的两侧、两端、单侧、对角或其他位置，原则是保证提升容器的稳定高速运行并尽量提高竖井断面的利用率。

罐道和罐道梁的选择计算，可以按照静载荷乘以一定的倍数，或按动载应力计算。

无论用哪种方式计算，选择的余地并不大，一般在常用的几种类型中选择即可。

钢罐道断面选择，一般不进行计算。

1、刚性罐道罐道分刚性罐道和柔性罐道两类。

竖井断面设计表2 刚性罐道的类型和性能我国矿山常用的钢罐道材料和规格为：钢轨：38公斤/米，33公斤/米；型钢组合：有槽钢组合，角钢组合等。

矿山一般多用钢轨罐道。

型钢组合罐道多用在滚动罐耳的情况下。

钢轨作为罐道时，根据总弯曲强度条件，校核罐道受力的稳定性。

竖井断面设计柔性罐道实质上是用钢丝绳做罐道，不用罐道梁。

在钢绳罐道的一端有固定装置，另一端有拉紧装置，以保证提升容器的正常运行。

柔性罐道结构简单，安装、维修方便，运行性能也很好。

不足之处是井架的载荷大，要求安全间隙大(增大井筒直径)。

罐道钢丝绳应有20~30m备用长度：罐道固定装置和拉紧装置应定期检查，及时转动罐道钢丝绳。

采用钢丝绳罐道的罐笼提升系统，中间各中段应设稳罐装置。

凿井时，两个提升容器的钢丝绳罐道之间的间隙，应不小于250+H/3(H为以米为单位的井筒深度的数值)mm，且最小应不小于300mm。

三山岛金矿直属采矿车间钢罐道更换工程施工组织设计第一章工程概况第一节工程简述三山岛金矿直属采矿车间主井直径Φ5m，提升机型号为HSVE-2.08×5(ASEA)，是采用单箕斗与双层罐笼混合提升系统，负责人员、矿石及废石提升。

该提升系统目前使用木制罐道，每天提矿时间近20h，因频繁提升运矿导致磨损严重，造成使用周期短，且制约了提升机速度，满足不了目前该矿生产需求。

本次改造工程是将木罐道更换为钢罐道，延长其使用寿命，并提高提升速度增加运矿能力。

目前提升速度为6.5m/s，设计最高速度7.7m/s。

第二节施工内容及工程量1．将原木罐道全部更换为钢罐道为，钢罐道长12m，外形尺寸为□180×180×10mm。

井口以上安装至现有上楔形罐道(标高+30.83m)，井底安装至现有下楔形罐道(标高-314.243m，垂直高度328.976m)；钢罐道全长共计360m×4=1440m。

同时更换楔形罐道8根。

2．以井口罐笼及箕斗原罐道梁(+0.000m水平)为基准下移300mm，制作安装新罐道梁([32b槽钢]，间距6m，共计安装55层。

原罐道梁保留。

3．新罐道梁采用托架焊接、锚杆固定安装方式(锚杆采用M27×480mm)，托架分A、B、C、D四种开工。

4．更换新罐道梁安装位臵间的梯子间栅栏1、栅栏2。

罐笼、箕斗导向槽及罐耳需要进行改造调整。

5．全部新更换安装的罐道梁、钢罐道及钢构件加工制作与喷砂除锈与防腐。

第二章编制依据与原则第一节编制依据1．依据矿方提供的《工程招投标文件》。

2．《安装工程质量检验评定标准》等。

3．国家有关施工验收规范。

4．《安全规程》、《矿山建设安全规程》、《操作规程》。

5．根据现场情况和我公司施工能力及安装经验。

第二节编制的指导思想和原则1．执行国家的有关政策、法令、法规和现行技术规程、规范、标准。

2．方案选择经过全面的技术经济比较，实现安全、快速、优质、高效的原则。

金属矿山提升过卷保护装置的应用与探讨尧金才（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌 330031）[摘 要] 针对国内金属矿山规范中对竖井过卷保护装置的具体规定，结合国外工程项目实例，分析了竖井提升常用过卷保护装置楔形罐道、机械式过卷保护装置的结构原理及计算方法，并对几种过卷保护保护装置的特点进行了分析对比，对我国现行金属矿山规程、规范关于过卷保护的规定提出了探讨性建议。

[关键词] 金属矿山；过卷保护；竖井提升；钢带式；楔形罐道中图分类号：TP535 文献标识码：B 文章编号：1004-4345(2015)06-0000-00提升系统过卷保护装置为矿井提升的安全设施，安装于井架或井塔内，当提升系统发生过卷时用于缓冲、制动提升容器，以防止容器对井架或井塔产生冲顶破坏。

目前竖井提升常用过卷保护装置有：楔形罐道、机械式过卷保护装置。

金属矿山规范中对竖井过卷保护装置的规定如下：《金属非金属矿山安全规程》GB 16423‐2006 中6.3.3.22条规定“提升井架（塔）内应设置过卷挡梁和楔形罐道，楔形罐道楔形的斜度为1%。

”[1]及《有色金属采矿设计规范》GB 50771‐2012中13.5.7条规定“提升井架或井塔内应设置楔形罐道，楔形罐道端部应设过卷挡梁”[2]。

受制于前述规程的规定，国内金属矿山提升系统内过卷保护装置都采用了楔形罐道。

然而，国外矿井提升通常采用机械式过卷保护装置，如德国公司生产的SELDA过卷保护装置；国内的煤炭矿井提升系统，钢带式过卷保护装置的使用也得到逐步推广。

对于《金属非金属矿山安全规程》要求过卷保护装置采用楔形罐道形式是否合适，本文结合几种过卷保护装置的应用实例进行了分析比较。

1 过卷保护装置计算原理与应用1.1 楔形罐道楔形罐道，一般采用红松木制作，包括导向段、楔形段和大头平直段（见图1），其布置的原则为：导向段长度为2~4 m，楔形段及大头平直段长度不小于过卷高度的2/3，楔形段的斜度为1%。

▲管道：管子、连接件、阀门等连接而成用于输送气液体和带固体颗粒流体的装置▲强度：金属材料在外力作用下，抵抗永久变形或断裂的能力▲地面敷设的优缺点优点：不影响土壤环境，且不受地下水位影响，检修方便发现和清除事故容易。

缺点：管道直接设置在空气中，对于非常温管增加冷热能量的损失，限制了通道的高度，不美观。

●失效机理：①材料：a.塑性失稳b.断裂c.疲劳d.应力腐蚀开裂e.氢致开裂f.裂纹的动态扩展。

②结构—丧失了稳定性 a.塑性失稳：由于变形引起的截面几何尺寸的改变而导致的丧失平衡的现象。

图 b.断裂：由于裂纹的不稳定扩展造成的。

产生原因：制造—焊缝，母材缺陷、夹渣、分层等；施工—机械损伤、表面划度、凹坑；运行—介质、腐蚀环境。

c.疲劳：材料在交变应力作用下的破坏。

原因：内压变化—间歇输送、正反输送、输气；外力变化—风载荷、海底管跨的涡激振动、公路下未加套管的管道d.应力腐蚀开裂：基本条件：局部环境；敏感元件；应力条件e.氢致开S-酸性环境，腐蚀产生氢侵入钢内而产生的裂纹。

f.裂纹的动态扩展：输气裂:H2管道特有的现象●管道的结构失稳:a 轴向载荷-轴向失稳b外压-径向失稳c弯曲-径向失稳d联合载荷-径向失稳。

●弹性敷设是利用管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形来改变管道的走向或适应高程的变化。

●按工艺分，弯头可以分为预制弯管、冷弯弯管、热煨弯管●永久荷载：施加在管道上不变的，其变化与平均值相比可以忽略不计，其变化是单调的并且趋于限值的荷载。

●可变载荷：施加在管道结构上由人群、物料、交通工具引起的使用或占用荷载●偶然荷载：设计使用期内偶然出现或不出现其数值很大，可持续时间很短的荷载。

●环向应力是由管道输送介质的内压产生的。

●地下管道产生轴向应力的原因是温度变化和环向应力的泊松效应。

●管道热应力:在管道中由于温度变化产生的应力.●管道出现温度变化的主要原因:管道在敷设施工时的温度由外部气温决定，而在运行过程中则由输送产品的温度决定，两者之间必然存在差别，不可避免在管道运行过程中产生应力或伸缩变形。