主井礦井提升選型設計

1、摘摘 要要 礦井提升需要用一些專用的提升設備，主要有提升容器，提升鋼絲繩，提 升機，井架，裝卸載設備以及一些輔助設備。礦井提升設備是礦山較復雜而龐 大的機電設備，它不僅承擔物料的提升與下放任務，同時還上下人員。礦井運 輸是煤炭生產(chǎn)過程的一部分，煤炭的井工生產(chǎn)中，運輸線路長，巷道條件多種 多樣，運輸若不暢通，采掘工作就無法繼續(xù)進行，井工生產(chǎn)的煤礦運輸作業(yè)， 包括從工作面到礦井地面的煤炭運輸和輔助運輸，輔助運輸包括矸石、材料、 設備和人員運輸。 本書分三章就以上幾種設備的選型計算方法進行系統(tǒng)論述。 第一章主要針對礦山提升設備進行一定的介紹和說明，各個提升機所涉及 方面的簡易概述。第二章主要根據(jù)第一

2、章所介紹的設備進行詳細的選型計算。 其中包括提升容器的選擇與確定 、鋼絲繩方面的選擇與計算、提升機的選擇 計算、提升系統(tǒng)的確定、鋼絲繩與提升機的校驗以及電動機 、電耗方面的計 算。第三章粗略的說明了下礦井拖動裝備的種類及性能。 關(guān)鍵字：箕斗關(guān)鍵字：箕斗 提升機提升機 礦山設備礦山設備 Abstract With some special mine ascension requires ascension of equipment, basically have ascending vessel, rope, hoist, mast, loading and unloading equipmen

3、t few auxiliary equipment. Mine elevator equipment is mine is more complex and huge electrical and mechanical equipment, it not only bears material of ascension and task, also placed and personnel. Mine transport is part of the process of coal production Wells, coal production, transportation line w

4、ork long and tunnel conditions varied, transportation if not unblocked, mining work cannot continue production of coal mine, well work from transportation operations, including mining of coal mine ground to transport and auxiliary transport, auxiliary transportation including coal, materials, equipm

5、ent and personnel transportation. Book points three chapters will the above several equipment selection calculation method are discussed systematically. The first chapter mainly for mining lifting equipment that perform some of the introduction and involved, each hoist of simple overview. The second

6、 chapter basically according to the first chapter introduces in detail the calculation of the selection of the equipment. Including the ascending vessel selection and determine, wire rope options and calculation, hoist choice calculation, improve the system determination, the hoist rope and the cali

7、bration and motor, power consumption aspects of computation. The third chapter rough illustrates the mine drag equipment under kinds and performance. Keywords: mining equipment skip hoist 目目 錄錄 摘 要.1 Abstract .2 目 錄.3 第 1 章 緒論 .- 3 - 1.1 礦井提升機.- 3 - 1.1.1 礦井提升機的說明： .- 3 - 1.1.2 礦井提升機的組成：.- 3 - 1.2 多

8、繩摩擦提升機.- 3 - 1.2.1 多繩摩擦提升機的分類.- 3 - 1.2.2 多繩摩擦提升機的結(jié)構(gòu)：.- 3 - 1.2.3 井塔式提升機.- 3 - 1.3 提升機的選擇與計算.- 3 - 1.4 提升容器.- 3 - 1.4.1 提升容器的分類.- 3 - 1.4.2 箕斗.- 3 - 1.5 鋼絲繩.- 3 - 1.5.1 鋼絲繩的結(jié)構(gòu).- 3 - 1.5.2 鋼絲繩的分類.- 3 - 1.5.3 鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇.- 3 - 1.5.4 滾筒中心至井筒鋼絲繩之間的水平距離 Ls.- 3 - 1.5.5 鋼絲繩弦長 Lx .- 3 - 1.5.5 鋼絲繩的偏角 .- 3 - 1.5.

9、6 滾筒下繩的出繩角（或稱下繩仰角）.- 3 - 第 2 章 設備選型計算 .- 3 - 2.1 計算數(shù)據(jù).- 3 - 2.2 提升容器的選擇與確定計算.- 3 - 2.2.1 確定經(jīng)濟提升速度：.- 3 - 2.2.2 計算一次提升循環(huán)時間:：.- 3 - 2.2.3 根據(jù)礦井年產(chǎn)量和一次提升循環(huán)時間即可求出一次提升量：.- 3 - 2.3 鋼絲繩的選擇與計算.- 3 - 2.3.1 繩端荷重：.- 3 - 2.3.2 鋼絲繩垂長度：.- 3 - 2.3.3 首繩單位長度重量計算：.- 3 - 2.3.4 尾繩單位長度重量計算：.- 3 - 2.4 提升機的選擇.- 3 - 2.4.1 主導

10、輪直徑：.- 3 - 2.4.2 最大靜拉力和拉力差計算：.- 3 - 2.5 提升系統(tǒng)的確定.- 3 - 2.5.1 井塔高度：.- 3 - 2.5.2 提升機摩擦輪中心線距井筒中心線距離：.- 3 - 2.5.3 鋼絲繩弦長：.- 3 - 2.5.4 鋼絲繩的出繩角：.- 3 - 2.5.5 包圍角的確定：.- 3 - 2.6 鋼絲繩與提升機的校驗.- 3 - 2.6.1 首繩安全系數(shù)：.- 3 - 2.6.2 最大凈拉力和最大凈張力差 ：.- 3 - 2.7 預選電動機.- 3 - 2.7.1 提升機轉(zhuǎn)數(shù)：.- 3 - 2.7.2 提升機最大速度：.- 3 - 2.7.3 預算電動機功率

11、：.- 3 - 2.8 電動機等效計算：.- 3 - 2.8.1 運動力計算.- 3 - 2.8.2 等效時間：.- 3 - 2.8.3 等效力：.- 3 - 2.9 電耗計算.- 3 - 2.9.1 提升一次電耗：.- 3 - 2.9.2 每次提升實際電耗：.- 3 - 2.9.3 每噸煤耗電量：.- 3 - 2.9.4 提升機效率：.- 3 - 2.10 提升機的防滑驗算.- 3 - 2.10.1 靜防滑安全系數(shù)：.- 3 - 2.10.2 動滑安全系數(shù)：.- 3 - 2.10.3 制動力矩的驗算：.- 3 - 第 3 章 拖動裝置的種類及性能 .- 3 - 第 4 章 結(jié)論 .- 3 -

12、 致謝 .- 3 - 參考文獻 .- 3 - 第第 1 章章 緒論緒論 礦山提升機是礦山大型固定機械之一，礦山提升機從最初的蒸汽機拖動的 單繩纏繞式提升機發(fā)展到今天的交交變頻直接拖動的多繩摩擦式提升機和 雙繩纏繞式提升機。礦井提升需要用一些專用的提升設備，主要有提升容器， 提升鋼絲繩，提升機，井架，裝卸載設備以及一些輔助設備。提升機 已經(jīng)歷 了 170 多年的發(fā)展歷史，它是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐， 因此礦山提升設備在礦山生產(chǎn)的全過程占有重要的地位。 提升機械設備是沿井筒（包括斜井及盲井）升降人員，提升煤炭，礦石，器材 的機械設備。是礦山的大型固定設備之一，是聯(lián)系井下與地面的

13、主要運輸工具。 礦井提升工作是整個采礦過程中的重要環(huán)節(jié)。礦井提升設備的主要組成部分是： 提升容器，提升鋼絲繩，提升機（包括機械及拖動控制系統(tǒng)） ，井架（或井塔） 及安裝，卸載設備等。 對于煤層儲存較淺，表土層不厚以及水文地質(zhì)情況簡單的傾斜以及傾斜煤 層一般采用斜井開采。有時，在開洞或豎井開拓的井中，深部水平延伸也采用 斜井開拓。 斜井平車場串車提升，具有投資少，出煤快的優(yōu)點，斜井串車一般適用于 中小型礦井，井筒傾角不大于 25 度。 中型礦井用雙鉤提升，雙鉤提出升量大。電耗小，但不能用水平提升。 礦井提升設備選型是否合理，直接影響到礦井的安全生產(chǎn)、基建投資、生 產(chǎn)能力和噸煤成本。 對于斜井提升

14、方式主要有串車、箕斗和帶式輸送機三種。串車提升一般用 于井筒傾角小于25 。 的礦井，對于年產(chǎn)量在 21 萬噸及其以下的礦井，一般采用 單鉤串車提升；當年產(chǎn)量達 30 萬噸，而提升距離較短時，一般采用雙鉤串車提 升。箕斗提升一般用于年產(chǎn)量 45 萬噸以上，井筒傾角大于25 。 的礦井，箕斗一 般采用后卸式箕斗。 1.11.1 礦井提升機礦井提升機 1.1.1 礦井提升機的礦井提升機的說說明明： 礦井井下和地面的工作機械。是一種大型絞車。用鋼絲繩帶動容器（罐 籠或箕斗）在井筒中升降，完成輸送物料和人員的任務。礦井提升機是由原 始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機提升量大，速度高，已 發(fā)

15、展成為電子計算機控制的全自動重型礦山機械。 1.1.2 礦井提升機的組成：礦井提升機的組成： 礦井提升機主要由電動機、減速器、卷筒（或摩擦輪）、制動系統(tǒng)、深度 指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機驅(qū)動。按提 升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機和摩擦式礦井提升機。纏繞式礦井提 升機有單卷筒和雙卷筒兩種，鋼絲繩在卷筒上的纏繞方式與一般絞車類似。單 筒大多只有一根鋼絲繩，連接一個容器。雙筒的每個卷筒各配一根鋼絲繩，連 接兩個容器，運轉(zhuǎn)時一個容器上升，另一個容器下降。纏繞式礦井提升機大多 用于年產(chǎn)量在 120 萬噸以下、井深小于 400 米的礦井中。摩擦式礦井提升機的 提升繩搭

16、掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩 端各連接一個容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。摩擦式礦井提升機 根據(jù)布置方式分為塔式摩擦式礦井提升機（機房設在井筒頂部塔架上）和落地 摩擦式礦井提升機（機房直接設在地面上）兩種。按提升繩的數(shù)量又分為單繩 摩擦式礦井提升機和多繩摩擦式礦井提升機。后者的優(yōu)點是：可采用較細的鋼 絲繩和直徑較小的摩擦輪，從而機組尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、 安全性好。年產(chǎn) 120 萬噸以上、井深小于 2100 米的豎井大多采用這種提升機。 立井提升容器主要是箕斗和罐籠。在同等條件下，箕斗于實現(xiàn)與罐籠相比，質(zhì) 量小，占井筒斷面小，裝卸載快，提

17、升能力大，電動機功率小，提升效率高， 便自動化。缺點是用途單一，需設置煤倉及裝卸載設備，需另設輔助提升設備， 井架較高，井筒較深?？筛鶕?jù)礦井生產(chǎn)能力的大小確定提升容器的類型。提升 容器的類型確定后，就要計算提升容器的容量，并從容器規(guī)格表中選擇標準容 器，也可根據(jù)現(xiàn)場要求自行設計非標準容器。 1.21.2 多繩摩擦提升機多繩摩擦提升機 由于礦井深度和產(chǎn)量的不斷增加，纏繞式提升機的卷筒直徑和寬度頁隨之 加大，使得提升機卷筒體積龐大而笨重，給繪圖、運輸、安裝等帶來很大的不 便。為了解決這個問題，1877 年法國人戈培提出將鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用 摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來帶動鋼絲繩，以實現(xiàn)提升

18、容器的升降，這種 提升方式稱之為摩擦提升。與單繩纏繞式提升機相比，摩擦輪的寬度明顯減小， 而且不會因井深的增加而增大。同時，由于主軸跨度的減小而使得主軸的直徑 和長度均有所降低，整機的質(zhì)量大為下降，而且由于提升機回轉(zhuǎn)力矩的減小， 使得提升電動機容量降低，能耗減少。 1.2.1 多繩摩擦提升機的分類多繩摩擦提升機的分類 多繩摩擦提升機可分為井塔式和落地式兩種。 1.2.2 多繩摩擦提升機的結(jié)構(gòu)：多繩摩擦提升機的結(jié)構(gòu)： 1.2.2.1 主軸裝置主軸裝置 主軸法蘭盤（或輪轂）與摩擦輪輻采用高強度螺栓連接，借助螺栓壓緊輪 輻與夾板間的摩擦力傳遞扭矩。這種結(jié)構(gòu)便于拆裝及運輸，但制造要求較高， 軸向兩法蘭

19、盤的尺寸與摩擦輪輪輻尺寸應吻合，以便于連接。 摩擦襯墊用倒梯形截面的壓塊吧襯墊固定在筒殼上。襯墊繩槽初車槽深為 13繩徑，槽距約為繩徑的 10 倍。目前國內(nèi)襯墊主要采用 PVC 和聚氨脂。 1.2.2.2 車槽裝置。車槽裝置。 為了使個鋼絲繩槽直徑不超過規(guī)定值，以保持各鋼絲繩張力均衡，多繩摩 擦提升機均設有車槽裝置。 1.2.2.3 深度指示器。深度指示器。 多繩摩擦提升機是為了補償鋼絲繩蠕動和滑動對深度指示器裝置的影響， 設置了深度指示器自動調(diào)零裝置。 1.2.2.4 減速器。減速器。 為了消耗及其傳給井塔的振動，有些井塔式摩擦提升機采用彈簧基礎(chǔ)減速 器。 1.2.2.5 尾繩懸掛裝置。尾繩

20、懸掛裝置。 多繩摩擦提升設備一般均有尾繩，為了在使用圓尾繩時避免打結(jié)，在罐籠 底部下方設有尾繩懸掛裝置。 1.2.3 井塔式提升機井塔式提升機 井塔式的優(yōu)點：布置緊湊省面積，不需設置天輪；全部載荷垂直向下，井 塔穩(wěn)定性很好，鋼絲繩不裸露在雨雪之中，對摩擦因數(shù)和鋼絲繩使用壽命不產(chǎn) 生影響。 缺點：井塔造價較高，施工周期較長，抗地震能力不如落地式；井塔式系 統(tǒng)為了保證兩提升容器的中心距離和增大鋼絲繩在摩擦輪上的圍抱角，可設置 導向輪。但與此同時卻增加了提升鋼絲繩的反向彎曲力，縮短了提升鋼絲繩的 使用壽命 。 1.3 提升機的選擇與計算提升機的選擇與計算 礦井提升設備的選擇計算是否經(jīng)濟合理，對礦山的

21、基本建設投資、生產(chǎn)能 力、生產(chǎn)效率及噸煤成本都有直接的影響。因此，在進行提升設備選擇計算時， 首先要確定提升方式，在確定提升方式時要考慮下列各點： 一一 、 對于年產(chǎn)量大于 60 萬噸的大中型礦井，由于提升煤炭和輔助提升 任務較大，一般均設主井、副井兩套提升設備。因為箕斗提升能力大、運轉(zhuǎn)費 用較低、又易于實現(xiàn)自動化控制，一般情況主井均采用箕斗提升煤炭，副井采 用罐籠提升矸石、升降人員和下放材料設備等輔助提升。 對于年產(chǎn)量 30 萬噸以下的小型礦井，可采用一套罐籠提升設備，使其完成 全部主、副井提升任務是最經(jīng)濟的，也有采用兩套罐籠設備的。 對于 180 萬噸的大型礦井，有時主井需要采用兩套箕斗同

22、時工作才能完成 生產(chǎn)任務。副井除了要配備一套罐籠設備外，多數(shù)尚需設置一套單容器平衡錘 提升方式，提升矸石。 二二 、 對于同時開采煤的品種在兩種及以上并要求不同品種的煤分別外運 的大、中型礦井，則應考慮采用罐籠提升方式作為主井提升。 對煤的塊度要求較高的大、中型礦井，由于箕斗提升對煤的破碎較大，也 要考慮采用罐籠作為主井提升。 當?shù)孛嫔a(chǎn)系統(tǒng)距離井口較遠，尚需一段窄軌鐵路運輸時，采用罐籠提升 地面生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡單。 三三 、 中等以上礦井，主井一般都采用雙容器提升，對于多水平面同時開 采的礦井（特別是采用摩擦提升機）可采用平衡錘單容器提升方式。 對于中、小型礦井，一般采用單繩纏繞式提升系統(tǒng)為宜

23、。對于年產(chǎn)量大于 90 萬噸的大型礦井，可采用摩擦提升系統(tǒng)，中型礦井的井筒較深時也可采用摩 擦提升系統(tǒng)，或主井采用單繩箕斗，副井采用多繩罐籠 四四 、 礦井若有兩個水平，且分前后期開采時，提升機、井架等大型固定 設備要按照最終水平選擇。提升容器、鋼絲繩和提升電動機根據(jù)實際情況也可 以按照第一水平選擇，待井筒延深至第二水平時，再更換。 五五 、 對于新礦井如沒有什么特殊要求，可參照定型成套設備的規(guī)定 確定提升方式，并盡量選用定型設備。但因各個礦井具體情況不同，副井提升 量也不一致，因此，可結(jié)合具體條件計算、選擇，或驗算選用的定型成套設備。 定型成套設備中未規(guī)定的如鋼絲繩、提升機與井筒相對位置、生

24、產(chǎn)能力與 耗電量等也要計算。 1.4 提升容器提升容器 1.4.1 提升容器的分類提升容器的分類 按用途和結(jié)構(gòu)可分為：箕斗、罐籠、礦車、吊桶等。 箕斗：分為立井箕斗和斜井箕斗，專用于主提； 罐籠：既可用于主提，也可用于副提； 礦車：斜井提升； 吊桶：立井井筒開鑿時的提升。 1.4.2 箕斗箕斗 1.4.2.1 立井箕斗型號意義：立井箕斗型號意義： 立井單繩箕斗（如：JL3） 立井多繩箕斗 JDS12/1104、JDSY12/1104、JDG12/1104 1.4.2.2 箕斗結(jié)構(gòu)箕斗結(jié)構(gòu) 立井提煤多采用底卸式，底卸式箕斗分為平板閘門箕斗和扇形閘門箕斗。 以單繩立井平板閘門箕斗為例：主要由斗箱、

25、框架、連接裝置及閘門等組成。 1.4.2.3 卸載原理卸載原理 當箕斗提升至地面煤倉時，卸載滾輪進入安裝在井架上的卸載曲軌內(nèi)，隨 著箕斗提升，固定在箕斗框架上的小曲軌同時向上運動，則滾輪在卸載曲軌作 用下，沿著箕斗框架上的小曲軌向下運動，并轉(zhuǎn)動連桿，使其通過連桿鎖角為 零的位置后，閘門就借助煤的壓力打開，開始卸載。在箕斗下放時，以相反的 順序關(guān)閉閘門。 平板閘門底卸式箕斗比扇形閘門卸載時井架受力小，卸載曲軌短，裝載時 撒煤少，且動作可靠。 1.5 鋼絲繩鋼絲繩 1.5.1 鋼絲繩的結(jié)構(gòu)鋼絲繩的結(jié)構(gòu) 組成：鋼絲股+繩芯（纖維繩芯（常用） 、金屬繩芯） 。 1.5.1.1 鋼絲鋼絲 為優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)

26、鋼，一般直徑為 0.44。礦井提升抗拉強度一般采用 1700Mpa 以下的。 1.5.1.2 鋼絲繩表面鋼絲繩表面 光面和鍍鋅（常用于摩擦提升）兩種。鋼絲的表面狀態(tài)標記代號為：光面 鋼絲，NAT；A 級鍍鋅鋼絲，ZAA；AB 級鍍鋅鋼絲，ZAB；B 級鍍鋅鋼絲，ZBB。 1.5.1.3 繩芯的分類及各類說明繩芯的分類及各類說明 一、 繩芯分金屬芯纖維芯。 二、 纖維繩芯作用： （1）減少股間鋼絲的接觸應力； （2）緩和彎曲應力； （3）儲存潤滑油，防止繩內(nèi)鋼絲銹蝕。 三、三、 金屬繩芯的特點：與相同斷面的纖維繩芯相比，金屬斷面大，抗破斷 能力大，具有耐橫向壓力大，不易變形等優(yōu)點。但其柔軟性差，

27、不耐腐蝕。 四、 繩芯的標記代號：纖維芯（天然或合成的） ，F(xiàn)C；天然纖維芯，NF； 合成纖維芯，SF；金屬絲繩芯，IWR；金屬絲股芯，IWS。 1.5.2 鋼絲繩的分類鋼絲繩的分類 1.5.2.1 按捻法分按捻法分 可分為右交互捻（ZS） 、左交互捻（SZ） 、右同向捻（ZZ） 、左同向捻（SS） 四種。標記代號中，第一個字母表示鋼絲繩的捻向；第二個字母表示股的捻向； “Z”表示右捻向， “S”表示左捻向。 左捻：按左螺旋方向?qū)⒐赡沓衫K。 右捻：按右螺旋方向?qū)⒐赡沓衫K。 交互捻：繩中的股的捻向與股中絲的捻向相反。 同向捻：繩中的股的捻向與股中絲的捻向相同。 特點：同向捻鋼絲繩柔軟，表面光滑，

28、接觸面積大，應力小，使用壽命長， 繩有斷絲時，斷絲頭部會翹起便于發(fā)現(xiàn)，所以礦井提升多用同向捻鋼絲繩。但 同向捻鋼絲繩有較大的恢復力，穩(wěn)定性較差，易打結(jié)。交互捻鋼絲繩的結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定 1.5.2.2 按鋼絲在股中互相接觸情況分按鋼絲在股中互相接觸情況分 一、點接觸鋼絲繩 股中各層鋼絲捻距不等，鋼絲間呈點接觸狀態(tài)。這種鋼絲繩造價較低，但 鋼絲間接觸應力大，特別是鋼絲繩在繞過滾筒和天輪時，鋼絲有應力集中和二 次彎曲現(xiàn)象，所以壽命較短。 二、線接觸鋼絲繩 股中各層鋼絲以等捻距捻制，鋼絲間呈線接觸狀態(tài)。這種鋼絲繩工作時應 力降低，耐疲勞性能好，結(jié)構(gòu)緊密，無二次彎曲現(xiàn)象，壽命較長。 三、面接觸鋼絲繩 它是將線

29、接觸鋼絲繩股進行特殊碾壓加工，使鋼絲產(chǎn)生塑性變形而呈棉接 觸狀態(tài)，然后再捻制成繩的。面接觸鋼絲繩具有結(jié)構(gòu)緊密，表面光滑，不易變 形，鋼絲間接觸面積大，剛性強和耐磨損等優(yōu)點。 1.5.2.3 按繩股斷面形狀分按繩股斷面形狀分 一、 圓形股繩 繩股斷面為圓形。這種繩易于制造，價格低，是礦井提升應用最多的一種 鋼絲繩。 二、異形股繩 繩股斷面形狀有三角形和橢圓形兩種。 三角股鋼絲繩：強度比同直徑圓形股繩要高，承壓面積大，外層鋼絲磨損 ??；外層鋼絲粗，排列方式好，抗擠壓性能好，尤其是在多層纏繞時，過渡比 較穩(wěn)定；壽命比圓形股長。 橢圓股鋼絲繩：支撐面積大、抗磨損性能好，但繩的穩(wěn)定性差，不適于承 受較大

30、的擠壓力。這種繩股多用來與其它繩股捻制成多層不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。 1.5.3 鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇 一、 對于單繩纏繞式提升，一般宜選用光面右同向捻、斷面形狀為圓形 股或三角股、接觸形式為點或線接觸的鋼絲繩；對于礦井淋水大，水的酸堿度 高，以及在出風井中，由于腐蝕嚴重，應選用鍍鋅鋼絲繩。 二、二、 在磨損嚴重的條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升等，應選用外層鋼絲 盡可能粗的鋼絲繩；斜井串車提升時，宜采用交互捻鋼絲繩。 三、三、 對于多繩摩擦提升，一般應選用鍍鋅、同向捻(左右捻各半)的鋼絲繩， 斷面形狀最好是三角股。 四、 罐道繩最好用半密封鋼絲繩或三角股繩，表面光滑，比較耐磨。 1.5.4 滾筒

31、中心至井筒鋼絲繩之間的水平距離滾筒中心至井筒鋼絲繩之間的水平距離 Ls 此距離考慮對于有斜撐的井架，其斜撐的基礎(chǔ)與井筒中心的水平距離約 0.6Hj，另外考慮提升機在運輸中鋼絲繩的穩(wěn)定性，所以 Ls 的最小距離按下面 經(jīng)驗公式計算： mDHL js , 5 . 36 . 0 1.5.5 鋼絲繩弦長鋼絲繩弦長 Lx 鋼絲繩弦長是指鋼絲繩離開滾筒處至接觸天輪之間的繩長，由圖 可見上下兩條弦長不完全相等，但均以滾筒中心至天輪中心之間的距離來計算 弦長，即： 式中 C0提升機主軸中心線高出井口水平的距離，此值決定于滾筒直 徑、地形和土壤等情況，一般 C0=12m； Dt天輪直徑。 鋼絲繩的弦長不能過長，

32、過長則鋼絲繩振動增大，因此，鋼絲繩有跳 出天輪輪緣的危險，一般不超過 60m。 1.5.5 鋼絲繩的偏角鋼絲繩的偏角 鋼絲繩的弦長與天輪平面的夾角，從上圖可見，偏角有兩個，1稱外偏角， 2稱內(nèi)偏角，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，內(nèi)、外偏角不得超過 130，否則繩與天 輪輪緣的磨損過甚，易發(fā)生鋼絲繩跳出天輪的事故。 最大外偏角 最大內(nèi)偏角 式中 s兩天輪間的距離（m） ，其值決定于容器的規(guī)格及提升容器在井 筒內(nèi)的布置，可查提升機規(guī)格表中兩滾筒中心距； a兩滾筒之間的間隙（m） ，其值見提升機規(guī)格表。 m D LCHL t sjx ,) 2 ()( 22 0 x L d D H B as )(3 30 ( 2 t

33、an 1 2 x L d as B)(3) 2 ( tan 1 1 1.5.6 滾筒下繩的出繩角（或稱下繩仰角）滾筒下繩的出繩角（或稱下繩仰角） 鋼絲繩弦與水平之間的夾角稱滾筒鋼絲繩的出繩角，出繩角大小影響提升 機主軸的受力情況。大于零時鋼絲繩拉力有一向上的分力能抵消一部分主軸的 重力，減少它的重力彎矩，相對提高了主軸的強度。另外下出繩角過小，鋼絲 繩有可能與提升機基礎(chǔ)想接觸，會增大鋼絲繩的磨損。為此出繩角不應小于提 升機規(guī)格表中規(guī)定值。對于 JK 型提升機下出繩角不應小于 15。即下出繩角 值為： 第第 2 章章 設備選型計算設備選型計算 2.1 計算數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù) 初期開采七初期開采七2煤時

34、煤時 x t ts j L DD RL CH 2 sintan 101 1、生產(chǎn)能力：0.30Mt/a 2、工作制度：年工作日330d，每天凈提升時間16h。 3、井深：H=277m 4、提升方式：雙箕斗提升，采用定重裝載。 后期開采二后期開采二1煤時煤時 1、生產(chǎn)能力：0.45Mt/a 2、工作制度：年工作日330d，每天凈提升時間16h。 3、井深：H=577m 4、提升方式：雙箕斗提升，采用定重裝載 2.2 提升容器的選擇與確定計算提升容器的選擇與確定計算 該礦井初期開采七2煤時井深 277m，后期開采二1煤時井深 577m， 根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范規(guī)定，為避免提升系統(tǒng)的重復改擴建,同

35、時考慮 到礦井后期開采二1煤時井筒深度增加，所以初期開采七2煤和后期開采二1煤 時主、副井提升設備統(tǒng)一按開采最終水平選擇計算。計算過程以后期開采二1 煤的提升設備選型計算為準。 2.2.1 確定經(jīng)濟提升速度確定經(jīng)濟提升速度： V=(0.3-0.5)=7.2-12.01m/s 577 ?。篤m=8m/s，1=1.0m/s2 2-1 2.2.2 計算一次提升循環(huán)時間計算一次提升循環(huán)時間:： Tx =108=98.1s 8 1 577 8 2.2.3 根據(jù)礦井年產(chǎn)量和一次提升循環(huán)時間即可求出一次提升量：根據(jù)礦井年產(chǎn)量和一次提升循環(huán)時間即可求出一次提升量： Qj=3.3t 450000 1.2 1.2

36、 98.1 3600 330 16 據(jù)此提升容器選擇 JDS-4/554Y 型標準多繩箕斗（鋼絲繩罐道） ，箕斗自 重 QZ=6500kg（含連接裝置）,載重量 Q=4000kg，提升鋼絲繩 4 根，平衡尾繩 2 根，鋼絲繩間距 300mm。 2.3 鋼絲繩的選擇與計算鋼絲繩的選擇與計算 2.3.1 繩端荷重：繩端荷重： Qd=QZ+Q=6500+4000=10500kg 2.3.2 鋼絲繩垂長度：鋼絲繩垂長度： Hc=H-HZ+Hh+HX+Hg+Hr+0.75RT+e=577- 30+11.008+12+6.5+10.9+0.750.925+5=593.1m 2.3.3 首繩單位長度重量計算

37、：首繩單位長度重量計算： PK = 110 () B c Q nH m d = 10500 110 167 4 (593.1) 7 =1.29kg/m 式中：B鋼絲繩計算抗拉強度，取 1670MPa m鋼絲繩安全系數(shù)，取7 根據(jù)以上計算，首繩選用22ZAB-6V30+FC-1670-307型鋼絲繩左右捻各 兩根。其技術(shù)參數(shù)如下：鋼絲繩直徑dk=22mm，鋼絲破斷拉力總和Qq=N，鋼絲 繩單位長度質(zhì)量為Pk=1.96kg/m。 2.3.4 尾繩單位長度重量計算：尾繩單位長度重量計算： qk = Pk=1.96=3.92kg/m n n 4 2 式中：n首繩鋼絲繩根數(shù) n=4 n尾繩鋼絲繩根數(shù) n

38、=2 根據(jù)以上計算，尾繩選用8815NAT-P847-1360型扁鋼絲繩2根，單 重q=3.82kg/m。 2.4 提升機的選擇提升機的選擇 2.4.1 主導輪直徑：主導輪直徑： D90d=9022=1980（mm） 2.4.2 最大靜拉力和拉力差計算：最大靜拉力和拉力差計算： 最大靜拉力： Fj=Q+Qc+nPkHc=6500+4000+41.96593.1=15150kg 最大靜張力差： Fc=Q=4000kg 據(jù)此主井提升裝置選用JKMD-2.254（I）E型落地式多繩摩擦式提升機， 其主要技術(shù)參數(shù)為：摩擦輪直徑D=2250mm，天輪直徑DT=2250mm，最大靜張 力215kN，最大靜

39、張力差65kN，鋼絲繩根數(shù)4根，摩擦輪鋼絲繩間距300mm，提 升速度V=6.5 m/s，減速比i=10.5,提升機旋轉(zhuǎn)部分變位質(zhì)量mj=6500kg，天輪變位 質(zhì)量mt=2300kg，襯墊摩擦系數(shù)=0.23。 2.5 提升系統(tǒng)的確定提升系統(tǒng)的確定 2.5.1 井塔高度：井塔高度： Hj=HX+Hr+Hg+0.75RT+e=12+10.9+6.5+0.751.125+5=35.2m 取 HJ=36m 2.5.2 提升機摩擦輪中心線距井筒中心線距離提升機摩擦輪中心線距井筒中心線距離： LS0.6Hj+3.5+D=0.636+3.5+2.2527.35m 取 LS=28m 2.5.3 鋼絲繩弦長鋼

40、絲繩弦長： 下弦長 LX1= 22 10 ()() 22 t jS Ds HCL 22 2.0042.25 (31 0.8)(28) 22 =39.8m 上弦長 LX= 22 0 ()() 22 t jS Ds HCL 22 2.0042.25 (360.8)(28) 22 =44.9M 式中：HJ1-井架下層天輪高度 C0-摩擦輪中心與地平距離 2.5.4 鋼絲繩的出繩角：鋼絲繩的出繩角： 圖6-1-1 +0m 主井提升系統(tǒng)圖 1、本圖井口標高設為+0m。 2、首繩為22ZAB6V*30-1670型，4根。 3、尾繩為85*17NAT-P8*4*7型，2根。 4、單位為mm。 5、繩間距為3

41、00mm。 44900 39800 2.25m 2.25m 28000 800 31000 36000 52 37 16 51 37 28 提升中心線 裝載平面 30000 卸載平面 12000 +31m +12m +36m 577000 下出繩角： 下 下=arctan +arcsin 10 22 j t HC Ds Ls 1 2 t x DD L =ARCTAN+ARCSIN=52399 31 0.8 2.0042.25 28 22 2.252.25 2 39.8 上出繩角： 上 上=arcsin =513728 0j x HC L 2.5.5 包圍角包圍角的確定：的確定： 經(jīng)計算圍包角=

42、18114 2.6 鋼絲繩與提升機的校驗鋼絲繩與提升機的校驗 2.6.1 首繩安全系數(shù)：首繩安全系數(shù)： m=8.37.20.0005H q c nQ (QQ +) kc nP Hg 4 307200 (650040004 1.96 593.1) 9.8 =6.9 滿足要求 2.6.2 最大凈拉力和最大凈張力差最大凈拉力和最大凈張力差 ： 最大靜拉力： Fj=15150kg=148kN215kN 最大靜張力差： Fc=4000kg=39kN65kN 滿足要求 2.7 預選電動機預選電動機 2.7.1 提升機轉(zhuǎn)數(shù)：提升機轉(zhuǎn)數(shù)： n= =579.6r/min 60V i D 60 6.5 10.5

43、2.25 3.14 據(jù)此主井絞車電機選用 Z450-3A 型直流電動機，660V，500kW，其額定轉(zhuǎn)速 為 ne=611r/min，轉(zhuǎn)動慣量 md=50.5kgm2。 2.7.2 提升機最大速度：提升機最大速度： Vm=6.9(m/s) 60 e Dn i 3.14 2.25 611 60 10.5 2.7.3 預算電動機功率：預算電動機功率： P=1.2=382.2kW 1000 KQgV j 1.15 4000 9.8 6.5 1000 0.92 式中：K礦井阻力系數(shù)，取 K=1.15； Q一次提升實際貨載量； 提升系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時，加減速度及鋼絲繩重力因素影響系數(shù)； j減速器傳動效率，j=0

44、.92； 2.8 電動機等效計算：電動機等效計算： 2.8.1 運動力計算運動力計算 運動力計算（按平衡系統(tǒng)計算 0 t H ） 2.8.1.1 提升開始：提升開始： F0=Kmg+Ht+ma0=1.1540009.8+420010.48=65240N 2.8.1.2 初加速終了：初加速終了： 00 FF 2.8.1.3 加速度開始：加速度開始： 1010 FFM aa =65240+42001（0.50.48）=66081N 2.8.1.4 加速終了：加速終了： 21 FF 2.8.1.5 等速開始：等速開始： F2=F1ma1=66081420010.50=45080N 2.8.1.6 等

45、速終了：等速終了： F2=F2 2.8.1.7 減速開始：減速開始： F3=F2ma3=45080420010.50=24080N 2.8.1.8 減速終了：減速終了： F3=F3 2.8.1.9 爬行開始：爬行開始： F4=F3+ma3=24080+420010.50=45080N 2.8.1.10 爬行終了：爬行終了： F4=F4= 2.8.2 等效時間：等效時間： Td=（t0+t1+t3+t4+t5）+t2+ =（3.13+10.8+12.8+6+1）+68.4+12=89.3s 1 2 1 3 式中：式中：低速運轉(zhuǎn)散熱不良系數(shù)，低速運轉(zhuǎn)散熱不良系數(shù)，= 1/2 ； 停車間歇時間散熱不

46、良系數(shù)停車間歇時間散熱不良系數(shù),=1/3。 2.8.3 等效力：等效力： Fd=49533N 2 d F dt T 11 2.19 10 89.3 2.9 電耗計算電耗計算 2.9.1 提升一次電耗：提升一次電耗： 1 102 3600 t QH E =12.622（kw h 次 ） 9000 515 102 3600 2.9.2 每次提升實際電耗：每次提升實際電耗： =.3+10351(64.5+6)F +30939.25+76291.1 =(kws) E max 1.02 102 3600 dx FtV = 1.02 967985 6.894 102 3600 0.9 0.93 0.95

47、=23（kw h 次 ） 2.9.3 每噸煤耗電量：每噸煤耗電量： T E= E Q = 23 9 =2.511(hkw t ) 2.9.4 提升機效率：提升機效率： 1 T E E =0.562=56.200 12.696 23 2.10 提升機的防滑驗算提升機的防滑驗算 由于以上計算的提升容器自重時根據(jù)防滑條件確定的，古需要再驚醒防 滑驗算，但考慮到規(guī)范的要求，結(jié)合本示例具體條件，對防滑驗算的內(nèi)容 和方法介紹于下： 2.10.1 靜防滑安全系數(shù)：靜防滑安全系數(shù)： j = 2 12 (1)S e SS = 20338 0.93 2938820338 =2.1021.75 2.10.2 動滑安

48、全系數(shù)：動滑安全系數(shù)： 2 12 1 18273.28 0.93 31807.37 18273.52 u g Se SS =1.2561.25 11 111 2 SR SSa g = 293380.15 9000 293380.6 9.812 =31807.37 22 221 2 Dd SGR SSa g = 2033832800.15 9000 203380.6 9.812 =18273.52 2.10.3 制動力矩的驗算：制動力矩的驗算： zh j M M = 312 () m j MaSSR M = 9072.6 4.23890001.4 9000 1.4 =3.2723 第第 3 章章

49、 拖動裝置的種類及性能拖動裝置的種類及性能 提升機的拖動裝置共有兩種：交流拖動裝置和直流拖動裝置。 目前我國廣泛采用的是交流拖動裝置。為了能夠利用外接電阻調(diào)速，必須 使用交流繞線型感應電動機。調(diào)速時，將產(chǎn)生附加電能損失。由于交流電動機 外接電阻遠轉(zhuǎn)時，電動機的人工特性曲線過陡，低速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性較差。目前 由于換向器容量的影響，交流單機拖動裝置的容量限制在 1000kw 以下。礦井提 升所需要功率超過 1000kw 時，若仍想采用交流拖動裝置，可以使用雙機拖動機。 交流拖動裝置也有不少優(yōu)點：系統(tǒng)比較簡單、設備價格比較和使用經(jīng)驗比較成 熟等。 由于采用了安全可靠的電氣動力制動、低頻拖動制動以及微機

50、拖動等措施， 交流拖動裝置控制系統(tǒng)的安全性及自動換程度均有大幅的提高。 在直流拖動裝置中，采用它激直流電動機拖動提升機。調(diào)速時，應改變它 激直流電動機的電樞電壓。由于礦井都采用交流電源，所以要增設變流設備， 或者采用價格昂貴的變流機組，或者采用可控硅整流設備。若采用變流機組， 需要增設兩個和電動機容量相仿的大型電機。采用可控硅整流的直流拖動提升 設備是有發(fā)展前途的。 直流拖動裝置與直流拖動裝置相比較的只要優(yōu)點是：調(diào)速時無附加電能損 失，低速調(diào)速性能好，易于實現(xiàn)自動化。 若提升機所需拖動裝置的容量超過 1000kw，應盡量采用直流拖動裝置。 第第 4 章章 結(jié)論結(jié)論 通過近兩個月的設計，我征集了

51、大量資料，請教了許多業(yè)內(nèi)人士，加上了 解了煤礦生產(chǎn)礦井的提升系統(tǒng)的基構(gòu)造和原理，對提升設備的選型和設計有了 初步的了解，而且對井下大巷和采區(qū)的機械有了進一步的深入了解，對提升機， 皮帶，以及絞車的設計和選擇有了更深一步的認識。 畢業(yè)設計是對我們最后一次知識的全面檢驗，是對我們所學基本知識、基 本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測試，這是畢業(yè)設計的第一個目的。 在學習期間，已經(jīng)按照教學計劃的規(guī)定，學完了公共課、基礎(chǔ)課、專業(yè)課以及 選修課等，每門課程也都經(jīng)過了考試或考查。學習期間的這種考核是單科進行， 主要是考查我們對本門課程所學知識的記憶程度和理解程度。但畢業(yè)設計不是 單一地對學生進行某一學

52、科已學知識的考核，而是著重考查我們運用所學知識 對某一問題進行探討和研究的能力。做好一次畢業(yè)設計，既要系統(tǒng)地掌握和運 用專業(yè)知識，還要有較寬的知識面并有一定的邏輯思維能力和寫作功底。這就 要求學生既要具備良好的專業(yè)知識，又要有深厚的基礎(chǔ)課和公共課知識。通過 畢業(yè)設計的制作，使我們發(fā)現(xiàn)自己的長處和短處，以便在今后的工作中有針對 性地克服缺點，也便于學校和畢業(yè)生錄用單位全面地了解和考察每個學生的業(yè) 務水平和工作態(tài)度，便于發(fā)現(xiàn)人才。同時還可以使學校全面考察了解教學質(zhì)量， 總結(jié)經(jīng)驗改進工作。 畢業(yè)設計的另一目的是培養(yǎng)我們的科學研究能力，使我們初步掌握進行科 學研究的基本程序和方法。畢業(yè)后，不論從事何種

53、工作，都必須具有一定的研 究和寫作能力。在黨政部門和企事業(yè)單位從事管理工作，就要學會搞調(diào)查研究， 學會起草工作計劃、總結(jié)、報告等，為此就要學會收集和整理材料，能提出問 題、分析問題和解決問題，并將其結(jié)果以文字的形式表達出來。至于將來從事 教學和科研工作的人，他們的一項重要任務就是科學研究。大學是高層次的教 育，其培養(yǎng)的人才應該具有開拓精神，既有較扎實的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，又 能發(fā)揮無限的創(chuàng)造力，不斷解決實際工作中出現(xiàn)的新問題；既能運用已有的知 識熟練地從事一般性的專業(yè)工作，又能對人類未知的領(lǐng)域大膽探索，不斷向科 學的高峰攀登。 畢業(yè)設計的過程是訓練我們獨立進行科學研究的過程。通過畢業(yè)設計，可

54、以使我們了解科學研究的過程，掌握如何收集、整理和利用材料；如何觀察、 如何調(diào)查；如何利用圖書館，檢索文獻資料等方法。畢業(yè)設計是學習如何進行 科學研究的一個極好的機會，因為它不僅有教師的指導與傳授，可以減少摸索 中的一些失誤，少走彎路，而且直接參與和親身體驗了科學研究工作的全過程 及其各環(huán)節(jié)，是一次系統(tǒng)的、全面的實踐機會。在整個畢業(yè)論文設計的過程中, 我學到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學問要一絲不茍， 對于出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情 的過程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅持下去就可以 找到思路去解決問題的。在工作中要學會與

55、人合作的態(tài)度，認真聽取別人的意 見，這樣做起事情來就可以事倍功半。 此次畢業(yè)設計是檢驗我們在校學習成果的重要措施，也是提高教學質(zhì)量的 重要環(huán)節(jié)?？梢赃@么說，畢業(yè)設計是我們結(jié)束大學學習生活走向社會的一個中 介和橋梁。畢業(yè)設計是我們大學生才華的第一次顯露，是向祖國和人民所交的 一份有份量的答卷，是投身社會主義現(xiàn)代化建設事業(yè)的報到書。一份畢業(yè)設計 雖然不能全面地反映出一個人的才華，也不一定能對社會直接帶來巨大的效益， 對專業(yè)產(chǎn)生開拓性的影響。但它總是在一定程度上表明一個人的能力與才華， 向社會展示自身的價值。做畢業(yè)設計在學業(yè)生涯中是一件值得留戀的事情。設 計寫作過程中所喚起的對科學研究的極大興趣，所激發(fā)的對科學