礦主立井提升和運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)說明書

1、四川師范大學(xué)工學(xué)院設(shè)計(jì)說明書其云礦主立井提升和運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算學(xué) 生 張峻立 院 系 工學(xué)院 專 業(yè) 礦山機(jī)電 年 級(jí) 2011 級(jí) 學(xué) 號(hào) c20126000684 指 導(dǎo) 教 師 隆 泗 答 辯 日 期 2012/12/27 前 言隨著煤炭開采的機(jī)械化程度的提高，礦井提升工作是重要環(huán)節(jié)，從井下采出的煤炭及矸石的提升，材料的下放，人員和設(shè)備的升降，都是由提升設(shè)備來完成的，所以提升有著咽喉部位的重要性。如果提升部位發(fā)生了故障，輕者造成工作停止和設(shè)備損壞，重者造成人身安全和重大經(jīng)濟(jì)損失，因此提升系統(tǒng)的確定有著非常重要的意義。礦井提升設(shè)備的選擇計(jì)算是否經(jīng)濟(jì)合理，對(duì)礦山的基本建設(shè)投資、生產(chǎn)能力、生

2、產(chǎn)效率及噸煤成本都有直接的影響。因此，在進(jìn)行提升設(shè)備選擇計(jì)算時(shí)，首先確定提升方式，在確定提升方式時(shí)要考慮下列各點(diǎn)：1、對(duì)于同時(shí)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(yùn)的大、中型礦井，則應(yīng)考慮采用罐籠提升方式作為主井提升。對(duì)煤的塊度要求較高的大、中型礦井，由于箕斗提升對(duì)煤的破碎較大，也要考慮采用罐籠作為主井提升。當(dāng)?shù)孛嫔a(chǎn)系統(tǒng)距離井口較遠(yuǎn)，尚需一段窄軌鐵路運(yùn)輸時(shí)，采用罐籠提升地面生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單。2、對(duì)于年產(chǎn)量大于60萬噸的大中型礦井，主井提升系統(tǒng)一般采用多繩摩擦提升系統(tǒng)，4、礦井若有兩個(gè)水平，且分前后期開采時(shí)，提升機(jī)、井架等大型固定設(shè)備要按照最終水平選擇。提升容器、鋼絲繩和提升電動(dòng)機(jī)

3、根據(jù)實(shí)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(shí)，再更換。對(duì)于新礦井如沒有什么特殊要求，可參照定型成套設(shè)備的規(guī)定確定提升方式，并盡量選用定型設(shè)備。但因各個(gè)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(jì)算、選擇，或驗(yàn)算選用的定型成套設(shè)備。定型成套設(shè)備中未規(guī)定的如鋼絲繩、提升機(jī)與井筒相對(duì)位置、生產(chǎn)能力與耗電量等也要計(jì)算。 隨著礦井開發(fā)深度的增加和一次提升量的增大，如仍采用單繩纏繞式提升，就必須制造和選用更大的提升機(jī)滾筒和直徑更粗的鋼絲繩，不但會(huì)使設(shè)備的尺寸加大，投資增加，并帶來制造，使用和維護(hù)上的一系列的問題正是在這種條件下，制成了單繩與多繩摩擦式提升機(jī)。多繩摩擦式提升機(jī)最

4、大的優(yōu)點(diǎn)是適用于深井，完成單繩纏繞式提升機(jī)不能承擔(dān)的提升任務(wù)。當(dāng)多繩摩擦輪提升機(jī)安裝在井塔上時(shí)，減少了工業(yè)廣場(chǎng)的占地面積，并為地面生產(chǎn)系統(tǒng)的布置創(chuàng)造了有利條件。所以說多繩摩擦式提升機(jī)是今后提升設(shè)備發(fā)展的方向之一。隨著提升在礦井生產(chǎn)過程中地位的逐漸提高，要求提升設(shè)備安全可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，由于提升設(shè)備投資大，電耗大，因此在選型設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合礦井的實(shí)際條件做出最經(jīng)濟(jì)、合理的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容已知的原始資料，經(jīng)過多方面的比較，選用多繩摩擦提機(jī)，多繩摩擦提升機(jī)也是一種等直徑卷筒提升機(jī)，因此在計(jì)算方法上與單繩纏繞式提升機(jī)大體相同。容器、鋼絲繩及卷筒直徑等計(jì)算原理基本相同。此次我主要是設(shè)計(jì)的主井提升設(shè)備

5、。 目錄目錄4第一部分 立井多繩摩擦提升選型計(jì)算6一、原始資料6二、設(shè)計(jì)任務(wù)6三、提升容器的選型計(jì)算7四、鋼絲繩的選型計(jì)算9繩端載荷重9鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度9首繩單位長(zhǎng)度重量計(jì)算9尾繩單位長(zhǎng)度質(zhì)量計(jì)算10五、提升機(jī)的選型計(jì)算10主導(dǎo)輪直徑10最大靜拉力和最大靜拉力差的計(jì)算11六、提升系統(tǒng)的確定12井塔高度12尾繩換高度12圍包角a的確定12七、確定摩擦襯墊材料13八、提升容器的最小自重13按靜防滑條件，容器自重13按動(dòng)防滑條件，容器自重13配重塊重量14九、鋼絲繩與提升機(jī)的校驗(yàn)14首繩安全系數(shù)14最大靜拉力和最大靜拉力差校驗(yàn)15十、襯墊材料單位壓力校驗(yàn)15摩擦襯墊比壓計(jì)算15十一、提升機(jī)防滑驗(yàn)算16

6、靜防滑安全系數(shù)16動(dòng)放滑安全系數(shù)16提升重載時(shí)，加速階段16下放重載，減速階段17十二、安全制動(dòng)的制動(dòng)力矩的計(jì)算18極限減速度確定18提升貨載時(shí)的極限減速度18下放貨載時(shí)的極限減速度18確定制動(dòng)減速度18根據(jù)防滑條件，計(jì)算制動(dòng)力矩19提升貨載時(shí)制動(dòng)力矩19下放貨載時(shí)制動(dòng)力矩19第二部分 礦用電機(jī)車運(yùn)輸選型計(jì)算19原始參數(shù)19一選擇電機(jī)車的黏著質(zhì)量20二列車組成的計(jì)算21按機(jī)車粘著質(zhì)量計(jì)算21按機(jī)車電動(dòng)機(jī)的溫升條件計(jì)算22按制動(dòng)條件計(jì)算重車組質(zhì)量22車組礦車數(shù)23三列車組成的驗(yàn)算23列車往返一次所需的時(shí)間26一臺(tái)電機(jī)車在一個(gè)班內(nèi)可能往返的次數(shù)26每班運(yùn)輸?shù)V石所需要的列車次數(shù)26每班列車運(yùn)輸總的次

7、數(shù)26工作電機(jī)車臺(tái)數(shù)26電機(jī)車總臺(tái)數(shù)27謝 辭28參考文獻(xiàn)29第一部分 立井多繩摩擦提升選型計(jì)算一、原始資料（1） 題號(hào)：a12（2） 礦井年提升量：60萬噸/年（3） 井筒深度：300m（4） 提升容器：罐籠（5） 年工作天數(shù)：300天/年（6） 天工作小時(shí)數(shù)：12h/天 （7） 井架高度：20m（8） 煤的容重：0.9t/m（9） 裝煤高度：0m（10） 卸載高度：0m二、設(shè)計(jì)任務(wù)（1） 確定提升容器型號(hào)（2） 確定提升鋼絲繩型號(hào)（3） 確定提升機(jī)型號(hào)（4） 確定天輪型號(hào)三、提升容器的選型計(jì)算（一）合理的經(jīng)濟(jì)速度(米/秒) 0.4 6.92 （米/秒）式中h提升高度，300m(二) 估算一

8、次提升循環(huán)時(shí)間 (秒) 82.58（秒）式中初定主加速度值，罐籠可??；箕斗在卸載曲軌內(nèi)減速或爬行所需附加時(shí)間，罐籠提升取0秒；裝卸載休止時(shí)間，采礦手冊(cè)-第五卷-表27-18，取30秒（三）計(jì)算小時(shí)提升量c：提升不均衡系數(shù)，罐籠取1.2：開采富裕系數(shù)，1.2：礦井年提升量，60萬噸：年工作天數(shù)，300天：天工作小時(shí)，12小時(shí) =240t/h（四）小時(shí)提升次數(shù) =43.59次/h（五）一次合理的經(jīng)濟(jì)提升量 =5.5t（六）實(shí)際一次提升量 ：煤的容重0.9t/mv：礦車有效容積，1.7mn：罐籠可裝載礦車數(shù)，4輛 =6.12t（七）用實(shí)際載重核算一次提升循環(huán)時(shí)間 =91.8s（八）計(jì)算提升機(jī)所需的提

9、升速度 =5.5m/s（九）根據(jù)計(jì)算值選取gdg1.5/6/2/4標(biāo)準(zhǔn)罐籠，罐籠型號(hào)礦車型號(hào)載車輛數(shù)罐籠總裝載量/t罐體自重/t首繩數(shù)量/根尾繩數(shù)量、根gdg1.5/6/2/4mgc1.7-64輛13.6810.7863煤礦總工程師技術(shù)手冊(cè)-表7-2-20四、鋼絲繩的選型計(jì)算繩端載荷重q：罐籠總裝載量，13.68t：罐籠自重與礦車自重之和13.58t鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度 ：井筒深度，300m：尾繩環(huán)高度，= +1.5s，14.2,m：過卷高度，取10ms：兩容器中心距離，取提升機(jī)主導(dǎo)輪直徑，2.8m首繩單位長(zhǎng)度重量計(jì)算：首繩根數(shù)，6根：鋼絲繩抗拉強(qiáng)度，1700mpa：安全系數(shù)礦山提升與運(yùn)輸表6-1，

10、專為提升物料取7.2-0.0005=7.03礦山提升與運(yùn)輸表6-6初選首繩：繩纖維芯（一）6（30）-26.5-1700-光面-i號(hào) 鋼絲繩直徑mm最粗鋼絲直徑mm單位長(zhǎng)度質(zhì)量kg/m公稱抗拉強(qiáng)度，mpa鋼絲繩破斷拉力總和 n26.51.92.761700473500尾繩單位長(zhǎng)度質(zhì)量計(jì)算：尾繩根數(shù)，3根礦山提升與運(yùn)輸表6-4初選尾繩：6x19-1400-鍍鉛-ii號(hào)-交互捻gb1102-74鋼絲繩直徑mm最粗鋼絲直徑mm單位長(zhǎng)度質(zhì)量kg/m公稱抗拉強(qiáng)度，mpa鋼絲繩破斷拉力總和 n40.02.65.7171400846500五、提升機(jī)的選型計(jì)算主導(dǎo)輪直徑煤礦安全規(guī)程規(guī)定，對(duì)有導(dǎo)向輪摩擦式提升機(jī)

11、，計(jì)算結(jié)果取最大值。最大靜拉力和最大靜拉力差的計(jì)算根據(jù)煤礦總工程師表7-2-8初選提升機(jī)jkm 2.8x6（i）e規(guī)格參數(shù)如下表：型號(hào)主導(dǎo)輪直徑/m導(dǎo)向輪直徑/m鋼 絲 繩最大提升速 度,m/s旋轉(zhuǎn)部分變位質(zhì)量/t天輪變位質(zhì)量/t最大靜拉力/kn最大靜拉力差/kn最大鋼絲繩直徑/mm間距/mmjkm 2.8x6(i)e2.82.5500140282501415.83.69六、提升系統(tǒng)的確定井塔高度：井塔式罐籠提升為40m：摩擦輪與導(dǎo)向輪軸中心高度差，為6.5m尾繩換高度 s:兩容器中心距離，導(dǎo)向輪直徑，2.5m：過卷高度，取10m =13.75m圍包角a的確定 ：摩擦輪半徑，1.4m：導(dǎo)向輪半

12、徑，1.25m：摩擦輪與導(dǎo)向輪水平中心距： =2.35m七、確定摩擦襯墊材料根據(jù)礦山提升與運(yùn)輸表11-3，使用 聚安基甲酸脂襯墊材料聚安基甲酸脂計(jì)算摩擦因數(shù)0.25許用比壓/mpa2.0如表所示，則經(jīng)計(jì)算得1.2186八、提升容器的最小自重按靜防滑條件，容器自重為 ：容器荷載重力與礦井阻力之和對(duì)荷載重力的比值,罐籠提升時(shí)礦井阻力系數(shù)=0.075 ：靜防滑安全系，不小于1.75按動(dòng)防滑條件，容器自重為：動(dòng)防滑安全系數(shù)，不小于1.25：提升主加速度，取0.65m/：天輪變位質(zhì)量，提升機(jī)已知參數(shù)3690kg為滿足防滑條件，將罐籠自重增加至21000kg配重塊重量 =21000-13580 =7420

13、kg九、鋼絲繩與提升機(jī)的校驗(yàn)首繩安全系數(shù)：所選鋼絲繩所以破斷拉力之和，473500n：鋼絲繩安全系數(shù)，礦山提升與運(yùn)輸表6-1，專提物料時(shí)取7.2-0.0005=7.03 合格最大靜拉力和最大靜拉力差校驗(yàn)十、襯墊材料單位壓力校驗(yàn)?zāi)Σ烈r墊比壓計(jì)算 ：主導(dǎo)輪直徑2.8md：首繩鋼絲繩直徑0.0265m=2.0mpa 合格十一、提升機(jī)防滑驗(yàn)算靜防滑安全系數(shù) 合格動(dòng)放滑安全系數(shù) 提升重載時(shí)，加速階段 ：動(dòng)防滑安全系數(shù)，不小于1.25：主加速度，取0.65：提升重側(cè)運(yùn)動(dòng)部分變位質(zhì)量，：下放輕載側(cè)運(yùn)動(dòng)部分變化質(zhì)量：導(dǎo)向輪變位質(zhì)量，提升機(jī)參數(shù)已知3.69t合格下放重載，減速階段：上升側(cè)運(yùn)動(dòng)部分變位質(zhì)量，：下放

14、側(cè)運(yùn)動(dòng)部分變位質(zhì)量， ：減速度，取0.85合格十二、安全制動(dòng)的制動(dòng)力矩的計(jì)算極限減速度確定提升貨載時(shí)的極限減速度下放貨載時(shí)的極限減速度確定制動(dòng)減速度1）提升貨載時(shí)取1.22）下放貨載時(shí)取3根據(jù)防滑條件，計(jì)算制動(dòng)力矩提升貨載時(shí)制動(dòng)力矩：制動(dòng)力矩，n/m：總變位質(zhì)量量，總載荷重量，容器自重，首繩總總量，尾繩總重量，天輪變位質(zhì)量，旋轉(zhuǎn)部分變位質(zhì)量，之和。m：載荷重量，13680kgr：摩擦輪半徑，1.4m下放貨載時(shí)制動(dòng)力矩計(jì)算結(jié)果：提升貨載時(shí)，制動(dòng)力矩不得大于819670 下放貨載時(shí)，制動(dòng)力矩不得大于233650 第二部分 礦用電機(jī)車運(yùn)輸選型計(jì)算原始參數(shù)：1）題號(hào)e7 2）運(yùn)輸站2/個(gè)（分為東翼和西

15、翼） 3）運(yùn)輸量：東翼200噸/班，西翼280噸/班. 4）運(yùn)輸距離：東翼2500m，西翼3000m 5）軌道平均坡度：3 6）運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)：主運(yùn)輸大巷 7）加權(quán)平均運(yùn)輸距離： 一選擇電機(jī)車的黏著質(zhì)量根據(jù)礦山提升與運(yùn)輸表3-3，選擇電機(jī)車黏著質(zhì)量為7t電機(jī)車技術(shù)參數(shù)：項(xiàng)目單位 cjy7/6-g-250z粘著質(zhì)量軌距受電器工作高度固定軸距主動(dòng)輪直徑傳動(dòng)比制動(dòng)方式tmmmmmmmm76001800220011006806.92機(jī)械，電氣牽引力小時(shí)制/長(zhǎng)時(shí)制n13030/3330速度小時(shí)制/長(zhǎng)時(shí)制km/h11/16.9牽引電動(dòng)機(jī)型號(hào)臺(tái)數(shù)電壓臺(tái)vzq212250功率小時(shí)制長(zhǎng)時(shí)制kw20.67.4電流小時(shí)制

16、長(zhǎng)時(shí)制a9534空氣壓縮機(jī)電機(jī)功率kw工作氣壓范圍mpa外形尺寸（長(zhǎng)寬高）mm4500x1060x1360選用名義載重量為1t的礦車，技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)容積m裝載量/t最大裝載量/t軌距,mm外形尺寸,mm軸距m輪徑,mm牽引高允許牽引力kn卸載角（不小于）自重kgmgc1.1-61.111.86002000x880x115055030032060610二列車組成的計(jì)算：21按機(jī)車粘著質(zhì)量計(jì)算： = =73.4 t 電機(jī)車質(zhì)量，7t 電機(jī)車黏著質(zhì)量，7t 電機(jī)車撒沙起動(dòng)時(shí)的粘著系數(shù);礦山提升與運(yùn)輸表3-2，取0.24 重列車起動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù); 礦山提升與運(yùn)輸表3-1，取0.0135 運(yùn)輸線路的

17、平均坡度;原始參數(shù)已知，3 起動(dòng)時(shí)的加速度.取0.04 22按機(jī)車電動(dòng)機(jī)的溫升條件計(jì)算： 平均速度： = =3.52 m/s 查上電機(jī)車技術(shù)參數(shù)表得：=16.9 km/h 列車運(yùn)行時(shí)間： 停車及調(diào)車時(shí)間,取20min按溫升條件計(jì)算式： =49 t 長(zhǎng)時(shí)牽引力;查電機(jī)車技術(shù)參數(shù)表，得3330n 重列車運(yùn)行阻力系數(shù);礦山提升與運(yùn)輸表3-1，取0.009 等阻坡度.滾動(dòng)軸承礦車，取223按制動(dòng)條件計(jì)算重車組質(zhì)量： 減速度： 按制動(dòng)條件計(jì)算式： = =49 t ：電機(jī)車制動(dòng)質(zhì)量，7t ：制動(dòng)時(shí)的黏著系數(shù)，礦山提升與運(yùn)輸表3-2，撒沙時(shí)取0.17 ：重列車運(yùn)行阻力系數(shù)，表3-1取0.009 ：軌道平均坡

18、度3 按三種條件計(jì)算，其中溫升、制動(dòng)條件值最小，取49t 24車組礦車數(shù)： ?。簔=31輛g：礦車貨載質(zhì)量，1t：礦車自重，上礦車技術(shù)特征表，0.61t三列車組成的驗(yàn)算：31.驗(yàn)算實(shí)際電動(dòng)機(jī)溫升：按平均坡度及最長(zhǎng)運(yùn)輸距離效驗(yàn). 重列車實(shí)際所需牽引力： = =3346n 空列車實(shí)際所需牽引力： = =3555n ：重列車運(yùn)行阻力系數(shù)，礦山提升與運(yùn)輸表3-1取0.011 每臺(tái)電動(dòng)機(jī)牽引力： 根據(jù)及查礦山提升與運(yùn)輸圖3-24,zq-21牽引力電動(dòng)機(jī)特性曲線得： 重列車及空車及其平均運(yùn)輸速度在最長(zhǎng)運(yùn)輸距離上的運(yùn)行時(shí)間： = =15.67min =16.29min 等值電流： = =32.07a 查表得： ， 既合格32.驗(yàn)算制動(dòng)距離：按實(shí)際和最大減速度驗(yàn)算制動(dòng)距離是否符合40m規(guī)定.根據(jù)粘著條件的確定最大制動(dòng)減速度b. b= = =0.24 ：制動(dòng)時(shí)的黏著系數(shù)，礦山提升與運(yùn)輸表3-2，撒沙時(shí)取0.17制動(dòng)距離： 既：=37.63m40m，滿足制動(dòng)距離要求.33電機(jī)車臺(tái)數(shù)確定：列車往返一次所需的時(shí)間： = =47.67min 一臺(tái)電機(jī)車在一個(gè)班內(nèi)可能往返的次數(shù)： /班 電機(jī)車每班工作