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 2011 級 學(xué) 號 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，首先確定提升方式，在確定提升方式時要考慮下列各點(diǎn)：1、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(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(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，采用罐籠提升地面生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡單。2、對于年產(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、礦井若有兩個水平，且分前后期開采時，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，再更換。對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，減少了工業(yè)廣場的占地面積，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，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鋼絲繩懸垂長度9首繩單位長度重量計(jì)算9尾繩單位長度質(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動放滑安全系數(shù)16提升重載時，加速階段16下放重載，減速階段17十二、安全制動的制動力矩的計(jì)算18極限減速度確定18提升貨載時的極限減速度18下放貨載時的極限減速度18確定制動減速度18根據(jù)防滑條件，計(jì)算制動力矩19提升貨載時制動力矩19下放貨載時制動力矩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)車電動機(jī)的溫升條件計(jì)算22按制動條件計(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間26一臺電機(jī)車在一個班內(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)車臺數(shù)26電機(jī)車總臺數(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：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（2） 確定提升鋼絲繩型號（3） 確定提升機(jī)型號（4） 確定天輪型號三、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)時間 (秒) 82.58（秒）式中初定主加速度值，罐籠可取；箕斗在卸載曲軌內(nèi)減速或爬行所需附加時間，罐籠提升取0秒；裝卸載休止時間，采礦手冊-第五卷-表27-18，取30秒（三）計(jì)算小時提升量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，12小時 =240t/h（四）小時提升次數(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，罐籠型號礦車型號載車輛數(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-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 鋼絲繩直徑mm最粗鋼絲直徑mm單位長度質(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-交互捻gb1102-74鋼絲繩直徑mm最粗鋼絲直徑mm單位長度質(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荷載重力的比值,罐籠提升時礦井阻力系數(shù)=0.075 ：靜防滑安全系，不小于1.75按動防滑條件，容器自重為：動防滑安全系數(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) 合格動放滑安全系數(shù) 提升重載時，加速階段 ：動防滑安全系數(shù)，不小于1.25：主加速度，取0.65：提升重側(cè)運(yùn)動部分變位質(zhì)量，：下放輕載側(cè)運(yùn)動部分變化質(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)動部分變位質(zhì)量，：下放

14、側(cè)運(yùn)動部分變位質(zhì)量， ：減速度，取0.85合格十二、安全制動的制動力矩的計(jì)算極限減速度確定提升貨載時的極限減速度下放貨載時的極限減速度確定制動減速度1）提升貨載時取1.22）下放貨載時取3根據(jù)防滑條件，計(jì)算制動力矩提升貨載時制動力矩：制動力矩，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下放貨載時制動力矩計(jì)算結(jié)果：提升貨載時，制動力矩不得大于819670 下放貨載時，制動力矩不得大于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e7 2）運(yùn)輸站2/個（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輪直徑傳動比制動方式tmmmmmmmm76001800220011006806.92機(jī)械，電氣牽引力小時制/長時制n13030/3330速度小時制/長時制km/h11/16.9牽引電動機(jī)型號臺數(shù)電壓臺vzq212250功率小時制長時制kw20.67.4電流小時制

16、長時制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)車撒沙起動時的粘著系數(shù);礦山提升與運(yùn)輸表3-2，取0.24 重列車起動時的阻力系數(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 起動時的加速度.取0.04 22按機(jī)車電動機(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)行時間： 停車及調(diào)車時間,取20min按溫升條件計(jì)算式： =49 t 長時牽引力;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.滾動軸承礦車，取223按制動條件計(jì)算重車組質(zhì)量： 減速度： 按制動條件計(jì)算式： = =49 t ：電機(jī)車制動質(zhì)量，7t ：制動時的黏著系數(shù)，礦山提升與運(yùn)輸表3-2，撒沙時取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、制動條件值最小，取49t 24車組礦車數(shù)： 取：z=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)際電動機(jī)溫升：按平均坡度及最長運(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 每臺電動機(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)輸速度在最長運(yùn)輸距離上的運(yùn)行時間： = =15.67min =16.29min 等值電流： = =32.07a 查表得： ， 既合格32.驗(yàn)算制動距離：按實(shí)際和最大減速度驗(yàn)算制動距離是否符合40m規(guī)定.根據(jù)粘著條件的確定最大制動減速度b. b= = =0.24 ：制動時的黏著系數(shù)，礦山提升與運(yùn)輸表3-2，撒沙時取0.17制動距離： 既：=37.63m40m，滿足制動距離要求.33電機(jī)車臺數(shù)確定：列車往返一次所需的時間： = =47.67min 一臺電機(jī)車在一個班內(nèi)可能往返的次數(shù)： /班 電機(jī)車每班工作