周浩燕主井提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

1、主井單繩纏繞式提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)1選型設(shè)計(jì)的基本原則礦井提升設(shè)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。所以在選型設(shè)計(jì)之前，必須進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)方案比較，使設(shè)計(jì)方案真正達(dá)到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上的合理。礦井提升設(shè)備的合理設(shè)計(jì)，主要取決丁確定合理的提升系統(tǒng)，即設(shè)計(jì)礦井采用幾套提升設(shè)備、提升設(shè)備的類型(單繩纏繞式還是多繩摩擦使)以及提升式(采用箕斗還是罐籠)。一般情況下，年產(chǎn)量在30萬噸及其以上的大中型礦井，由丁提升任務(wù)重，可設(shè)兩套提升設(shè)備，主井采用箕斗提升，副井采用罐籠提升。對(duì)丁年產(chǎn)量超過180萬噸的特大型礦井，主井可采用兩套箕斗提升設(shè)備，副井除配備一套提升設(shè)備以外，有時(shí)尚需設(shè)置

2、一套帶平衡錘的單容器提升設(shè)備作輔助提升。對(duì)丁年產(chǎn)量小丁30萬噸的礦井可采用兩套普通的罐籠提升設(shè)備，若一套提升設(shè)備能夠完成任務(wù)，也可采用一套普通罐籠提升。對(duì)丁大中型礦井，決定其提升方式時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：(1) 如果煤的品種較多，且要求不同品種分別運(yùn)出時(shí)，應(yīng)采用罐籠提升為宜；(2) 如果對(duì)煤由塊度要求且要求較高時(shí)，宜采用罐籠提升；(3) 地面生產(chǎn)系統(tǒng)靠近井口，采用箕斗可簡(jiǎn)化煤流過程；若遠(yuǎn)離井口，并需窄軌運(yùn)輸，則宜采用罐籠提升；(4) 對(duì)丁采用單容器提升還是雙容器提升，主要取決丁同時(shí)開采的水平數(shù)，對(duì)丁煤礦多數(shù)以單水平開采，故一般采用雙容器提升。當(dāng)多水平提升時(shí)，一般采用單容器加平衡錘的提升系統(tǒng)

3、；(5) 多繩摩擦式提升機(jī)具有諸多優(yōu)點(diǎn)。在立井提升中，一般當(dāng)年產(chǎn)量在60萬噸及其以上，井深有在300350m以上時(shí)，采用多繩提升為好。如果井深更大，即使年產(chǎn)量較小，也以多繩摩擦提升為宜。對(duì)丁斜井或較淺的立井均應(yīng)采用單繩纏繞式提升設(shè)備。對(duì)丁斜井提升方式主要有申車、箕斗和帶式輸送機(jī)三種。申車一般用丁井筒傾角小丁25：的礦井。對(duì)丁年產(chǎn)量在21萬噸及其以下的礦井，一般采用單鉤申車提升；當(dāng)年產(chǎn)量達(dá)30萬噸，而提升距離較短時(shí)，一般采用雙鉤申車提升?；诽嵘话阌枚∧戤a(chǎn)量45萬噸以上，井筒傾角大丁25的礦井，箕斗一般采用后卸式箕斗。帶式輸送機(jī)一般用丁產(chǎn)量較大，距離較長(zhǎng)的斜井中。以上僅是一般的設(shè)計(jì)原則，在具體

4、設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)礦井的具體條件，提出若十可能方案，對(duì)基本投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、技術(shù)的先進(jìn)性等諸方面進(jìn)行技術(shù)比較后確定。同時(shí)還要考慮到我國(guó)提升設(shè)備的生產(chǎn)和供應(yīng)情況，才能確定比較合理的方案。根據(jù)設(shè)計(jì)的任務(wù)要求和具體的生產(chǎn)條件，本設(shè)計(jì)是針對(duì)副井提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì)?；谝陨系脑O(shè)計(jì)原則，本提升設(shè)備采用單繩纏繞式雙罐籠提升設(shè)備。2設(shè)計(jì)依據(jù)礦井年產(chǎn)量An=160萬t;井深Hs=180m主井裝載高度Hz=27m卸載高度Hx=i8m散煤容重Y=950kg/m3。(1) 提升方式：主井單繩纏繞式提升3設(shè)計(jì)主要內(nèi)容提升容器的計(jì)算和選擇；提升鋼絲繩的計(jì)算和選擇；礦井提升機(jī)滾筒直徑的計(jì)算和選擇；天輪直徑的計(jì)算和選擇；提升機(jī)與井

5、筒相對(duì)位置的計(jì)算；電動(dòng)機(jī)功率的初選。4設(shè)計(jì)步驟4.1提升容器的選擇提升容器的容量是按提升任務(wù)的大小來確定的。提升容器選擇大，初期投資大，為了降低初期投資量，選擇容器容量越小越好。相反提升容器選擇小，需要加快提升速度，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)容量和電能消耗增大，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用增加，而為了節(jié)省費(fèi)用，乂要增大提升容量。為解決這一矛盾，一般認(rèn)為，在不加大提升機(jī)及井筒直徑的前提下，選用較大容積的提升容2-1器，以采用較低的提升速度，節(jié)省電耗，比較經(jīng)濟(jì)合理?；肥菃我挥猛镜奶嵘萜?，僅用于提升煤炭或礦石。其結(jié)構(gòu)和工作示意圖如圖所示。我國(guó)煤礦廣泛采用固定斗箱底部卸載式箕斗，其優(yōu)點(diǎn)是閘門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、嚴(yán)密，閘門向上關(guān)閉沖擊小，當(dāng)煤倉(cāng)

6、已滿，煤為卸載完畢時(shí)，箕斗產(chǎn)生斷繩的可能性很小?；烽l門開啟主要借助煤的壓力，因而卸載時(shí)傳遞到卸載曲軌上的力較小，改善了井架受力狀態(tài)。該閘門的缺點(diǎn)是：如果閉鎖裝置一旦失靈，閘門可能由丁震動(dòng)、沖擊而在井筒中自行開啟，不但會(huì)把煤卸載在井筒里，還會(huì)撞壞井筒設(shè)備，因此必須認(rèn)真檢查閉鎖裝置?；吩O(shè)計(jì)和選用主要應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，有足夠的剛度，裝卸載快，閘門工作可靠。因此，根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)數(shù)據(jù)，主井單繩纏繞式提升系統(tǒng)，年產(chǎn)量160萬噸，提升容器選擇雙容器箕斗提升，下面采用經(jīng)濟(jì)速度法對(duì)箕斗型號(hào)進(jìn)行選擇。4.1.1經(jīng)濟(jì)提升速度VmVm0.4.H0.4180456(m/s)上式中，Vm經(jīng)濟(jì)提升速度，m/s；H裝載高度

7、+井深+卸載高度，m即HHSHZHX1802718225(而4.1.2估算提升循環(huán)時(shí)間TxTxVmH一一uaVm60.8225101065(s)8上式中，Tx根據(jù)經(jīng)濟(jì)提升速度估算的一次提升循環(huán)時(shí)間，s；a提升加速度，預(yù)設(shè)取值0.8m/s2;u容器爬行階段附加時(shí)間，箕斗低速爬行時(shí)間一般取值10s；箕斗裝卸載休止時(shí)間，一般取值10s4.1.3計(jì)算箕斗一次提升量QQafTx1601041.1伐659.08噸3600brt360030014上式中，An礦井年產(chǎn)量，t/a;afC提升不均衡系數(shù)，箕斗提升取值1.1,提升能力富裕系數(shù)，取值1.2。br提升設(shè)備年工作日數(shù)，一般取300d;t提升設(shè)備日工作小時(shí)

8、數(shù)，一般t=14h。雙容器提升，則一個(gè)箕斗的一次提升量為9.08/2=4.54噸。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可知，應(yīng)選名義載重量為6t的JL-6型立井單繩箕斗，其有關(guān)數(shù)據(jù)是箕斗自重Qz5t,容器全高Hr9.45m，有效容積V6.6m3,箕斗中心距S1.87m,最大終端負(fù)荷120KN最大提升高度700m箕斗總高9450mm適應(yīng)的提升鋼絲繩直徑為43mm適應(yīng)提升機(jī)型號(hào)為2JK-3.5。因散煤容重y=950kg/m3，故一次實(shí)際提升量Q9506.66270kg。4.2鋼絲繩的選擇計(jì)算提升鋼絲繩是提升系統(tǒng)的重要組成部分。它直接關(guān)系到礦井的正常生產(chǎn)和人員的安全，還影響提升機(jī)的設(shè)計(jì)，乂是提升系統(tǒng)中經(jīng)常更換的易耗品。

9、因此無論從安全生產(chǎn)還是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行上考慮都要給予足夠的重視。在礦井提升系統(tǒng)中，應(yīng)該根據(jù)不同的用途，選用合適的鋼絲繩，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮他們的效能，為此必須對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能及選擇計(jì)算做詳細(xì)的了解。鋼絲繩的分類按鋼絲繩統(tǒng)制次數(shù)分：?jiǎn)卫@繩，雙繞繩，三繞繩。按由股捻成繩的捻向分：左捻繩，右捻繩。按捻法分：同向捻鋼絲繩，交互捻鋼絲繩。按股中鋼絲接觸情況分：點(diǎn)接觸式，線接觸式，面接觸式。按繩股斷面形狀分：圓股，異型股。特種鋼絲繩：多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，密封鋼絲繩，扁鋼絲繩。在礦井提升系統(tǒng)中，應(yīng)該根據(jù)不同的用途，選用合適的鋼絲繩，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮他們的效能，為此必須對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能及選擇計(jì)算做詳細(xì)的了解。在選擇鋼絲

10、繩時(shí)還要考慮以下因素：(1)對(duì)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形股、接觸形式為點(diǎn)或線接觸的鋼絲繩，且多采用價(jià)格較低的6股19絲的普通圓股鋼絲繩：對(duì)于礦井淋水大、酸或堿度高和在出風(fēng)井的井筒中使用，為防止鋼絲繩銹蝕，宜選用鍍鋅鋼絲繩。(2)對(duì)于斜井，因鋼絲繩與地輾、地面摩擦，為了抗磨損和腐蝕，宜選用繩股表層的鋼絲較粗、有纖維芯的鋼絲繩，一般多采用6股7絲的普通型圓股鋼絲繩,或線接觸式的西魯式6股19絲鋼絲繩，選用時(shí)以股的外層鋼絲直徑比內(nèi)層粗為好(3)對(duì)丁多繩摩擦式提升，一股宜選用鍍鋅同向捻(左右捻各半)的鋼絲繩，斷面形狀最好是用三角股。4.2.1鋼絲繩初選本設(shè)計(jì)是單

11、繩纏繞式提升，因此選擇和箕斗相適應(yīng)的鋼絲繩直徑為43mm鋼絲2mm勺繩纖維芯GB1102-74繩619股鋼絲繩?？估瓘?qiáng)度B170000N/m2，箕斗安全系數(shù)ma6.5，有關(guān)數(shù)據(jù)為直徑d43mm,p65.53N/m,Qq1185kN,2.0mm。對(duì)其每米重量進(jìn)行驗(yàn)算：鋼絲繩懸:垂長(zhǎng)度HCHSHjHZ2203827285(n)上式中,Hj-井架高度Hs-井的深度Hz-容器裝載高度在井架高度為確定之前，將井架高度Hj選值為38mQQZ62705000PT：0.11哽285gm8.5m/s6015.5上式中，已選出電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；i減速器的傳動(dòng)比。提升機(jī)的實(shí)際提升速度8.76m/s大丁鋼

12、絲繩的最大允許速度8.5m/s,所以需調(diào)整減速器的傳動(dòng)比，將減速器的傳動(dòng)比提高到18,則:Dne3.143.5741Vme7.54m/s160萬噸1.11.259.27所以，設(shè)備的選型能夠滿足年產(chǎn)量160萬噸的需求。設(shè)計(jì)心得本次設(shè)計(jì)歷時(shí)近兩周時(shí)間，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的討論幫助下，我完成了主井單繩纏繞式提升設(shè)備的選型以及主井提升系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。通過本次設(shè)計(jì)，使我首先認(rèn)識(shí)到了礦井提升設(shè)備的重要性。礦井提升設(shè)備是礦山重要和關(guān)鍵設(shè)備之一。其任務(wù)是用于煤礦、金屆礦及非金屆礦提升和下放人員、煤炭、礦石、砰石及運(yùn)輸材料和設(shè)備等。它是聯(lián)系井上和井下的重要提升運(yùn)輸工具，在整個(gè)礦井生活中占有重要的位置，因此被人們

13、稱為礦山的“咽喉設(shè)備”。其次，掌握了提升設(shè)備的選型計(jì)算過程，如箕斗、鋼絲繩、天輪、井架、提升機(jī)以及電動(dòng)機(jī)的選型等，對(duì)提升系統(tǒng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和理解。再次，是我重溫了CA時(shí)算機(jī)繪圖知識(shí)，用CALB件繪制出了礦井提升設(shè)備系統(tǒng)圖。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過程中也出現(xiàn)了很多問題，如對(duì)井架高度、鋼絲繩偏角的認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致多次計(jì)算錯(cuò)誤，制圖軟件不熟練導(dǎo)致設(shè)計(jì)進(jìn)程緩慢。在以后的學(xué)習(xí)工作中，我會(huì)繼續(xù)努力，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取更多的進(jìn)步。1 莊嚴(yán)主編.礦山運(yùn)輸與提升.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，20082 周乃榮、嚴(yán)萬生等.礦山固定機(jī)械手冊(cè).煤炭工業(yè)出版社，19863 洪曉華.礦山運(yùn)輸提升.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，20074 姜勇等.AutoCAD2006中文版機(jī)械制圖基礎(chǔ)培訓(xùn)教程.人民郵電出版社，20075 夏榮海，郝玉琛.礦井提升設(shè)備.徐州，中國(guó)礦業(yè)學(xué)院出版仕，19876 陳維健，齊秀麗.礦井運(yùn)輸及提升設(shè)備.徐州；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，19897 杜競(jìng)