采矿工程专业矿井运输提升课程设计【毕业论文+CAD图纸全套】

前 言 一、 课程设计目的、任务及基本要求 课程设计是继矿井提升运输课程后进行的一门设计实践性课程，理论与实践紧密结合，培养学生机械基本和综合设计能力以及提高创新设计能力。 基本要求是： 1培养学生综合运用所学基础课和专业基础课的基本知识和理论，能根据煤矿生产的需要和技术发展，选择和论证技术方案，设计完成矿井运输系统和矿井提升设备的选型设计； 2巩固、深化和扩大学生所学的基础理论、基本知识，加强理论与实践的结合； 3学习工程设计中技术方案的论证和选择的思想方法； 4学习矿井运输系统的设计与提升系统设计中 的有关技术规范和安全规程； 5培养学生独立思维和思考的能力。 二、课程设计题目： 三、课程设 计内容 1工作面刮板输送机的选型设计 已知某综采工作面运煤，运输生产能力 Q=450t/h，煤的松散容重 =采煤机的生产能力 50t/h，牵引速度 作面长度 L=200m，煤层倾角 =9，试选择合适的工作面刮板输送机。 2带式输送机的选型设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 某上 运带式输送机，输送机的传动装置布置在输送机上方，处于发电运行状态，已知其输送量 Q=800t/h，输送机长度 L=1000m，倾角 =10，散煤容重 =950kg/最大块度 a=150选择合适的带式输送机。 3 主井缠绕式提升机选型设计 某矿井为单绳缠绕提升系统，年产量 5 万 t，年工作日 320d/a,每天工作时间4h,该矿在整个服务年限内前后期分两个水平开采。第一水平井深 32m，第二 水平井深 H 2s =370m,主井装载高度 18m，卸载高度 17m。散煤容重 =1000 kg/原装备一台 2用了名义载重为 4t 的箕斗，原井架高度 31m。现拟再开采第二水平时，按年产量 25万 吨进行技术改造。试进行主井提升设备的选型设计。 4煤矿副井多绳摩擦式提升设备选型设计（井塔式） 某矿年产量 40 万 t，井深 750m；年工作日 330d/a，每天工作时间 6h,矸石容重g=1400 kg/辅助运输采用 名义装载量为 机车牵引。最大班下井工人为 900人。综采工作面使用液压支架需整体下运，其宽度为 据以上条件进行副井提升设备的 选型设计。 第一章 工作面刮板输送机的选型设计 刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送机械 ;主要用于采煤工作面和采区巷道等恶劣条件下的煤炭运输。作为采区巷道用的刮板输送机是由刮板链、溜槽、机头部、机尾部等基本部件组成，当刮板输送机用于机械化采煤工作面与滚筒采煤机和输送机推移装置配套使用时，其结构组成除有以上基本部件外，根据设备配套要求和工作需要，还有铲煤板、挡 煤板、机头支撑推移装置等一些其他部件。 某矿 工作面刮板输送机参数确定 ，试选定刮板输送机型号： 1、原始数据 已知某综采工作面运煤，运输生产能力 Q=450t/h，煤的松散容重 =煤机的生产能力 50t/h，牵引速度 作面长度 L=200m，煤层倾角 =9试选择合适的工作面刮板输送机。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 图 2工作面用刮板输送机 1234 567 892、 刮板 输送机 主要参数的确定 刮板输送机的确定：根据综采工作面运煤，运输生产能力 Q=450t/h，煤的松散容重 =煤机的生产能力 50t/h，牵引速度 作面长度L=200m，煤层倾角 =9,可以采用刮板输送机适合的型号 764/320w，其链速为V=s，一条 26 92 的 C 级圆环链的破断能力为 850送能力为 Q=900t/h。 刮板输送机计验算的内容包括：运输能 力、运行阻力、刮板链张力、电动机功率链子的安全系数等。 实际输送能力为： 900 式中： 450 t/h； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - s； s。 根据计算， 输送能力满足要求。 刮板输送机的运行阻力按直线段和曲线段分别计算。运行时除了要克服煤和刮板链的运行阻力外，还需克服煤 和刮板链的重力。通常将它们一起计为总运行阻力。 取 )s i nc o s()s i nc o s( )9s i o 052)9s i o 01 3 2 0000 =空段阻力为 )9s i 052)s i s( 00 =56219 N 式中： N； N； 159 链单位长度的质量 ,52 200m； 为煤在槽内运行的阻力系数 , 为倾斜角度 9 。 虑可弯曲段影响）为： 刮板输送机稳定运行所需要的牵引力，等于它运行时所需克服的全部阻力之和，其计算方法采用简易计算法。 2 3 4 0 0 1)5 6 2 1 91 3 7 1 7 0 . 3 9(210 N 刮板链绕经链轮的阻力附加 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 电机功率 0 0 4 0 0 11 0 0 00 式中： v 为刮板链运行速度， s； 为减速器的机械效率 , 考虑到采区的电压降，双机头驱动两电机负荷不均匀及难以准确计算的额外阻力，实际配备的电动机的功率，应在计算值上 考虑 15% 20%的富裕量，则,)314301() 而 764/32060 率满足要求。 3、刮板链强度的计算。 因为 ,所以刮板链 3点的张力最小，令 ，则 4=双链负荷分 配不均匀系数取 安全系数为： 1 3 7 1 7 0 0 0 0 m a d 中： 850 刮板链的最大静张力， 为双链负荷不均匀系数 , 刮板链的强度满足要求，可在给定条件下工作。 综上所述，所选刮板输送机为 764/320w 满足要求。 第二章 带式输送机的选型设计 带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备，它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低 、运行平稳、在运输途中对物料的损伤小特点，它是由：输送带、托辊、驱动装置、机架、拉紧装置和清扫装置组成。带式输送机可用于水平和倾斜运输，倾斜的角度依物料性质的不同和输送带表面形状不同而异。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 某矿 下运带式 输送机 参数确定 ，试选定带式输送机型号： 1、 原始数据 某 上 运 带式输送机， 已知其输送量 Q =800t/h，输送机长度 L=1000m， 倾角 =10，散煤容重 = 950kg/大块度 a=150试选择合适的 带式 输送机 。 2、 带式 输送机 主要参数的确定 的确定。 带速 V 根据带宽和被运 物料性质确定，我国带速已标准化，具体选取可参考教材表3 21初步确定带速 V=s。 的确定。 按给定条件 Q =800t/h， =950kg/V=s，又通过教材查表 3 18,得 k=出物料断面积 A 为 006.3 按槽 a=300、堆积角 =200查表 3 17，取带宽 B=1200 u 2121 c o s)2( f 其中： C 考虑到附加阻力后引入的系数， C=f 模 拟摩擦系数 承载分支托辊每米长旋转部分质量 回程分支托辊每米长旋转部分质量 每米长输送带的质量 每米长输送物料的质量 查表 3 22得： 022.0f 查表 3 23得： 则。取 ,3,5 ； 查表 3 6 得： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 倾斜阻力： 3 710s i 8s i n 0 特种主要阻力： 13、输送带输送机主要参数的确定 运量确定：上运带式输送机运量 Q 按 800t/h，初步确定输送带输送机的带速v=s、带宽 B=1200 输送的理论计算能力 =950 h Q 因此，所选输送带能满足输送能力的要求。 4、输送带输送机选型计算 输送带输送机主要技术参数初选为：运量 Q 3000t/h，机长 L=1640m，倾角 16，提升高度 H=452m， 带速 v=s，带宽 B=1800强 u 根据初选的输送带机主要参数，计算圆周驱动力 不考虑附加阻力）： qB+64060+52中 ： C 考虑到附加阻力后引入的系数， C= 模拟摩擦系数， f= 承载分支托辊每米长旋 转部分质量 ， 0kg/m 回程分支托辊每米长旋转部分质量 ， m 每米长输送带的质量 ， m 每米长输送物料的质量， ： 000=动机功率： P= 电动机采用 4 台 2000103 台工作，一台备用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 5、 输送带张力计算 承载 分支：2 3 0 5 6)/(8 )(m a i n ah 程分支：5 8 0 1 5)/(8m a xm ah 绳 按双滚筒传动，功率配比 2： 1。 6 9 0 2 4 2321 F N 3 4 5 1 2 132 F N 为满足不打滑条件，11211 ，22221 22211211 2222 1 . 5 12 2 5 9 6 4 . 5 012e N 1 0 8 52221 N 6 1 3 2 721 N 其中，围包角 按 195，滚筒与皮带间的摩擦系数 取 2 9 1211 ， 满足防滑条件。 分支最小张力 下分支最小张力 ： x 0 1 0 4 6 1 m i 其中下分支阻力 ： f 640 分支 最小张力 ： 足要求。 6、输送带安全系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 满足要求。 7、选型计算结果 带宽： B=1200带速： v=s； 带强： =5400N/ 运输能力： Q=1000t/h； 机长： 784m； 倾角： =18； 提升高度： H=441m ； 传 动 滚 筒 直 径 ：2040 托辊直径： 194电动机： 42000500r/台备用） 第三章 主井摩擦 式提升机选型设计 某矿井为多绳摩擦 提升机，年产量 00 万吨，年工作日 20d，每日工作 14h。该矿在整个服务年限内前后期分两个水平开采，第一水平井深 30m,第二水平井深 70m,主井装载高度 8m,卸载高度 5m。散煤容重 =1000kg/原装配一台 23/缠绕式提升机，采用了名誉载重为 4井架高度1m。先拟再开采第二水平，按年产量 25 万吨进行技术改造，试进行主井提升设备的选型设计。 1、提升容器的确定 高度 H 40315183702 m / x 上式预选 行时间 0s；休止时间 估取 10s。 1 3 考虑到为以后矿井生产能力加大和矿井水 平延伸留有余地，从单绳箕斗规格表中选择名义装载重量为 8吨的 ，其主要技术规格见表 1 表 1斗技术规格 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 型号 自重 高 效容积 器间中心距S/义载重量 t 500 9250 8 8 2100 8 因散煤容重 10003m ，故一次实际提升量 Q 为 80 01 00 2、钢丝绳的选择计算 p 3 1 3 7 0 1 8 4 1 9c j s H H m 式中 ： 斗提升：1m ； 370m； 载高度，箕斗提升： 18m； 8 8 0 0 5 5 0 0 1 0 5 7 . 7 /1700000 . 1 1 4 1 90 . 1 16 . 5g N 取钢丝绳抗拉强度 21 7 0 0 /B N m m ，安全系数 根据上述 取 6技术特性见表 1 表 1丝绳技术规格 式中 ：1190000N； 钢丝绳安全系数满足要求，合格选用。 3、验算提升机 单绳缠绕式提升机工作原理：将两根提升钢丝绳的一端以相反的方向分别缠绕并钢丝绳直径d 中最粗钢丝直径丝破断拉力总和 每米钢丝绳重 p N/m 43 190000 66 3 1190000 7 . 0 4 6 . 5( 8 8 0 0 5 5 0 0 0 ) 1 0 5 7 . 7 4 1 9qa Q g p H 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 固定在提升机的两个卷筒上；另一端绕过井架上的天轮分别与两个提升容器连接。这样，通过电动机改变卷筒的转动方向，可将提升钢丝绳分别在两个卷筒上缠绕和松放，以达到提升或下放容器，完成提升任务的目的。 选择提升机的主要参数有：卷简直径 D； 卷筒宽度 B； 提升机 最大静张力 其中卷筒直径 其他三个参数为校核参数。 主要原则：使钢丝绳在卷筒上缠绕时所产生的弯曲应力不要过大，以保证提升钢丝绳具有一定的承载能力和使用寿命 。理论与实践已证明，绕经卷筒和天轮的钢丝绳，其弯曲应力的大小及其疲劳寿命取决于卷筒与钢丝绳直径的比值。煤矿安全规程规定，对于安装在地面的提升机，其直径与钢丝绳直径的关系如下： 式中： D 为提升机卷筒直径，； 43 为提升钢丝绳中 最粗钢丝绳直径 , 由于原 2提升机不能满足扩建后的技术要求，所以选用卷筒直径为 提升机。 3 5 0 0 8 0 8 0 4 3 3 4 4 03 5 0 0 1 2 0 0 1 2 0 0 2 . 8 3 3 6 0D d m mD m m 据此选用 技术规格见表 1 表 1- 3 提升机技术规格 卷简直径 D m 卷筒宽度 B m 提升机最大静张力 大静张力差 80 115 变位质量 Gj 大钢丝绳直径 卷筒间隙 a 卷筒中心距 S 35 43 140 1840 选定了标准卷简直径后，卷筒的标准宽度 后根据实际需要在卷筒上缠绕的钢丝绳长度来计算卷筒的实际宽度 B。 在提升机卷筒上应容纳以下几部分钢丝绳： 3 0 0 0 8 0 8 0 4 3 3 4 4 03 0 0 0 1 2 0 0 1 2 0 0 2 . 8 3 3 6 0D d m mD m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - ， m; 定每半年剁绳头一次，每次剁掉 5m，按提升钢丝绳的使用寿命为三年计，则试验长度为 30m； 丝绳在卷筒上松绳时，不能全部松 放，应在卷筒表面保留三圈摩擦圈，则卷筒的实际容绳宽度 B 为： 由于 B B，卷筒不满足设计要求 ,提升钢丝绳在卷筒的实际缠绕宽度 B可按下式计算 : 3 0 ( 3 ) 3 9 9 3 0 ( 3 4 ) 3 . 1 4 3 . 5 ( ) ( 4 3 3 )2 3 . 1 4 3 . 5 3 61 0 4 8 1 7 0 0pH n m m m 式中： 399m； 43 为提升钢丝绳绳圈间的间隙，取 3 n 为错绳圈数 , n =4 取 n=2 2 2114 ( ) 3 5 0 0 4 3 7 ( 3 7 3 ) 3 5 3 6 3 . 5 3 622p d d m m m 度校核 为了保证提升机在其设计强度范围内工作，使提升机的工作负荷不超过其设计值，必须 验算提升工作的最大静张力 ： 3 0 3 8 4 3 0( 3 ) ( ) ( 3 ) ( 4 3 3 ) 1 8 7 0 . 83 . 1 4 3 . 5HB d m m a xm a 0 0 0 5 5 0 0 0 5 7 . 7 4 1 91 6 8 9 5 2 . 7 1 8 0 0 0 0 g Q g p 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 为了保证提升机在其设计强度范围内工作，使提升机的工作负荷不超过其设计值，还必须 验算最大静张力差 ： 由以上两项计算可知：重新选用卷筒直径为 提升机强度满足要求。 4、天轮的选型计算 天轮直径的选择 D ：根据 煤矿安全规程的规定，对于地面设备，当钢丝绳对天轮围抱角大于 90时 应满足如下要求： 据此选用 技术规格为：天轮直径 500位质量 1330N。 5、提升机与井筒相对位置 架高度 式中： 17m； 容器规格中查得 8m； 中最后一项 为从容器连接装置上绳头与天轮轮缘的接触点到天轮中心约为 后 确定 6m，原井架不能继续使用，应更换到 36米。 s 对于需要在井筒与提升机房之间安装井架斜撑的矿井，对上述 ： 考虑到减轻“咬绳”现象，取 0m x 8 8 0 0 0 5 7 . 7 4 1 9 1 1 2 6 9 3 1 1 5 0 0 0j c j g p H F N 8 0 8 0 4 3 3 4 4 01 2 0 0 1 2 0 0 2 . 8 3 3 6 0D d m mD m m 0 . 7 5 1 7 9 . 2 5 8 0 . 7 5 1 . 7 5 3 3 . 5 6 3 1j x t g H H R m m 0 . 6 3 . 5 0 . 6 3 6 3 . 5 3 . 5 2 8 . 6 D m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 在提升过程中，弦长、偏角是变化的 ,且相互制约。为了防止运转时钢丝绳跳出天轮轮缘， 的振动幅度 也增大。因此将 弦长 0上、下两条绳弦长度不相等，但在计算中，近似地认为卷筒中心至天轮中心的距离即为弦长。 提升卷筒中心与机房地平高差 房地平与井口高差 =： 2202223 . 5( 3 6 1 . 2 ) ( 3 0 ) 4 4 . 8 2 下放货载时，验算紧急制动时，可令 1d 。 这里，只验算正常最重货载（矸石）提升，以及正常最重载（因为材料重力小于矸石，较重设备与矸石重力相近，故仍以矸石为准）下放两种情况。 2 2 11 2 11 2 112( ) ( 1 )3 . 0 6 1