课程设计：矿井运输与提升设备选型设计

龙岩学院资源工程学院课程设计题 目：矿井运输与提升设备选型设计姓 名：xxx学 号：xxxxx班 级：采矿工程年 级 : 2010级指导老师 :xxx老师2013-7目 录1 矿井运输11. 1矿井运输概述.11.2井下运输系统和运输方式的确定11.3大巷运输设备21.4列车组成的计算31.5电机车台数的计算62 矿井提升82.1矿井提升概述82.2矿井提升设计的主要依据和原始资料82.3提升设备的选型计算8II1 矿井运输1.1矿井运输概述本矿井设计年工作日330天，每天二班生产，一班检修，每天提升16小时。该设计采区位于一水平右翼，东以矿井边界为界，西与七采区相邻，南以-50m等高线为界，走向长度1230m,采区平均倾斜长400m（北+107m以上为煤层风化带），采区面积492000m2。采区内有m1、m2两层可采煤层。矿井先期投产m1煤层的一个采区保证年产量煤层赋存稳定，煤层平均倾角22。采区回风大巷、运输大巷位于采区上，下部边界距m2煤层底板15m的岩石中。M1煤层：平均厚度2.21m，煤的密度为1.42t/m3,为稳定煤层，煤质中硬，节理较为发育，低瓦斯。M1煤层距M2煤层8m。M1煤层伪顶厚0.1m，为泥岩；直接顶厚4m,为沙质泥岩；老顶为中粒砂岩，底板为粉砂岩，底板上有0.3m的厚泥质页岩，较松软。采区服务年限为7.8年，采区生产能力为30万吨，采区设计两个炮采工作面，一个岩掘队，一个煤掘队首采区设计两条上山，设计开拓方式为立井多水平采区式开拓。1.2井下运输系统和运输方式的确定矿井大巷运输采用矿车运输，首采区上山及区段平巷采用轨道运输。工作面的煤炭运输采用胶带输送机运送。一、运输方式的确定及矿井运输系统 煤炭：回采工作面-区段运输平巷-采区上山-采区煤仓-运输大巷-井底煤仓-主井箕斗运送到地面。 矸石：工作面-区段平巷-矿车运输-轨道大巷-副井提升到地面。 材料：副井-井底车场-轨道大巷-采区上山-区段运输平巷-工作面。 人员：副井-井底车场-轨道大巷-采区上山-区段运输平巷-工作面。二、采区运输设备的选型工作面运煤采用可弯曲刮板输送机，型号是SGZ764/264，区段运输平巷采用可伸缩胶带输送机，型号SDJ，采区上山采用胶带运输机，型号SJD-150。顺槽转载机的型号为SZZ764/132三、大巷运输设备大巷一般采用轨道运输，并选用矿车，牵引设备一般采用电机车，小型矿井亦可采用无机绳运输。大型矿井，采区生产集中矿井一翼走向长度小于3Km，条件适合，技术经济比较优越时，可采用胶带输送机。矿车类型应根据矿井设计生产能力选择。本矿井应选用底卸式矿车，。年生产能力小于90万吨的矿井，选用一吨固定式矿车和与之相一致的辅助车辆。所以本矿井辅助运输可选用1吨固定矿车和平板车，材料车和人车等辅助车辆根据以上原则，同时参考矿山固定机械有关内容，确定选用以下固定设备。各种设备选型特征如表11、表22、表13所示。表11 可弯曲刮板输送机型号运输能力t/h出厂长度（m）电动机型号功率（Kw）电压（V）SGD730/320700150YSB1601602660/1140表12 可伸缩胶带输送机特征表型号运输能力t/h出厂长度（m）台数输送带与转载机接头（m）储带长度（m）电动机台数功率（Kw）电压（V）功率因数宽度（mm）速度m/sSSD800、240SJ8040060028002.012802402660/11400.86表13 顺槽转载机特征表型号机型出厂长度（m）小时运量t/h电动机型号功率（Kw）电压（V）SZZ-730/132双边链43630KBY55013213211401.3大巷运输设备大巷一般采用轨道运输，并选用标准矿车，牵引设备一般采用电机车，小型矿井亦可采用无机绳运输。大型矿井，采区生产集中矿井一翼走向长度小于3Km，条件适合，技术经济比较优越时，可采用胶带输送机。矿车类型应根据矿井设计生产能力选择。年生产能力大于90万吨的矿井，应选用底卸式矿车，辅助运输可选用1.5吨固定矿车和平板车，材料车和人车等辅助车辆。年生产能力小于90万吨的矿井，选用一吨固定式矿车和与之相一致的辅助车辆。根据以上原则，同时参考矿山固定机械有关内容，确定选用以下固定设备。（见表14、表15）表14 架线式电机车主要技术特征表型号粘着质量（t）轨距（mm）轴距（mm）速度Km/s配套电机外形尺寸型号容量电压（V）ZK106/25010600110011ZQ21440250449010441600表15 矿车主要技术特征表名称型号名义载重（t）最大载重（t）轨距（mm）轴距（mm）缓冲器外形尺寸（mm）自重（Kg）3t底卸式矿车MD3.363/6001100双列弹簧式34501400120018001t固定箱式矿车MGC1.16A1/600550单列弹簧式200088011505921t平板车MP16A12600550单列弹簧式200088011504641t材料车MC16A12600550单列弹簧式200088011504941.4列车组成的计算在确定电机车粘着质量及矿车形式之后，可以根据运输条件计算列车组成。列车组成的计算按三个条件来确定，分别为：按电机车的粘着质量。按牵引电动机的允许温升。按列车的制动条件。分别计算如下：1、按电机车的粘着力条件计算以电机车在最困难的启动条件下启动时，车轮不打滑为计算依据。Qzh 式中： P机车粘着重量，t；Qzh重车组质量，t；机车粘着系数，启动= 0.24；Wzh重列车起动时的阻力系数，取0.0105；I轨道线路平均坡度 ，i = 3；列车起动时的加速度 ，= 0.04m/s2；所以： 99.26（t）2按牵引电动机允许温升条件计算式中：Fch电机车长时牵引力，N；P 机车重量电机车调车时的电能消耗系数，取1.25；T机车往返一次的运行时间，min；列车往返一次的运行时间，min；Wzh重列车运行阻力系数，取0.007；id等阻力坡度 一般为2 3，取2；g重力加速度，取9.8 m/s2；所以： 其中： 式中：列车往返一次的运行时间，min；加权平均运距，Km，取1Km；重列车的运行速度，Km/h，取6 Km/h；空列车的运行速度，Km/h，取8 Km/h；所以： 23min列车往返一个循环中的休止时间，min，取5min；所以： 213（t）3按列车制动条件计算根据煤矿安全规程，列车制动距离，制动时不得超过40m。在车组重量计算时，一般只按运送物料下坡制动不超过40m计算。列车开始制动时速度等于长时速度，则制动时的减速度为：式中：机车长时制运行速度，取=7.8Km/h；制动距离 ，运送物料时取40m；所以： 按制动条件计算车组重量的最大值是：式中：重车组质量，t；P机车重量，t；机车制动时粘着系数,取= 0.17;重列车运行的阻力系数，取0.007；I轨道的平均坡度，取i3；b列车制动时的加速度 m/s2由此： 548t4列车中矿车数量的确定式中：距三个约束条件确定的车组质量中最小者，t；G、G0分别为矿车的载重或自重，t；所以： 16台1.5电机车台数的计算1机车的加权平均周期运行时间 式中：加权平均运距，Km，取1Km；重列车的运行速度，Km/h，取6 Km/h；空列车的运行速度，Km/h，取8 Km/h；列车运行一个循环中休止时间，min，取5min；所以： 13.3+10+5 28min2每台机车每班可能运行次数： 次/班式中：一个工作班内的运输工作时间，不运人取7h；机车的加权平均周期运行时间，min；所以： 15 次/班3班产量AbA1 + A2 + An ， t/班式中：A1，A2，An各带区的班产量，t/班；因为只有一个带区生产，所以：AbA1 20.641311.4 880.32t/班4每班所需运送货载总次数式中：每班矸石产量，t/班；生产不均匀系数，取1.35；一列矿车的矿车数，取24辆；矿车载重，取3t；又因为：0.20.2880.32198t/班所以： 29次/班5每班运送总次数 次/班式中：取2所以：29+231次/班6工作机车台数29/15 1.93台取2台。7备用与检修台数 0.252 0.5台取1台。8所需机车总台数 2+1 3台2 矿井提升2.1矿井提升概述该矿井设计井型为60万吨/年，考虑设置一对井筒进行提升，即主井和副井进行提升。主井采用箕斗提升，主要负责提煤；副井采用罐笼提升，负责提矸、下料、升降设备和人员等各种辅助提升提升为主井和副井提升，大巷运输水平为-300m水平，地面井田标高为+100m，提升高度为400.1m，故应采用立井多绳摩擦式提升机，副井筒也采用多绳摩擦式提升机进行提升。2.2矿井提升设计的主要依据和原始资料该矿井设计生产能力为每年60万吨，年运输矸石12万t，井下运输大巷中采用3t底卸式矿车运煤，辅助运输通过1t固定式矿车、平板车和材料车来完成。东欢坉矿的煤质为优质无烟煤，煤的散体容重为1.3t/m3，矿井工作制度为：一年工作日为330天，每天净提升时间16小时，每天3班作业，每班工作8小时。该矿采用立井开拓，第一水平高度深380m，第二水平高度深520m。2.3提升设备的选型计算1主立井提升容器确定一次合理提升量式中：A 矿井设计生产能力,t；c 提升不均衡系数,箕斗井为1.11.15,取1.15； 提升富裕系数,第一水平取1.20；t 日提升小时数,取14h；n 年工作日数,取300d； 一次循环时间,s；其中：H提升高度，m；箕斗井：其中：矿井开采水平垂直深度，m；卸载水平至井口水平距离，m，取20m；装载水平至井底车场水平距离，m，取20m；最大提升经济速度，其中；加速度，取0.75；U箕斗在曲轨上减速与爬行所需的附加时间，取u=10s；休止时间，s，取10s；表2-2 箕斗休止时间箕斗规格（t）5及以下59121620休止时间（s）810121620所以： 400+20+20 440m 8.39m/s 83.6s所以： 3.6t选择提升容器规格尺寸根据Q值及煤的松散容重即可选用6t标准箕斗，根据表中斗箱有效容积，计算一次实际提升量：Q=式中：式中： 煤的松散容重,取,其中1.4为煤的容重,为碎胀系数,取1.1；箕斗容积；满度系数，取0.9； 1.27t/m3所以：Q= 7.5t根据箕斗实际提升量，选择JDG6/754型多绳摩擦式6t箕斗。箕斗有效容积6.6m3，自重7.9t。2副立井提升容器的确定副立井主要担负提升人员、材料、设备、矸石的任务。根据辅助运输设备和井下矸石量，初步选择罐笼型号为GDS12/754型1t矿车双层四车罐笼，其自重为7t。要求最大班工人下井时间一般不超过40min，最大班净作业时间，一般不超过5h（包括提人、材料、矸石），其中升降工人时间，按工人下井时间的1.5倍，升降其它人员时间，按升降工人的20，提升矸石按日出矸量的50；升降坑木、支架按日需量的50。下井人数的确定因为该矿年产量为60万吨，且工作制度为“三、八制”，二班半采煤半班准备。所以该矿总工作人员为：n 606其中管理人员占10，为60人。井下工人为606-60546人所以下井最大工人数546/3182人用提升人员进行验算：式中：每罐提升人数，23人；最大作业班下井人数，182人；提升加速度，取0.7m/s2； 380+20 440其中：矿井开采水平垂直深度，m；卸载水平至井口水平距离，取20m；稳罐附加时间，取5s；上下人员休止时间，取36s；所以： 800200人满足要求。以最大班净作业时间5小时验算提矸石每班作业时间（小时）式中：每日矸石提升量，t；每次矸石提升量，t；所以： 2.1h 126min升降其他人员的时间0.2（min）（60min） 16.96min0.20.216.96 3.392min下坑木、支架按日需量的50%计算；取0.3h18min下炸药24次，取3次；保健车24次，取3次；运送设备510次，取8次；其他510次，取8次；则：总计3+3+7+720次2283.6s27.87min所以：总作业时间为：126+3.392+16.96+18+27.87 3.2h6.98罐笼提升时：11.28.98所以钢丝绳的安全系数均能满足煤矿安全规程的要求。4多绳摩擦式提升机的选择提升机的选择是在确定主导轮直径口和钢丝绳最大净张力差Fe后，查提升机特征表确定的。主导轮直径根据安全规程规定，摩擦式提升机的主导轮直径D与钢丝绳直径d之比应符合下列要求：有导向轮时：D90d对箕斗井：D/d2800/24.511490对罐笼井：D/d2800/2312290所以主导轮直径选D2.8m，主、副井均能满足安全规程的要求。钢丝绳最大静张力Ff的计算，对于等重尾绳及轻尾绳提升系统的Ff。箕斗提升时：FfQ2+Q+np（Hk+Ht）+nqHHg N 7500+7900+41.97（23.4+440）+41.978.69.8 187369 N罐笼提升时：FfQ2+2（G+G0）+np（Hk+Ht）+n1qHHg N 4656+2（1000+592）+41.38（20.4+440）+41.388.39.8 102187 N钢丝绳作用在主导轮上的最大静张力差Fc箕斗提升时：FcQ+Htg （7500+0）9.8 73500 N罐笼提升时：Fc=4G+(H+1)g （41000+1）9.8 39210 N式中：提升钢丝绳与平衡尾绳总单位质量之差，对于等重尾绳的提升系统0，上式中取其绝对值；2.3.5电动机容量选择本部分内容，不