运输专项设计及设备选型.doc

山西楼俊集团泰业煤业有限公司 运输专项设计及设备选型第一节矿车一、矿车矿井整合前辅助运输使用1t矿车，本次设计根据矿井生产能力选用1t固定式矿车、2t材料车和2t平板车，配备油脂专用车、重型平板车等。二、各类矿车的数量矿井达产时各类矿车规格特征及数量见表4-2-1、表4-2-2。达产时各类矿车规格特征表表4-2-1 矿车名称矿车型号容积(m3)名义载重(t)外形尺寸(mm)轨距(mm)轴距(mm)自重(kg)长宽高固定式矿车MG1.16A1.1120008801150600550610材料车MLC26220008801150600600580平板车MPC2622000880415600550490重型平板车非标特制203460130036460011001240重型平板车非标特制103460130030460011001010油脂专用车MYC1.1-61.1240010501190600905达产时各类矿车数量表表4-2-2 矿车名称矿车型号矿车数量 (辆)备注生产备用合计固定式矿车MG1.16A401050已有30辆2t材料车MLC2682102t平板车MPC2610515重型平板车20t8210重型平板车10t8210油脂专用车MYC1.1-6112合计97第二节运输设备选型井下煤炭运输采用胶带输送机的运输方式，辅助运输采用无极绳连续牵引车牵引矿车的运输方式。一、煤炭运输设备（一）主斜井带式输送机验算1、原始数据及工作条件(1)矿井年产量:1.2Mt/a，工作制度330d， 16h/d。(2)井口卸载点至井底煤仓斜长: L=674.4m，提升垂高297m。(3)井筒倾角: =23.5-21；(4)散煤容重: 950kg/m3；(5)输送能力：Q=320t/h(井底煤仓设GLD1500/4/S给料机，功率4kW)；(6)工作环境：温度、湿度适中，灰尘较多，机头部分处于室内。(7)带式输送机布置形式及力学简图见图7-1-1。图7-1-1主井大倾角带式输送机设计示意图2、选型设计计算：(1)基本参数设定：输送带种类：选用阻燃型抗静电钢丝绳芯带，带宽B=1000mm，带强ST2500，带速V=2.5m/s，每自然米输送带重量qB=36.8kg/m。（矿方建议选用）承载托辊采用4辊深槽角，托辊直径=133mm，L=380mm，轴承为6305/C4,辊子承载能力P0=2.27kN，托辊实际最大静载荷Pmax=ea0(Im/v+qB)9.8=0.68kN，最大动荷载Pmax=0.824kN，P，满足使用寿命；承载托辊形式：每9组槽型托辊加1组槽型前倾托辊，=1.383；上托辊间距a0=1.2m，每米上托辊转动部分承载重量qRO=18.4g/m。下托辊直径=133mm，L=1150mm，轴承为6305/C4；回程托辊形式：4组平行加1组V型，=10=1.5；回程分支托辊间距 aU=3.0m，每米下托辊转动部分重量 qRU=5.7kg/m。每米带式输送机上物料重量qG=35.6kg/m；导料槽长度4500mm；模拟摩擦系数:f =0.035；长度附加系数C=1.17。(2)输送机输送能力计算选用B=1000mm的带式输送机，其能力校验：Q=3.60.12162.50.77950=801t/h320t/h 满足(3)园周力及传动功率计算、主要阻力FHFH=fLgqRO+qRU+(2qB+qG)Cos=28732N、提升阻力FSt= qGgH=91989(N)、主要特种阻力FS1=F+Fgl前倾上托辊摩擦阻力：F上=C0L上(qB+qG)gcossin=2084N前倾下托辊摩擦阻力：F下=0L下qBgcossin=2120N物料与导料槽板间摩擦力：Fgl=2I2VgL/v2b12=110(N)FS1= F上+ F下+Fgl =4316(N)、附加特种阻力FS2= Fa+n3 Fr=3500NFa犁式卸料器附加阻力，本设备没有犁式卸料器，故Fa=0胶带与清扫器的摩擦阻力：清扫器设置：2个弹簧，2个空段。、园周驱动力Fu=CFH +FSt+FS1+FS2=133422N、功率计算传动滚筒轴功率PA=( FuV)/1000 =334(kW)电机轴功率：PA=1.5PA=467(kW)选用YB2450S2-4型电动机，(250KW2 10KV)，能满足要求。(4)张力计算、按垂度条件承载分支 F承mina0(qB+qG)g/8(h/a)adm=10636(N)回程分支 F回min(aUqBg)/8(h/a)adm=13524(N)、按不打滑条件 按不打滑条件F2(S1)minFUmax/(e-1)=KaFU/(e-1)式中：=0.3；1=190，2=190；e=5.24；起动系数取Ka=1.5最大圆周驱动力：Fumax =1.5FU=200133(N)按P1：P2=1：1，第二传动滚筒的力用足F2min=F2umax/(e2-1)=77563(N)、各特性点张力根据以上条件，传动滚筒奔离点的张力为97563(N)，令S2=97563（N）则各点张力如下：S3=S2=97563（N）S4=1.02S3=99514(N)S5=S6=S7=S4+fLg(qRU+qB)+FrqBHg=17636(N)S8=1.04S7=18341(N)S9=S8+fLgqro+(qB+qG)+FS1+qGgH+qBgH230848(N)S1=S10=1.02S9=240083(N)S1-2=164274(N)、验算不打滑、胶带安全系数总围包角： S1/S22.465.24e第1围包角S1/S1-21.4e2.29第2围包角S1-2/S21.68e2.29，不打滑带式输送机安全系数：n=7-9 m=10.4(5)传动滚筒第一传动滚筒的合力为404KN，选用直径1250传动滚筒，其所需扭矩为33.4KN.m，选用传动滚筒100125，其许用应用450KN，许用扭矩52KN.m，满足使用要求。(6)逆止器力矩计算FL=2（FSt-FH）=164276N(f=0.012)作用于传动滚筒上的力矩：M=FLD/2000=103KN.m3、选型结果：主斜井带式输送机技术参数及特征表序号项目单位主斜井带式输送机(DTC100/32/22501运输量t/m33202运输物料原煤（0-300mm）3松散密度t/m30.954带宽mmB10005带速m/sV2.56输送机倾角度23.4217输送距离m674.48输送机的提升高度m2649驱动方式变频软启动10最大张力N24008311胶带（钢丝绳芯MT668-2008）宽度mmB1000带强N/mmST250012电动机型号YB2450S2-4功率kWN250台数台2电压V10kV13减速器型号B3SH15速比I=4014偶合器型号15拉紧装置型号ZYJ-140功率16制动器型号KZP-1400/156台数217逆止器型号DSN200台数218安全系数10.4带式输送机设有防跑偏、打滑、断带、沿线急停等各种保护装置，依据故障性质和程度，分别动作于事故报警或紧急停机。4、配电控制主斜井皮带电机为10kV直供，两回10kV电源引自工业广场主副井10kV变电所10kV侧不同母线，皮带机头配电室设1台TKD-NT-10型双电源柜引接电源；0.4kV电控电源引自主副井10kV变电所0.4kV侧不同母线。胶带机电控系统采用带式输送机变频控制系统PLC控制，控制系统设备及带式输送机起停；设有带式输送机防跑偏、打滑、断带、纵撕、溜槽堵塞、沿线急停、驱动滚筒温度保护、烟雾、洒水等各种安全保护装置及信号系统。控制设在主斜井井口房内。在井筒中每隔25m设置1套PDBS断带抓捕器。(二)集中运输大巷带式输送机(东段)集中运输大巷带式输送机水平长1100m，提升高度10m，主要为一、二采区煤炭运输服务。设备选型如下：(1)设计依据带式输送机运量：Q900t/h；带式输送机水平长度：Lh1100m；垂高：H=10m煤的松散容重：950kg/m3；带宽：B1000mm(2)带式输送机选型计算根据输送带上物料的最大截面积、带速和倾斜系数，经核算带宽B=1000mm、带速v=3.15m/s满足Q=900t/h生产能力的要求。Q=3.6.S.V.K=1144t/h图4-3-1集中运输大巷带式输送机(东段)计算简图、圆周驱动力的计算托辊运行阻力系数：动力运行f=0.035传动滚筒摩擦系数：0.25；承载托辊直径=133mm，L=380mm回程托辊直径=133mm，L=1150mm采用35槽角承载托辊间距01.2m；回程托辊间距u3.0m；清扫器设置：2个弹簧，2个空段。带速：v3.15m/s；初选带强：钢丝绳芯阻燃抗静电胶带ST1250，符合MT668-2008物料重量：qG=79.4kg/m每米胶带重量：qB=24.7kg/m上托辊每米长转动部分重量：qR015.75kg/m下托辊每米长转动部分重量：qRu5.36kg/m系数：c=1.09。主要阻力：FHfLgqR0+ qRu+(2qB+qG)cos56544N倾斜阻力：Fst=qGgH=11939N主要特种阻力：Fs1=F+FGL=CoL(qB+qG)gcossin+=8458N附加特种阻力：Fs2=n3Fr+Fn3AP3+BK23500N所需传动滚筒所需圆周驱动力：FuFH+ Fs1+ Fs2+Fst=85531N、电动机计算轴功率：PAFuV/1000=269kW驱动电机功率：PM1.5PA404kW选用YB2-450S1-4(220KW2，1140V)电动机、张力计算A、按垂度条件(重载)承载分支 F承mina0(qB+qG)g/8(h/a)adm=15298(N)回程分支 F回min(aUqBg)/8(h/a)adm=9077(N)B、按不打滑条件按不打滑条件F2(S2)minFUmax/(e-1)=KaFU/(e-1)（围包角12=190，=0.25,e1= e2=2.29）最大圆周驱动力：Fumax=1.5FU=128297NF2min=Fumax/(e-1)=49722N(P1：P2=1：1，围包角12=190，第二传动滚筒的力用足)根据以上条件，各点的特性力:S1=135253NS2=49722NS3=61844NS4=61844NS1-2=92488N、验算打滑、胶带安全系数双传动滚筒驱动围包角S1/S2=2.72e5.24S1/S1-2=1.5S1-2/S2=1.86带式输送机安全系数：m=7-9 ，选用钢丝绳芯输送带，ST1250m=9.24满足要求。、传动滚筒第一传动滚筒的合力F1185KN，选用传动滚筒直径1000mm，则传动滚筒的扭矩为32KN.m、制动器计算FL=2（FSt-FH）=-14895N作用于传动滚筒上的力矩：M=FLD/2000=-7.44KN.m，不需设制动器(3)选型结果、输送机： DTL100/90/2202钢丝绳芯带式输送机：带宽B=1000mm，带速V=3.15m/s，输送机水平长LH=1100m，运量Q=900t/h。驱动方式为头部双滚筒双电机驱动，驱动滚筒为1000mm的胶面滚筒。尾部液压张紧。、输送带：钢丝绳芯阻燃抗静电胶带，B=1000mm，ST1250、电动机：YB2-450S1-4电动机（1140V，220KW） 2台、减速器：B3SH12i=25 2台、变频软启动 2个、制动器：BYWZ5-315/50 2个、拉紧装置：ZYJ-200 1套(三)上仓带式输送机上仓带式输送机水平长225m，倾角151、设计依据带式输送机运量：Q900t/h；带式输送机水平长度：Lh233m；倾角=15煤的松散容重：950kg/m3；带宽：B1000mm2、带式输送机选型计算根据输送带上物料的最大截面积、带速和倾斜系数，经核算带宽B=1000mm、带速v=3.15m/s满足Q=900t/h生产能力的要求。Q=3.6.S.V.K=1029t/h、圆周驱动力的计算托辊运行阻力系数：动力运行f=0.035传动滚筒摩擦系数：0.25；承载托辊直径=133mm，L=380mm回程托辊直径=133mm，L=1150mm采用35槽角承载托辊间距01.2m；回程托辊间距u3.0m；清扫器设置：2个弹簧，2个空段。带速：v3.15m/s；初选带强：钢丝绳芯阻燃抗静电胶带ST1250，符合MT668-2008物料重量：qG=79.4kg/m每米胶带重量：qB=24.7kg/m图4-3-2 上仓带式输送机计算简图上托辊每米长转动部分重量：qR015.75kg/m下托辊每米长转动部分重量：qRu5.36kg/m系数：c=1.48。主要阻力：FHfLgqR0+ qRu+(2qB+qG)cos11629N倾斜阻力：Fst=qGgH=46881N主要特种阻力：Fs1=F+FGL=CoL(qB+qG)gcossin+=2113N附加特种阻力：Fs2=n3Fr+Fn3AP3+BK23500N所需传动滚筒所需圆周驱动力：FuFH+ Fs1+ Fs2+Fst=69703N、电动机计算轴功率：PAFuV/1000=220kW驱动电机功率：PM1.5PA329kW选用YB2-450L1-4(355KW，1140V)电动机、张力计算A、按垂度条件(重载)承载分支 F承mina0(qB+qG)g/8(h/a)adm=15298(N)回程分支 F回min(aUqBg)/8(h/a)adm=9077(N)B、按不打滑条件按不打滑条件F2(S2)minFUmax/(e-1)=KaFU/(e-1)（围包角=190，=0.25,e=2.29）最大圆周驱动力：Fumax=1.5FU=104554NF2min=Fumax/(e-1)=81041N根据以上条件，各点的特性力:S1=150744NS2=81041NS3=73974NS4=73974N、验算打滑、胶带安全系数单传动滚筒驱动围包角S1/S2=1.8680允许的安全系数： 6.5计算的钢丝绳安全系数： 7.346.5计算钢丝绳的最大静张力： 88.8KN90KN允许的钢丝绳缠绕层数： 2计算钢丝绳缠绕宽度： 1796mm2000mm4、提升系统及运动学、动力学副斜井提升系统图详见图7-1-2提升机提升最重件时速度图、力图详见图7-1-3提升系统提最重件时变位质量总和：5268.6kg5、电动机的校验等效力：9158kg等效时间：309s等效功率：258.6KW280KW电动机额定出力：10510kg计算电动机过载系数：1.171.56、提升机制动计算根据规程规定的减速度：上提:3.99m2/s下放：1.197 m2/s3倍静力矩：333.4KN液压站在上提时，按实现二级制动运行；下放重载时解除二级制动，施加全部3倍静力矩。上提时确定提升机制动力矩为：130KN上提矸石时安全制动减速度为：3.68 m2/s3.995m2/s上提最重件时安全制动减速度为：3.11 m2/s1.197m2/s下放最重件时安全制动减速度为：2.14 m2/s1.1977、最大班作业时间最大班作业时间见表顺序提升性质数量单位每次数量每班次数可完成量每次提升时间(s)每班总提升时间smin1 提升矸石20 t7.2 3 22 700 1944.78 32.41 2 下放材料20 车2 10 20 700 7001.20 116.69