五矿提升设备选型设计_毕业设计(论文).doc

毕 业 设 计 论文 题 目 五矿提升设备选型设计 平顶山工业职业技术学院 平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 论文 任 务 书 姓名 胡娟娟 专业 矿山机电 技术方向 任 务 下 达 日 期 年 月 日 设计 论文 开始日期 年 月 日 设计 论文 完成日期 年 月 日 设计 论文 题目 五矿提升设备选型设计 A 编制设计 B 设计专题 毕业论文 指 导 教 师 路金萍 系 部 主 任 年 月 日 平顶山工业职业技术学院 毕业设计 论文 答辩委员会记录 电力工程 系 矿山机电 技术方向 专业 学生 胡娟娟 于 年 月 日 进行了毕业设计 论文 答辩 设计题目 五矿提升设备选型设计 专题 论文 题目 指导老师 路金萍 答辩委员会根据学生提交的毕业设计 论文 材料 根据学生答辩情况 经答 辩委员会讨论评定 给予学生 毕业设计 论文 成绩为 答辩委员会 人 出席 人 答辩委员会主任 签字 答辩委员会副主任 签字 答辩委员会委员 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 评语 第 页 共 页 学生姓名 胡娟娟 专业 矿山机电 技术方向 年级 10 级 毕业设计 论文 题目 五矿提升设备选型设计 评 阅 人 指导教师 签字 年 月 日 成 绩 系 科 主任 签字 年 月 日 毕业设计 论文 及答辩评语 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 1 页 矿井提升设备的选型和设计矿井提升设备的选型和设计 摘摘 要要 随着国内外的发展 为了提高设备能力 自动化程度和安全可靠性 对现 有的提升设备不断的进行技术改造 从而由单绳缠绕式提升机发展到多绳摩擦 式提升机 提升速度加快 一次提升量也日益增大 为了节省大量电能 降低 运行费用和减少厂房面积的建设 因此我矿选用了落地式多绳摩擦式提升机 多绳摩擦式提升机在一定程度上解决了单绳缠绕式提升机在深井条件下所出现 的问题 提升机采用了尾绳平衡 以减少容器两端张力差 提高运行的可靠性 矿井提升机的发展 都在采用最新的技术 最新的工艺 最新的材料 使 提升设备向大型化 高效率 安全可靠 运行准确和高度集中化 自动化方向 发展 关键词关键词 提升机 安全 可靠 制动 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 2 页 目 录 摘 要 1 目 录 2 第一章 绪 论 4 1 1 前言 4 1 1 1 地理位置 4 1 1 2 地形地势及主要河流 5 1 1 3 天气 温度以及地震情况 5 1 1 4 井田范围 6 1 1 5 煤层及其顶底板岩性 6 1 1 6 瓦斯 煤尘和煤的自燃情况 7 1 2 6 煤尘 煤质特征 7 言 9 1 2 设计要求 9 第二章 矿井提升设备 9 2 1 主提升设备选型计算 9 2 1 2 提升机选择 12 2 1 3 提升系统的确定 12 2 1 4 提升容器最小自重校核 15 2 1 5 钢丝绳安全系数与提升机的校验 16 2 1 6 预选电动机 16 2 1 7 提升运动学及提升能力计算 17 2 1 8 提升系统动力学计算 19 2 1 9 提升电动机容量验算 20 2 1 10 提升机制动力矩验算 20 2 1 11 电控设备 20 2 1 12 供电电源 21 2 2 开采煤时主提升能力计算 21 2 2 1 提升高度的确定 21 2 2 2 提升运动学及提升能力计算 21 2 2 3 提升系统动力学计算 23 2 3 副提升设备选型计算 24 2 3 1 设计依据 24 2 3 2 提升容器选择 25 2 3 4 提升机选择 26 2 3 5 提升系统的确定 27 2 3 6 提升容器最小自重校核 29 2 3 7 钢丝绳和提升机校验 30 2 3 8 预选电动机 31 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 3 页 2 3 9 提升运动学计算 31 2 3 11 提升电动机容量验算 34 2 3 12 提升机制动力矩验算 34 2 3 13 最大班作业时间计算 35 2 3 14 电控设备 35 2 3 15 供电电源 35 2 4 开采煤时副井提升能力校核 36 2 4 1 提升运动学及提升能力计算 36 2 4 2 提升系统动力学计算 38 2 4 3 最大班作业时间计算 38 最大班作业时间平衡表 39 经计算所选副井提升设备在初期开采七 2 煤时 可满足副井辅助提升任务的要求 39 结 束 语 40 参考文献 41 致 谢 42 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 4 页 第一章第一章 绪绪 论论 1 1 前言 1 1 1 地理位置 平煤集团五矿位于河南省平顶山矿区的西部 平顶山市西北郊约 8km 为中平能化集团 的主干矿井之一 行政区划隶属平顶山市新华区管辖 地理座标 东经 113 8 26 113 11 15 北纬 33 47 30 33 51 20 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 5 页 井田东部和西部分别有京广 焦枝两大铁路干线穿过 东南距孟 庙 宝 丰 铁路线上的 平顶山火车站 9km 该站向东 70km 与京广铁路孟庙火车站相接 向西与宝丰火车站约 28km 与焦枝线相接 矿区专用铁路通过矿口与国铁接轨 公路四通八达 向北经襄城可分别至许 昌 禹县 新郑 郑州 向北西经郟县至临汝 洛阳 住西经宝丰至鲁山 向南可通往叶县 舞阳 南阳等地 交通极为便利 1 1 2 地形地势及主要河流 平顶山煤田地处汝河以南 沙河以北的低山丘陵地带 北部主要由二迭纪平顶山砂岩组 成的低山 自西向东有红石山 龙山 擂鼓台 落凫山 平顶山 马棚山等 为地表分水岭 最高点擂鼓台标高 505 60m 龙山 464 27m 南部主要由震旦纪片岩和片麻岩及寒武纪灰岩 组成走向西北的丘陵山地 有蝎子山 芦山和九里山 海拔 150 158m 井田位于低山丘陵 的槽形谷地之间 为一北高南低的倾斜平原 标高 90 130m 沙河位于井田外南部 流向东南 属淮河水系 河床宽阔坡度平缓 最大流量 3300m3 s 旱季流量为 0 80m3 s 西南部的白龟山水库为本区最大的地表蓄水体 库容量 为 3 21 亿 m3 南部湛河呈东西向从井田南部煤层露头带经过 红旗渠自井营经九矿流入井 田 为一农田灌溉水渠 此外井田内发育有多条南北向季节性冲沟 雨后洪水汇入湛河向东 排泄 1 1 3 天气 温度以及地震情况 本区属大陆性半干旱气候 夏季炎热 冬季寒冷 四季分明 据平顶山气象站 1934 1994年资料 气温 最高气温42 6 1966年7月19日 最低气温 18 8 1955年1月3日 历年平 均气温14 9 冰冻期一般为11月到次年3月 降雨量 年最大降雨量1323 6mm 1964 年最小降雨量373 9mm 1966 年平均降雨量 742 6mm 月最大降雨量366mm 1971年6月 雨季多集中在七 八 九月份 约占年降雨量 的50 蒸发量 年最大蒸发量 2823 6mm 1959 年最小蒸发量 1490 5mm 1964 月最大蒸发 量 408mm 1959 年 7 月 月最小蒸发量 40 7mm 1957 年 1 月 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 6 页 冬季多北风和西北风 最大风速 24m s 平均风速 2 8m s 平均绝对湿度 13 5mg m3 平均相对湿度 67 最大冻土深度 14cm 1977 年 1 月 30 日 据有关资料记载 平顶山周围历史上发生有感地震 27 次 最高震级 5 76 级 1924 年 2 月 4 日 震中烈度 7 级 其余为 1 5 2 8 级 1960 至 1996 矿区地处地震烈度区 度 区 1 1 4 井 田 范围 五矿井田位于平顶山市西部 东临七矿 北临六矿 西临香山公司 九矿 先后与二 十世纪五六十年代投产 香山公司资源已经枯竭 其余两矿正在生产 无越界开采现象 平 顶山中部煤田总体规划和平顶山五矿计划任务书于 1956 年 10 月批准通过 设计的井田范围 己 15 煤层北部以 650 煤层底板等高线为界 南部以锅底山正断层 250 煤层底板等高线为 界 西部以 F10 及次生断层为界 东部以 43 号勘探线为界 井田东西走向长约为 3 716 公 里 南北倾向长约为 1 74 公里 井田面积约为 6 3 平方公里 1 1 5 煤层及其顶底板岩性 己 15 煤层位于山西组下部 上距砂锅窑砂岩 K5 39 81m 平均 60m 时有炭质泥岩伪 顶 直接顶为泥岩或砂质泥岩 厚 5 10m 老顶为中粒砂岩 厚 10 20m 伪顶为炭质泥岩 底板即己 16 17 煤层之顶板 己16 17煤层直接顶底板多为中粒砂岩 局部为沙质泥岩或薄层状泥岩 抗压强度一般 大于 600kg cm2岩石的完整性稳定性较好 顶板易于管理 底板一般不易发生底鼓 顶底板 岩性序 号 煤层 名称 煤层厚度 m 最小 最大 平均 平均 可采 厚度 煤层 倾角 间距 m 硬度 f 容重 t m3 煤层稳定程 度顶 板 底 板 1234567891011 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 7 页 表表 1 11 1 煤层煤层 特征特征 表表 1 1 6 瓦 斯 煤 尘和煤的自燃情况 在勘探过程中共采瓦斯样 15 个 其中合格 3 个可作为参考 分析结果己15煤 300m 以 上为 N2及 N2 CO2带 CH4含量达8 m t 300 以下多为 N2 CH4 CH4含量为7 54 m t 根 33 据煤炭资源地质勘探范围的规定 本井田中己16 17煤层中的沼气含量一般小于8 m t 但 3 应注意瓦斯含量由浅向深部增加的趋势 目前 该矿为高突矿井 煤尘爆炸性试验结果 煤尘不易自燃 具有爆炸危险性 井田内恒温带深度约为 23m 温度为 16 5 井田内地温随深度的增加而增加 平均地 温梯度 2 67 100m 浅部地温梯度较深部高 地温局部地方偏高 1 2 6 煤尘 煤质特征 本区含煤地层平均厚度为 789m 含煤 8l 层 常见 43 层 煤层总厚约 27m 含煤系数为 3 4 左右 可采及局部可采煤层共 9 层 其中庚20 已16 17 戊8 戊9 10 丁5 6为主要 可采煤层 己14 己15 丙3为局部可采煤层 庚21为偶尔可采煤层 可采煤层总厚为 17 24m 可采系数 2 2 左右 煤岩层总体走向 SE130 155 倾向 N40 45 E 倾角 5 30 一般 15 左右 为提高煤层对比的可靠程度 在前人工作的基础上 采用了岩相 旋回及沉积间距 岩性 岩矿 标志层 古生物化石和煤岩层物理性质等综合对比手段 有 效地解决了七个煤段和九层可采及局部可采煤层的对比问题 现将各主要可采煤层的特征自上而下介绍如下 1 己15 2 0 3 4 2 8 2 8 4 18 中硬 1 47 稳定 泥 岩 粉 砂 岩 泥 岩 细 砂 岩 2 己 16 17 2 0 4 8 3 8 3 8 8 18 85 中硬 1 45 较稳定 泥 岩 细 砂 岩 泥 岩 砂 岩 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 8 页 己 15煤层 位于 山西 组下 部 上距 砂锅 窑砂岩 K5 39 81m 平均 60m 时有炭质泥岩伪顶 直接顶为泥岩或砂质泥岩 厚 5 10m 老顶为中粒砂岩 厚 10 20m 伪顶为炭质泥岩 底板即己16 17煤层之顶板 己15 煤层厚 2 0 3 4m 平均 2 8m 煤呈块状 鳞片状 粒状 煤层结构简单 区内未见夹矸 己16 17煤层位于山西组下部 上距砂锅窑砂岩 K5 46 199m 平均 145m 距己15煤层 2 165m 平均 85m 时有厚约 0 2 0 5m 的炭质泥岩伪顶 直接顶板为厚约 10m 的泥岩和 细砂岩互层 老顶为 5 8m 的细 中粒砂岩 底板为厚 4 8 10m 的泥岩或砂质泥岩 致密 坚硬 己16 17煤层厚 2 0 5 8m 平均 3 8m 个别煤厚异常点属断层影响所致 煤多呈块 状 粒状 间或有鳞片状 易碎为粉末 含夹矸 1 3 层 多数为一层 属结构简单型煤层 井田内大部地段己16 17煤层为合层 仅局部地段分叉为二层 夹矸厚度 0 4 2 12m 平均 1 05m 己15煤层 黑色 玻璃光泽 条带状结构 局部为线理状 透镜状或鳞片状结构层状构 造 硬度 1 2 己16 17煤层 黑色 玻璃光泽 多具条带状结构 层状构造 结构疏松 易成粉末 平坦状或参差状断口 硬度 1 2 平均容重 1 45 t m3 据筛分试验结果 粉煤多达 75 以 上 散煤容重为 0 75t m3 煤质情况详见煤的工业分析表 1 2 表表 1 21 2 煤的工业分析表煤的工业分析表 序 号 煤层名 称 牌 号 水分 W 灰分 A 挥发份 V 含磷量 P 含硫量 S 发热量 MJ kg Q 备 注 1 己15 A0 9213 5732 450 0040 4834 54 2 己16 17 A0 9916 2730 450 0050 4138 65 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 9 页 言言 1 21 2 设计要求 设计要求 1 设计要符合煤矿安全规程 煤矿工业设计规程 煤矿井下供电设计技术规定 2 设计遵循煤炭工业建设的方针政策 在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比 较 选用最佳方案 3 设备选型时 应采用定型的成套设备 尽量采用新技术 新产品 积极采取措施减 少电能损耗 节约能源 4 设计质量要确保技术的先进性 经济合理性 安全适应性 第二章第二章 矿井提升设备矿井提升设备 2 2 1 1 主提升设备选型计算主提升设备选型计算 1 设计依据 主井提升设备原始条件 1 矿井年产量 100 万吨 年 2 矿井工作制 年工作天数 300 天 天工作小时数 14 小时 3 矿井开采水平 第一水平 210 米 第二水平 380 米 主井二水平不采用井筒延伸方法 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 10 页 4 卸载水平与井口高差 18 米 5 装载水平与井底运输水平高差 22 米 6 煤的松散容重 0 92 吨 米 3 7 提升方式 双箕斗同时装卸 井底有煤仓 能实现自动定量装煤 8 矿井电压等级 6000 伏 9 井筒直径 6 米 10 井口周围地形平坦 不影响提升机布置 副井提升设备原始条件 1 矸石产量 按煤产量的 16 5 计算 500 吨 日 2 矸石容重 1 58 吨 米 3 3 各生产水平井深及服务年限 第一水平 350 米 23 年 第二水平 420 米 40 年 4 最大班下井工人数 700 人 5 采用矿车类型及规格 1 5 吨固定车箱式矿车 6 每班下井材料 1 坑木 9 米 3 千吨 2 金属支柱 5 吨 3 料石 4 次 其中料石 r 1 5 吨 米 3 4 其它 6 次 7 提升方式 双罐笼提升 8 井上下车场形式 刀把式车场 9 矿井电压等级 6000 伏 10 井口周围地形 平坦 二 提升容器选择 1 确定经济提升速度 V 0 3 0 5 7 2 12 01m s 577 取 Vm 8m s 1 1 0m s2 2 计算一次提升循环时间 Tx 10 8 98 1s 8 1 577 8 3 根据矿井年产量和一次提升循环时间即可求出一次提升量 Qj 3 3t 450000 1 2 1 2 98 1 3600 330 16 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 11 页 据此提升容器选择 JDS 4 55 4Y 型标准多绳箕斗 钢丝绳罐道 箕斗自重 QZ 6500kg 含连接装置 载重量 Q 4000kg 提升钢丝绳 4 根 平衡尾绳 2 根 钢丝绳间距 300mm 2 1 1 钢丝绳选择 1 绳端荷重 Qd QZ Q 6500 4000 10500kg 2 钢丝绳悬垂长度 Hc H HZ Hh HX Hg Hr 0 75RT e 577 30 11 008 12 6 5 10 9 0 75 0 925 5 593 1m 式中 Hg 过卷高度 Hg 6 5m Hh 尾绳环高度 Hh Hg 0 5 2S 6 5 0 5 2 2 004 11 008m Hr 容器高度 Hr 10 9m RT 天轮半径 e 上下天轮垂直距离 e 5m S 提升容器中心距 HX 卸载高度 HX 12m 3 首绳单位长度重量计算 PK 1 29kg m 110 B c Q nH m d 10500 110 167 4 593 1 7 式中 B 钢丝绳计算抗拉强度 取 1670MPa m 钢丝绳安全系数 取7 根据以上计算 首绳选用22ZAB 6V 30 FC 1670 307型钢丝绳左右捻各两根 其技术 参数如下 钢丝绳直径dk 22mm 钢丝破断拉力总和Qq 307200N 钢丝绳单位长度质量为 Pk 1 96kg m 4 尾绳单位长度重量计算 qk Pk 1 96 3 92kg m n n 4 2 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 12 页 式中 n 首绳钢丝绳根数 n 4 n 尾绳钢丝绳根数 n 2 根据以上计算 尾绳选用88 15NAT P8 4 7 1360型扁钢丝绳2根 单重 q 3 82kg m 2 1 2提升机选择 1 主导轮直径 D 90d 90 22 1980 mm 2 最大静拉力和最大静拉力差 最大静拉力 Fj Q Qc nPkHc 6500 4000 4 1 96 593 1 15150kg 最大静张力差 Fc Q 4000kg 据此主井提升装置选用JKMD 2 25 4 I E型落地式多绳摩擦式提升机 其主要技术 参数为 摩擦轮直径D 2250mm 天轮直径DT 2250mm 最大静张力215kN 最大静张力差 65kN 钢丝绳根数4根 摩擦轮钢丝绳间距300mm 提升速度V 6 5 m s 减速比i 10 5 提升 机旋转部分变位质量mj 6500kg 天轮变位质量mt 2300kg 衬垫摩擦系数 0 23 2 1 3提升系统的确定 1 井架高度 Hj HX Hr Hg 0 75RT e 12 10 9 6 5 0 75 1 125 5 35 2m 取HJ 36m 2 提升机摩擦轮中心线距井筒中心线距离 LS 0 6Hj 3 5 D 0 6 36 3 5 2 25 27 35m 取LS 28m 3 钢丝绳弦长 下弦长LX1 22 10 22 t jS Ds HCL 22 2 0042 25 31 0 8 28 22 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 13 页 39 8m 上弦长LX 22 0 22 t jS Ds HCL 22 2 0042 25 360 8 28 22 44 9M 式中 HJ1 井架下层天轮高度 C0 摩擦轮中心与地平距离 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 14 页 主 井提升系统图 4 钢丝绳的出绳角 下出绳角 下 arctan arcsin 10 22 j t HC Ds Ls 1 2 t x DD L 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 15 页 ARCTAN ARCSIN 52 39 9 31 0 8 2 0042 25 28 22 2 252 25 2 39 8 上出绳角 上 arcsin 51 37 28 0j x HC L 5 围包角 的确定 经计算围包角 181 1 4 2 1 4提升容器最小自重校核 1 按静防滑条件容器自重为 QZ Q nPkHc D1Q nPkHc 1 1 12 1 j w w e 2 359 4000 4 1 96 593 1 4786 1kg 经查表 当围包角 181 1 4 时D1 2 359 式中 w1 箕斗提升时矿井阻力系数 w1 0 075 j 静防滑安全系数 j 1 75 2 按动防滑条件 QZ Q Gd nPkHc 1 11 1 12 1 2 1 1 1 g g ww ge ge 1 1 1 1 2 1 1 1 g g ge ge A1Q C1Gd nPkHc 2 2115 4000 0 1533 2300 4 1 96 593 1 4548 7kg 经查表 当围包角 181 1 4 加速度 a1 0 5 时 A1 2 2115 C1 0 1533 式中 Gd 天轮的变位质量 经计算满足防滑条件的箕斗最小自重均小于所选箕斗自重 防滑条件满足要求 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 16 页 2 1 5钢丝绳安全系数与提升机的校验 1 首绳安全系数校验 m 8 3 7 2 0 0005H q c nQ QQ kc nP Hg 4 307200 650040004 1 96 593 1 9 8 6 9 满足要求 2 最大静张力和最大静张力差 最大静拉力 Fj 15150kg 148kN 215kN 最大静张力差 Fc 4000kg 39kN3 Z J M M 3 m J MaQ R M 42001 0 54000 1 125 4000 1 125 满足要求 式中 MZ 制动力矩 MJ 静荷重旋转力矩 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 21 页 2 1 11 电控设备 本提升机采用直流拖动 电控设备随主机成套供货 电控设备型号选用JKMK SZ NT 778 550 3系列提升机全数字直流电控设备 2 1 12 供电电源 提升机采用双回路供电 一回工作 一回备用 供电电源引自矿井地面变电所 详见 地面供电系统图 2 2开采煤时主提升能力计算 矿井在初期开采七2煤时设计生产能力为 0 30Mt a 井筒深度 H 277m 主井提升装置 选用以开采二1煤计算为准的 JKMD 2 25 4 I E 型落地式多绳摩擦式提升机 提升容器 为 JDS 4 55 4Y 型标准多绳箕斗 钢丝绳罐道 提升钢丝绳首绳选用 22ZAB 6V 30 FC 1670 307 型钢丝绳左右捻各两根 尾绳选用 88 15NAT P8 4 7 1360 型扁钢丝绳 2 根 该提升设备在初期开采七2煤时一次安装到位 分期服务于七2煤和二1煤的开采 2 2 1提升高度的确定 Ht H HZ HX Hr 277 30 12 10 9 269 9m 式中 Hr 容器高度 Hr 10 9 HX 卸载高度 HX 12m Hz 装载高度 HZ 30m 2 2 2提升运动学及提升能力计算 经计算得初加速度 a0 0 48m s2 V0 1 5m s 卸载曲轨行程 h0 2 35m 主加速度 a1 0 50m s2 提升减速度 a3 0 50m s2 1 初加速度阶段 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 22 页 卸载曲轨初加速时间 t0 3 13s o Vo a 1 5 0 48 箕斗在卸载中曲轨内的行程 h0 2 35m 2 正常加速度阶段 加速时间 t1 10 8s 0 1 m VV a 6 9 1 5 0 5 加速阶段行程 h1 t1 10 8 45 4m 0 2 m VV 6 9 1 5 2 3 正常减速阶段 提 升速度及力图 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 23 页 减速阶段时间 t3 12 8s 4 3 m VV a 6 90 5 0 5 减速阶段行程 h3 t3 12 8 47 4m 4 2 m VV 6 90 5 2 4 爬行阶段 爬行时间 t4 6s 4 4 h V 3 0 5 爬行距离 h4 3m 5 抱闸停车时间 t5 1s 6 等速阶段 等速阶段行程 h2 Ht h0 h1 h3 h4 269 9 2 35 45 4 47 4 3 171 8m 式中 Ht 提升高度 Ht H HZ HX Hr 277 30 12 10 9 269 9m 等速阶段时间 t2 24 9s 2 m h V 171 8 6 9 7 一次提升循环时间 Tx t0 t1 t2 t3 t4 t5 3 13 10 8 24 9 12 8 6 1 12 70 6s 式中 休止时间取 12s 8 提升设备年实际提升量 An 89 7 万 t a 3600 4 330 16 1 2 70 6 提升能力富裕系数为 af 2 99 An An 89 7 30 提升能力满足要求 2 2 3提升系统动力学计算 1 提升系统总变位质量 m m 2mz 4PkLp 2mt mj md 4000 2 6500 4 1 96 610 2 2300 6500 4399 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 24 页 37281kg 式中 Lp 钢丝绳全长 Lp 610m 包括尾绳 2 动力学计算 按平衡系统计算 1 提升开始阶段 开始时 F0 Kmg Ht ma0 1 15 4000 9 8 37281 0 48 62975N 终了时 F0 F0 2 h0 62975 0 62975N 式中 提升钢丝绳与平衡尾绳的总单重之差 平衡系统 0 2 主加速阶段 开始时 F1 F0 m a1 a0 62975 37281 0 5 0 48 63721N 终了时 F1 F1 63721N 3 等速阶段 开始时 F2 F1 ma1 63721 37281 0 50 45080N 终了时 F2 F2 45080N 4 减速阶段 开始时 F3 F2 ma3 45080 37281 0 50 26440N 终了时 F3 F3 26440N 5 爬行阶段 开始时 F4 F3 ma3 26440 37281 0 50 45080N 终了时 F4 F4 45080N 经计算所选主井提升设备在初期开采七2煤时 可满足矿井七2煤井煤炭提升任务的要求 2 3副提升设备选型计算 2 3 1 设计依据 初期开采七2煤时 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 25 页 1 生产能力 0 30Mt a 2 工作制度 年工作日300d 每天最大班净提升时间14h 3 提升高度 H 277m 井筒深度 4 最大班下井人数 109人 5 最大件重量 3170kg 主排水泵电机 不可拆卸件 后期开采二1煤时 1 生产能力 0 45Mt a 2 工作制度 年工作日330d 每天最大班净提升时间16h 3 提升高度 H 577m 井筒深度 4 最大班下井人数 125人 5 最大件重量 5350kg 主排水泵电机 不可拆卸件 2 3 2提升容器选择 根据矿井后期开采二1煤时的年产量及辅助提升量 经计算 副井提升容器选用一对 1 0t双层单车多绳标准罐笼 宽窄各一个 钢丝绳罐道 宽罐笼质量为Q 5800kg 每次承 载38人 窄罐笼质量为Q 4656kg 每次承载23人 提矸选用1 0t标准矿车 矿车自重 QZ 610kg 载矸量为Qm 1800kg 每次提升一辆矿车 2 3 3钢丝绳的选择 1 绳端荷载计算 提升物料 按提矸计算 Q矸 Q Qm QZ 5800 1800 610 8210kg 提升人员 Q人 Q Qr 5800 2850 8650kg 提升最大件设备 Q大件 5800 5350 11150kg 式中 Qr 每次乘载人员重量 按最多38人计算 5350 卸载最大件水泵电机重量 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 26 页 2 首绳单位长度重量 P K大件 1 65kg m 110 B Q nHc m 大件 11150 110 167 4 611 8 P K人 1 5kg m 110 B Q nHc m 人 8650 110 167 4 611 9 式中 Hc 钢丝绳悬垂长度Hc H Hj Hh 577 24 10 611m n 首绳钢丝绳根数 Hh 尾绳环高度 根据以上计算 首绳选用22ZAB 6V 30 FC 1770 326型钢丝绳左右捻各两根 其技术 参数如下 钢丝绳直径dk 22mm 钢丝破断拉力总和Qq 326030N 钢丝绳单位长度质量为 Pk 1 96kg m 3 尾绳单位长度重量 qk Pk 2 1 96 3 92kg m 1 n n 式中 n1 尾绳钢丝绳根数 根据以上计算 尾绳选用85 15NAT P8 4 7 1370型扁钢丝绳两根 其主要技术参数 为 钢丝绳尺寸宽 厚 85mm 15mm 钢丝破断拉力总和Qq 542000N 钢丝绳单位长度质量 为qk 3 82kg m 2 3 4提升机选择 1 摩擦轮直径 D 90d 90 22 1980 mm 2 最大静张力和最大静张力差 最大静张力 按提升最大设备计算 Fj Q Q大件 nPkHj n1qk H Hh 5800 5350 4 1 96 24 2 3 82 577 10 15823kg 最大静张力差Fc Qr 5800 4656 3994kg 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 27 页 据此副井提升装置选用JKMD 2 25 4 I E型落地式多绳摩擦式提升机 其主要技术 参数为 摩擦轮直径D 2250mm 天轮直径DT 2250mm 最大静张力215kN 最大静张力差 65kN 摩擦轮钢丝绳间距300mm 提升速度V 5 0 m s 减速比i 11 5 提升机旋转部分变位 质量mj 6500kg 天轮变位质量mt 2300kg 衬垫摩擦系数 0 23 2 3 5提升系统的确定 1 井架高度 Hj Hr Hg 0 75Rt e 11 7 0 75 1 125 5 23 8m 取HJ 24m 式中 Hr 容器高度 Hg 过卷高度 Rt 天轮半径 e 上下天轮中心高度 2 提升机摩擦轮与提升中心线距离LS LS 0 6Hj 3 5 D 0 6 24 3 5 2 25 20 2m 取LS 21m 3 钢丝绳弦长 下弦长LX1 22 10 22 t jS Ds HCL 22 1 9042 25 190 8 21 22 26 3m 上弦长LX 22 0 22 t jS Ds HCL 22 1 9042 25 240 8 21 22 31 2m 式中 s 两容器间距 C0 摩擦轮中心与地平距离 4 钢丝绳的出绳角 下出绳角 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 28 页 下 arctan arcsin 10 22 j t HC Ds Ls 1 2 t x DD L arctan arcsin 190 8 1 9042 25 21 22 2 252 25 2 23 88 49 17 26 上出绳角 下 arcsin 48 2 17 0j x HC L 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 29 页 副井提升系统图 5 围包角 的确定 经计算围包角 181 15 9 2 3 6提升容器最小自重校核 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 30 页 1 按静防滑条件容器自重为 按提升最大件计算 QC Q nPkHc QZ D2Q nPkHc 2 2 12 1 j w w e 2 484 2850 4 1 96 611 2289 2kg 当围包角 181 15 9 时查表得D2 2 484 2 按动防滑条件 QC Q Gd nPkHc Qz 1 22 1 12 1 2 1 1 1 j j a ww g e a ge 1 1 2 1 1 2 1 1 1 j j a ge a ge A2Q C1Gd nPkHc 经查表当加速度a1取0 5m s2 A2 2 3 C1 0 15 则QC 2 3 2850 0 15 2300 4 1 96 402 3748 3kg 经计算满足防滑条件的罐笼最小自重均小于所选罐笼自重 防滑条件满足要求 但在卸 载最大件水泵电机时应适当增加配重 已满足防滑条件下的提升容器最小自重的要求 2 3 7钢丝绳和提升机校验 1 首绳安全系数 提升矸石时 m 10 2 8 2 0 0005H 7 9 q nQ Q kc nP Hg 矸 4 326030 82104 1 96 611 9 8 提升人员 m 9 9 9 2 0 0005H 8 9 q nQ Q kc nP Hg 人 4 326030 86504 1 96 611 9 8 提升大件设备 m 8 3 8 2 0 0005H 7 9 q nQ Q kc nP Hg 大件 4 326030 111504 1 96 611 9 8 满足要求 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 31 页 2 最大静张力和最大静张力差 如前计算 最大静张力Fj 15823kg 155070N 215000N 最大静张力差Fc 3994kg 39141N3 Z J M M 3 m J MaQ R M 39503 0 5 2850 1144 1 125 2850 1144 1 125 满足要求 式中 MZ 制动力矩 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 35 页 MJ 静荷重旋转力矩 2 3 13最大班作业时间计算 最大班作业时间见表 最大班作业时间为2 1h 最大班下井人员时间为12 6分钟 符合 要求 表2 1 最大班作业时间 提升内容 单 位 数 量 每次提升 量 每班提升次 数 每次提升时 间 S 总需时间 S 下放人员人 95304189 4757 6 上提人员人 48302189 4378 8 提升材料和设 备 车 10110169 41694 提升矸石车 20120141 42828 其它次 1010189 41894 合 计7552 4 s 2 1 h 姓名职业年龄 制表人信息 张志斌学生 25 2 3 14电控设备 本提升机采用直流拖动 电控设备随主机成套供货 电控设备型号选用JKMK SZ NT 778 550 3系列提升机全数字直流电控设备 2 3 15供电电源 提升机采用双回路供电 一回工作 一回备用 供电电源引自矿井地面变电所 详见 地面供电系统图 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 36 页 2 4开采煤时副井提升能力校核 矿井在初期开采七2煤时设计生产能力为0 30Mt a 提升高度H 277m 副井提升装置选 用以开采二1煤计算为准的JKMD 2 25 4 I E型落地式多绳摩擦式提升机 提升容器为 1 0t双层单车标准多绳罐笼 钢丝绳罐道 提升钢丝绳首绳选用22ZAB 6V 30 FC 1770 326型钢丝绳左右捻各两根 尾绳选用88 15NAT P8 4 7 1360型扁钢丝绳2根 该提升设 备在初期开采七2煤时一次安装到位 分期担负七2煤和二1煤的开采期的辅助提升工作 2 4 1 提升运动学及提升能力计算 经计算得主加速度 a1 0 50m s2 提升减速度 a3 0 50m s2 1 正常加速度阶段 加速时间 t1 10 2s 1 m V a 5 1 0 5 加速阶段行程 h1 t1 10 2 26m 2 m V5 1 2 2 正常减速阶段 减速阶段时间 t3 9 4s 4 3 m VV a 5 1 0 4 0 5 减速阶段行程 h3 t3 9 4 25 9m 4 2 m VV 5 1 0 4 2 3 爬行阶段 爬行时间 t4 6 25s 4 4 h V 2 5 0 4 爬行距离 h4 2 5m 4 抱闸停车时间 t5 1s 5 等速阶段 等速阶段行程 h2 H h1 h3 h4 277 26 25 9 2 5 222 6m 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 37 页 等速阶段时间 t2 43 6s 2 m h V 222 6 5 1 提 升速度图力图 6 一次提升循环时间 提升人员时 Tx t1 t2 t3 t4 t5 10 2 43 6 9 4 6 25 1 60 130 5s 提升物料时 Tx t1 t2 t3 t4 t5 10 2 43 6 9 4 6 25 1 40 110 5 提升矸石时 平顶山工业职业技术学院毕业设计 论文 第 38 页 Tx t1 t2 t3 t4 t5 10 2 43 6 9 4 6 25 1 12 82 5s 式中 休止时间 提升人员时取 60s 提升物料时取 40s 提升矸石时取 12s 2 4 2提升系统动力学计算 1 提升系统总变位质量 m m 2mz 4PkLp 2mt mj md 2850 4656 5800 4 1 96 602 2 2300 6500 5517 34552kg 式中 Lp 提升钢丝绳全长 Lp 602m 包括尾绳 2 运动学计算 按平衡系统计算 1 主加速阶段 开始时 F1 kmg ma1 1 2 2850 9 8 34552 0 5 50792N 终了时 F1 F1 50792N 2 等速阶段 开始时 F2 F1 ma1 50792 34552 0 50 33516N 终了时 F2 F2 33516N 3 减速阶段 开始时 F3 F2 ma3 33516 34552 0 50 16240N 终了时 F3 F3 16240N 4 爬行阶段 开始时 F4 F3 ma3 16240 34552 0 50 33516N