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矿井主井提升设备的选型设计毕业论文矿井主井提升设备的选型设计毕业论文 目 录 第 1 章 矿矿井井提提升升设设备备 2 一 提升方式 2 二 主提升设备选型计算 2 三 开采煤时主提升能力计算 13 四 开采煤时主井提升能力校核 28 五 煤井下主要运输设备选型 31 第第 2 章章 采区机械设备选型采区机械设备选型 34 一 采区下山提升设备 34 二 回采工作面设备 42 结束语结束语 47 参考文献参考文献 48 第一章第一章 矿井提升设备矿井提升设备 一 提升方式 矿井立井单水平开采的方式 煤井设计生产能力为 0 80Mt a 采用立井开拓 井深 245m 担负矿井提煤任务 二1矿井设计生产 能力为 0 80Mt a 采用立井开拓 利用矿井单个提升井筒煤的单水 平开采 1 二 主提升设备选型计算 一 设计依据 一 设计依据 开采煤时 1 矿井年产量 矿井年产量 80万吨万吨 年年 2 工作制度 年工作日 工作制度 年工作日300d 每天净提升时间 每天净提升时间14h 3 矿井为立井单水平开采 井筒深度为 矿井为立井单水平开采 井筒深度为245m 4 提升方式 箕斗提升 提升方式 箕斗提升 5 卸载高度 卸载高度 20m 6 装载高度 装载高度 20m 7 煤的散集密度 煤的散集密度 0 96吨吨 平方米平方米 二 提升容器选择 二 提升容器选择 该矿井开采煤时井深该矿井开采煤时井深 245m 据 据 煤炭工业矿井设计规范煤炭工业矿井设计规范 规定 规定 为避免提升系统的重复改扩建为避免提升系统的重复改扩建 采煤时井设备统一按开采最终水平选采煤时井设备统一按开采最终水平选 择计算 择计算 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 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 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 据此提升容器选择据此提升容器选择 JDS 4 55 4Y 型标准多绳箕斗 钢丝绳罐道 型标准多绳箕斗 钢丝绳罐道 箕斗自重 箕斗自重 QZ 6500kg 含连接装置 含连接装置 载重量载重量 Q 4000kg 提升钢 提升钢 丝绳丝绳 4 根 平衡尾绳根 平衡尾绳 2 根 钢丝绳间距根 钢丝绳间距 300mm 三 钢丝绳选择 三 钢丝绳选择 1 绳端荷重 绳端荷重 Qd QZ Q 6500 4000 10500kg 2 钢丝绳悬垂长度 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 式中 Hg 过卷高度过卷高度 Hg 6 5m Hh 尾绳环高度 Hh Hg 0 5 2S 6 5 0 5 2 2 004 11 008m Hr 容器高度容器高度 Hr 10 9m RT 天轮半径天轮半径 e 上下天轮垂直距离上下天轮垂直距离 e 5m S 提升容器中心距提升容器中心距 HX 卸载高度卸载高度 HX 20m 3 首绳单位长度重量计算 首绳单位长度重量计算 PK 110 B c Q nH m d 10500 110 167 4 593 1 7 1 29kg m 式中 B 钢丝绳计算抗拉强度 取 1670MPa m 钢丝绳安全系数 取钢丝绳安全系数 取7 根据以上计算 首绳选用根据以上计算 首绳选用22ZAB 6V 30 FC 1670 307型钢丝型钢丝 绳左右捻各两根 其技术参数如下 钢丝绳直径绳左右捻各两根 其技术参数如下 钢丝绳直径dk 22mm 钢丝破 钢丝破 断拉力总和断拉力总和Qq 307200N 钢丝绳单位长度质量为 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 尾绳单位长度重量计算 qk Pk 1 96 3 92kg m n n 4 2 式中 式中 n 首绳钢丝绳根数首绳钢丝绳根数 n 4 n 尾绳钢丝绳根数尾绳钢丝绳根数 n 2 根据以上计算 尾绳选用根据以上计算 尾绳选用88 15NAT P8 4 7 1360型扁钢丝型扁钢丝 绳绳2根 单重根 单重q 3 82kg m 四 提升机选择 四 提升机选择 1 主导轮直径 主导轮直径 D 90d 90 22 1980 mm 2 最大静拉力和最大静拉力差 最大静拉力和最大静拉力差 最大静拉力 最大静拉力 Fj Q Qc nPkHc 6500 4000 4 1 96 593 1 15150kg 最大静张力差 最大静张力差 Fc Q 4000kg 据此主井提升装置选用据此主井提升装置选用JKMD 2 25 4 I E型落地式多绳摩擦型落地式多绳摩擦 式提升机 其主要技术参数为 摩擦轮直径式提升机 其主要技术参数为 摩擦轮直径D 2250mm 天轮直径 天轮直径 DT 2250mm 最大静张力 最大静张力215kN 最大静张力差 最大静张力差65kN 钢丝绳根数 钢丝绳根数 4根 摩擦轮钢丝绳间距根 摩擦轮钢丝绳间距300mm 提升速度 提升速度V 6 5 m s 减速比 减速比i 10 5 提提 升机旋转部分变位质量升机旋转部分变位质量mj 6500kg 天轮变位质量 天轮变位质量mt 2300kg 衬垫 衬垫 摩擦系数摩擦系数 0 23 五 提升系统的确定 见图 五 提升系统的确定 见图6 1 1 1 井架高度 井架高度 Hj HX Hr Hg 0 75RT e 12 10 9 6 5 0 75 1 125 5 35 2m 取取HJ 36m 2 提升机摩擦轮中心线距井筒中心线距离 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 取取LS 28m 3 钢丝绳弦长 钢丝绳弦长 下弦长下弦长LX1 22 10 22 t jS Ds HCL 22 2 0042 25 31 0 8 28 22 39 8m 上弦长上弦长LX 22 0 22 t jS Ds HCL 22 2 0042 25 360 8 28 22 44 9M 式中 式中 HJ1 井架下层天轮高度井架下层天轮高度 C0 摩擦轮中心与地平距离 4 钢丝绳的出绳角 钢丝绳的出绳角 下出绳角下出绳角 图6 1 1 0m 主井提升系统图 1 本图井口标高设为 0m 2 首绳为22ZAB6V 30 1670型 4根 3 尾绳为85 17NAT P8 4 7型 2根 4 单位为mm 5 绳间距为300mm 44900 39800 2 25m 2 25m 28000 800 31000 36000 52 37 16 51 37 28 提升中心线 装载平面 30000 卸载平面 12000 31m 12m 36m 577000 下 下 arctan arcsin 10 22 j t HC Ds Ls 1 2 t x DD L ARCTAN ARCSIN 52 39 9 31 0 8 2 0042 25 28 22 2 252 25 2 39 8 上出绳角上出绳角 上 上 arcsin 51 37 28 0j x HC L 5 围包角 围包角 的确定的确定 经计算围包角经计算围包角 181 1 4 六 提升容器最小自重校核 六 提升容器最小自重校核 1 按静防滑条件容器自重为 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 当围包角经查表 当围包角 181 1 4 时时D1 2 359 式中 式中 w1 箕斗提升时矿井阻力系数箕斗提升时矿井阻力系数 w1 0 075 j 静防滑安全系数静防滑安全系数 j 1 75 2 按动防滑条件 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 式中 Gd 天轮的变位质量 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 滑条件满足要求 七 钢丝绳安全系数与提升机的校验 七 钢丝绳安全系数与提升机的校验 1 首绳安全系数校验 首绳安全系数校验 m 8 3 7 2 0 00 q c nQ QQ kc nP Hg 4 307200 650040004 1 96 593 1 9 8 05H 6 9 满足要求满足要求 2 最大静张力和最大静张力差 最大静张力和最大静张力差 最大静拉力 最大静拉力 Fj 15150kg 148kN 215kN 最大静张力差 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 满足要求 式中 式中 MZ 制动力矩制动力矩 MJ 静荷重旋转力矩静荷重旋转力矩 十一 电控设备 十一 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 型号选用型号选用JKMK SZ NT 778 550 3系列提升机全数字直流电控设备 系列提升机全数字直流电控设备 十二 供电电源 十二 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 矿井地面变电所 详见地面供电系统图 三 开采七2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 一 提升高度的确定 一 提升高度的确定 Ht H HZ HX Hr 277 30 12 10 9 269 9m 式中 式中 Hr 容器高度容器高度 Hr 10 9 HX 卸载高度卸载高度 HX 12m Hz 装载高度装载高度 HZ 30m 二 提升运动学及提升能力计算 二 提升运动学及提升能力计算 提升速度图力图见图提升速度图力图见图6 1 3 经计算得初加速度经计算得初加速度 a0 0 48m s2 V0 1 5m s 卸载曲轨行程 卸载曲轨行程 h0 2 35m 主加速度主加速度 a1 0 50m s2 提升减速度 提升减速度 a3 0 50m s2 提升速 提升速 度及力图见图度及力图见图 6 1 3 1 初加速度阶段 初加速度阶段 卸载曲轨初加速时间 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 箕斗在卸载中曲轨内的行程 h0 2 35m 2 正常加速度阶段 正常加速度阶段 加速时间 加速时间 t1 10 8s 0 1 m VV a 6 9 1 5 0 5 加速阶段行程 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 正常减速阶段 减速阶段时间 减速阶段时间 t3 12 8s 4 3 m VV a 6 90 5 0 5 45080 45080 45080 26440 2 2 图 6 1 3 62975 45080 63721 F N t0 3 1310 8 t1 24 912 8 t2t3t s 16 t5t4 a3 0 5m s a1 0 5m s V0 1 5m s v m s Vm 6 9m s V4 0 5m s 62975 63721 26440 减速阶段行程 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 爬行阶段 爬行时间 爬行时间 t4 6s 4 4 h V 3 0 5 爬行距离 爬行距离 h4 3m 5 抱闸停车时间 抱闸停车时间 t5 1s 6 等速阶段 等速阶段 等速阶段行程 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 式中 Ht 提升高度提升高度 Ht H HZ HX Hr 277 30 12 10 9 269 9m 等速阶段时间 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 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 式中式中 休止时间取休止时间取 12s 8 提升设备年实际提升量 提升设备年实际提升量 An 89 7 万万 t a 3600 4 330 16 1 2 70 6 提升能力富裕系数为提升能力富裕系数为 af 2 99 An An 89 7 30 提升能力满足要求提升能力满足要求 三 提升系统动力学计算 三 提升系统动力学计算 1 提升系统总变位质量 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 37281kg 式中 式中 Lp 钢丝绳全长钢丝绳全长 Lp 610m 包括尾绳 包括尾绳 2 动力学计算 按平衡系统计算 动力学计算 按平衡系统计算 1 提升开始阶段 提升开始阶段 开始时 开始时 F0 Kmg Ht ma0 1 15 4000 9 8 37281 0 48 62975N 终了时 终了时 F0 F0 2 h0 62975 0 62975N 式中 式中 提升钢丝绳与平衡尾绳的总单重之差 平衡系统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 主加速阶段 开始时 开始时 F1 F0 m a1 a0 62975 37281 0 5 0 48 63721N 终了时 终了时 F1 F1 63721N 3 等速阶段 等速阶段 开始时 开始时 F2 F1 ma1 63721 37281 0 50 45080N 终了时 终了时 F2 F2 45080N 4 减速阶段 减速阶段 开始时 开始时 F3 F2 ma3 45080 37281 0 50 26440N 终了时 终了时 F3 F3 26440N 5 爬行阶段 爬行阶段 开始时 开始时 F4 F3 ma3 26440 37281 0 50 45080N 终了时 终了时 F4 F4 45080N 经计算所选主井提升设备在开采煤时经计算所选主井提升设备在开采煤时 可满足矿井煤炭提升任务可满足矿井煤炭提升任务 的要求 的要求 一 设计依据 1 生产能力 生产能力 0 80t a 2 工作制度 年工作日 工作制度 年工作日330d 每天最大班净提升时间 每天最大班净提升时间16h 3 提升高度 提升高度 H 277m 井筒深度井筒深度 4 最大班下井人数 最大班下井人数 109人 人 5 最大件重量 最大件重量 3170kg 主排水泵电机 主排水泵电机 不可拆卸件 不可拆卸件 后期开采二后期开采二1煤时煤时 1 生产能力 生产能力 0 45Mt a 2 工作制度 年工作日 工作制度 年工作日330d 每天最大班净提升时间 每天最大班净提升时间16h 3 提升高度 提升高度 H 577m 井筒深度井筒深度 4 最大班下井人数 最大班下井人数 125人 人 5 最大件重量 最大件重量 5350kg 主排水泵电机主排水泵电机 不可拆卸件不可拆卸件 二 提升容器选择 二 提升容器选择 根据矿井后期开采二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 双层单车多绳标准罐笼 宽窄各一个 钢 钢 丝绳罐道 宽罐笼质量为丝绳罐道 宽罐笼质量为Q 5800kg 每次承载 每次承载38人 窄罐笼质量为人 窄罐笼质量为 Q 4656kg 每次承载 每次承载23人 提矸选用人 提矸选用1 0t标准矿车 矿车自重标准矿车 矿车自重 QZ 610kg 载矸量为 载矸量为Qm 1800kg 每次提升一辆矿车 每次提升一辆矿车 三 钢丝绳及提升机选择 三 钢丝绳及提升机选择 1 绳端荷载计算 绳端荷载计算 提升物料 按提矸计算 提升物料 按提矸计算 Q矸 矸 Q Qm QZ 5800 1800 610 8210kg 提升人员 提升人员 Q人 人 Q Qr 5800 2850 8650kg 提升最大件设备 提升最大件设备 Q大件 大件 5800 5350 11150kg 式中式中 Qr 每次乘载人员重量每次乘载人员重量 按最多按最多38人计算 人计算 5350 卸载最大件水泵电机重量 卸载最大件水泵电机重量 2 首绳单位长度重量 首绳单位长度重量 P K大件 大件 1 65kg m 110 B Q nHc m 大件 11150 110 167 4 611 8 P K人 人 1 5kg m 110 B Q nHc m 人 8650 110 167 4 611 9 式中式中 Hc 钢丝绳悬垂长度钢丝绳悬垂长度Hc H Hj Hh 577 24 10 611m n 首绳钢丝绳根数首绳钢丝绳根数 Hh 尾绳环高度尾绳环高度 根据以上计算 首绳选用根据以上计算 首绳选用22ZAB 6V 30 FC 1770 326型钢丝型钢丝 绳左右捻各两根 其技术参数如下 钢丝绳直径绳左右捻各两根 其技术参数如下 钢丝绳直径dk 22mm 钢丝破 钢丝破 断拉力总和断拉力总和Qq 326030N 钢丝绳单位长度质量为 钢丝绳单位长度质量为Pk 1 96kg m 3 尾绳单位长度重量 尾绳单位长度重量 qk Pk 2 1 96 3 92kg m 1 n n 式中式中 n1 尾绳钢丝绳根数尾绳钢丝绳根数 根据以上计算 尾绳选用根据以上计算 尾绳选用85 15NAT P8 4 7 1370型扁钢丝型扁钢丝 绳两根 其主要技术参数为 钢丝绳尺寸宽绳两根 其主要技术参数为 钢丝绳尺寸宽 厚厚 85mm 15mm 钢丝破断拉力总和钢丝破断拉力总和Qq 542000N 钢丝绳单位长度质量为 钢丝绳单位长度质量为 qk 3 82kg m 4 提升机选择 提升机选择 1 摩擦轮直径 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和最大静张力差 最大静张力最大静张力 按提升最大设备计算按提升最大设备计算 Fj Q Q大件 大件 nPkHj n1qk H Hh 5800 5350 4 1 96 24 2 3 82 577 10 15823kg 最大静张力差最大静张力差Fc Qr 5800 4656 3994kg 据此副井提升装置选用据此副井提升装置选用JKMD 2 25 4 I E型落地式多绳摩擦型落地式多绳摩擦 式提升机 其主要技术参数为 摩擦轮直径式提升机 其主要技术参数为 摩擦轮直径D 2250mm 天轮直径 天轮直径 DT 2250mm 最大静张力 最大静张力215kN 最大静张力差 最大静张力差65kN 摩擦轮钢丝 摩擦轮钢丝 绳间距绳间距300mm 提升速度 提升速度V 5 0 m s 减速比 减速比i 11 5 提升机旋转部分提升机旋转部分 变位质量变位质量mj 6500kg 天轮变位质量 天轮变位质量mt 2300kg 衬垫摩擦系数 衬垫摩擦系数 0 23 四 提升系统的确定 四 提升系统的确定 见提升系统图见提升系统图6 1 4 1 井架高度 井架高度 Hj Hr Hg 0 75Rt e 11 7 0 75 1 125 5 23 8m 取取HJ 24m 式中式中 Hr 容器高度容器高度 Hg 过卷高度过卷高度 Rt 天轮半径天轮半径 e 上下天轮中心高度上下天轮中心高度 2 提升机摩擦轮与提升中心线距离 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 取取LS 21m 3 钢丝绳弦长 钢丝绳弦长 下弦长下弦长LX1 22 10 22 t jS Ds HCL 22 1 9042 25 190 8 21 22 26 3m 上弦长上弦长LX 22 0 22 t jS Ds HCL 22 1 9042 25 240 8 21 22 31 2m 式中 式中 s 两容器间距两容器间距 C0 摩擦轮中心与地平距离 4 钢丝绳的出绳角 钢丝绳的出绳角 下出绳角下出绳角 下 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 上出绳角上出绳角 下 下 arcsin 48 2 17 0j x HC L 副井提升系统图 0m 图6 1 4 19000 24000 19m 24m 1 本图井口标高设为 0m 2 首绳为22ZAB6V 30 1770型 4根 3 尾绳为85 15NAT P8 4 7型 2根 4 单位为mm 5 绳间距为300mm 49 17 26 48 2 17 提升中心线 2 25m 2 25m 2 25m 800 21000 26300 31200 577000 5 围包角 围包角 的确定的确定 经计算围包角经计算围包角 181 15 9 五 提升容器最小自重校核 五 提升容器最小自重校核 1 按静防滑条件容器自重为 按提升最大件计算 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 当围包角当围包角 181 15 9 时查表得时查表得D2 2 484 2 按动防滑条件 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 经查表当加速度经查表当加速度a1取取0 5m s2 A2 2 3 C1 0 15 则则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 足防滑条件下的提升容器最小自重的要求 六 钢丝绳和提升机校验 六 钢丝绳和提升机校验 1 首绳安全系数 首绳安全系数 提升矸石时提升矸石时 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 满足要求 2 最大静张力和最大静张力差 最大静张力和最大静张力差 如前计算如前计算 最大静张力最大静张力Fj 15823kg 155070N 215000N 最大静张力差最大静张力差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 满足要求 式中 式中 MZ 制动力矩制动力矩 MJ 静荷重旋转力矩静荷重旋转力矩 十二 最大班作业时间计算 十二 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见表 最大班作业时间为最大班作业时间为2 1h 最大班下井人员时间为最大班下井人员时间为12 6分钟分钟 符合符合 要求 要求 最大班作业时间平衡表最大班作业时间平衡表 提升内容提升内容 单单 位位 数数 量量每次提升量每次提升量每班提升次数每班提升次数 每次提升时间每次提升时间 S 总需时间总需时间 S 下放人员下放人员人人95304189 4757 6 上提人员上提人员人人48302189 4378 8 提升材料和设备提升材料和设备车车10110169 41694 提升矸石提升矸石车车20120141 42828 其它其它次次1010189 41894 合合 计计7552 4 s 2 1 h 十三 电控设备 十三 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 型号选用型号选用JKMK SZ NT 778 550 3系列提升机全数字直流电控设备 系列提升机全数字直流电控设备 十四 供电电源 十四 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 矿井地面变电所 详见地面供电系统图 五 开采主井提升能力校核 矿井在初期开采七矿井在初期开采七2煤时设计生产能力为煤时设计生产能力为0 30Mt a 提升高度 提升高度 H 277m 副井提升装置选用以开采二 副井提升装置选用以开采二1煤计算为准的煤计算为准的 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 双层单车标准多绳罐笼 钢丝绳罐道 提升钢丝绳首绳选用 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型扁钢丝绳型扁钢丝绳2根 该提升设备在初期开采根 该提升设备在初期开采 七七2煤时一次安装到位 分期担负七煤时一次安装到位 分期担负七2煤和二煤和二1煤的开采期的辅助提升煤的开采期的辅助提升 工作 工作 一 提升运动学及提升能力计算 经计算得主加速度经计算得主加速度 a1 0 50m s2 提升减速度 提升减速度 a3 0 50m s2 提 提 升速度图力图见图升速度图力图见图 6 1 6 1 正常加速度阶段 正常加速度阶段 加速时间 加速时间 t1 10 2s 1 m V a 5 1 0 5 加速阶段行程 加速阶段行程 h1 t1 10 2 26m 2 m V5 1 2 2 正常减速阶段 正常减速阶段 减速阶段时间 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 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 爬行阶段 爬行时间 爬行时间 t4 6 25s 4 4 h V 2 5 0 4 爬行距离 爬行距离 h4 2 5m 4 抱闸停车时间 抱闸停车时间 t5 1s 5 等速阶段 等速阶段 等速阶段行程 等速阶段行程 h2 H h1 h3 h4 277 26 25 9 2 5 222 6m 等速阶段时间 等速阶段时间 t2 43 6s 2 m h V 222 6 5 1 3351633516 16244 3351633516 50792 2 2 V4 0 4m s a3 0 5m s a1 0 5m s Vm 5 1m s 16 259 443 6 10 2 t5t4t3t2t1 图 6 1 6 F N v m s t s 50792 16244 6 一次提升循环时间 一次提升循环时间 提升人员时 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 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 提升矸石时 Tx t1 t2 t3 t4 t5 10 2 43 6 9 4 6 25 1 12 82 5s 式中式中 休止时间 提升人员时取休止时间 提升人员时取 60s 提升物料时取提升物料时取 40s 提升提升 矸石时取矸石时取 12s 二 提升系统动力学计算 二 提升系统动力学计算 1 提升系统总变位质量 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 式中 Lp 提升钢丝绳全长提升钢丝绳全长 Lp 602m 包括尾绳 包括尾绳 2 运动学计算 按平衡系统计算 运动学计算 按平衡系统计算 1 主加速阶段 主加速阶段 开始时 开始时 F1 kmg ma1 1 2 2850 9 8 34552 0 5 50792N 终了时 终了时 F1 F1 50792N 2 等速阶段 等速阶段 开始时 开始时 F2 F1 ma1 50792 34552 0 50 33516N 终了时 终了时 F2 F2 33516N 3 减速阶段 减速阶段 开始时 开始时 F3 F2 ma3 33516 34552 0 50 16240N 终了时 终了时 F3 F3 16240N 4 爬行阶段 爬行阶段 开始时 开始时 F4 F3 ma3 16240 34552 0 50 33516N 终了时 终了时 F4 F4 33516N 三 最大班作业时间计算 三 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见表 最大班作业时间为最大班作业时间为2 2h 最大班下井人员时间为最大班下井人员时间为10 9分钟分钟 符合符合 要求 要求 最大班作业时间平衡表最大班作业时间平衡表 提升内容提升内容 单单 位位 数数 量量每次提升量每次提升量每班提升次数每班提升次数 每次提升时间每次提升时间 S 总需时间总需时间 S 下放人员下放人员人人125305130 5652 5 上提人员上提人员人人63303130 5391 5 提升材料和设备提升材料和设备车车20120110 52210 提升矸石提升矸石车车4014082 53300 其它其它次次1010130 51305 合合 计计7859 s 2 2 h 经计算所选副井提升设备在初期开采七经计算所选副井提升设备在初期开采七2煤时煤时 可满足副井辅助可满足副井辅助 提升任务的要求 提升任务的要求 六 七2煤井下主要运输设备选型 1 上仓斜巷设备选型 设计依据 上仓巷斜长设计依据 上仓巷斜长L 121m 倾角 倾角11 生产能力 生产能力 0 30Mt a 经计算 选用一部经计算 选用一部SD 800型胶带输送机 运距型胶带输送机 运距L 121m 满足 满足 要求 主要技术参数 带宽要求 主要技术参数 带宽 B 800mm 运量 运量Q 350t h 带速 带速 V 2 0m s 运距 运距L 183m 配电机为矿用防爆电机 配电机为矿用防爆电机N 55kW 胶带类 胶带类 型 型 PVG整编芯阻燃胶带 整编芯阻燃胶带 2 0 运输大巷设备选型 设计依据 设计依据 0运输大巷长运输大巷长L 897m 其中东翼运距 其中东翼运距L 293m 西翼西翼 运距运距L 604m 生产能力生产能力0 30Mt a 经计算 西翼选用二部经计算 西翼选用二部SD 800型胶带输送机型胶带输送机 每部运距每部运距L 302m 满足要求 主要技术参数 带宽满足要求 主要技术参数 带宽 B 800mm 运量 运量Q 300t h 带速 带速 V 1 6m s 配电机为矿用防爆电机 配电机为矿用防爆电机N 75kW 胶带类型 胶带类型 PVG整编整编 芯阻燃胶带 东翼选用一部芯阻燃胶带 东翼选用一部SD 800型胶带输送机型胶带输送机 每部运距每部运距L 293m 满足要求 主要技术参数 带宽满足要求 主要技术参数 带宽 B 800mm 运量 运量Q 300t h 带速 带速 V 1 6m s 配电机为矿用防爆电机 配电机为矿用防爆电机N 55kW 胶带类型 胶带类型 PVG整编整编 芯阻燃胶带 芯阻燃胶带 3 0 轨道大巷设备选型 设计依据 设计依据 0轨道大巷长轨道大巷长L 830m 主要用于运输物料 设备 主要用于运输物料 设备 矸石 矸石 经计算 选用经计算 选用CXT 5型蓄电池电机车型蓄电池电机车5台台 该电机车主要技术参该电机车主要技术参 数为 黏着质量为数为 黏着质量为5t 轨距 轨距600mm 牵引电动机型号为 牵引电动机型号为DZQB 7 5型 型 每台电机车一次牵引每台电机车一次牵引5辆矿车用于大巷物料 设备 矸石运输 辆矿车用于大巷物料 设备 矸石运输 4 轨道上山设备选型 1 设计依据 轨道上山斜长 设计依据 轨道上山斜长L 582m 平均倾角 平均倾角 24 4 主主 要用于提升物料 设备 矸石等 物料量要用于提升物料 设备 矸石等 物料量10车车 班 矸石量班 矸石量10车车 班 班 其它其它10次次 班 提升矸石一次串两辆矿车 班 提升矸石一次串两辆矿车 2 设备选型 钢丝绳选择 钢丝绳选择 钢丝绳单位质量 按提升矸石 钢丝绳单位质量 按提升矸石 P PK K 121 2 sincos 1 1 15500 sincos a n mmBfB LBfB m 2 1800610 sin24 40 015 cos24 4 1 1 15700 582 sin24 40 25 cos24 4 6 5 0 904kg m 式中 式中 n 串矿车数 串矿车数 m1 m2 矿车载重量和自重 矿车载重量和自重 f1 矿车运行摩擦阻力系数 矿车运行摩擦阻力系数 f2 钢丝绳移动阻力系数 钢丝绳移动阻力系数 据此选择据此选择 18NAT FC 6 7 1570 型钢丝绳 其主要技术参数为型钢丝绳 其主要技术参数为 直径直径 d 18mm 钢丝绳破断拉力总和 钢丝绳破断拉力总和 Qq 190 5kN 单位质量 单位质量 PK 1 14kg m 钢丝绳公称抗拉强度为 钢丝绳公称抗拉强度为 1570Mpa 钢丝绳安全系数校验 钢丝绳安全系数校验 按提升矸石按提升矸石 ma 9 3 6 5 q 121k2 Q n m m sinB f cosB g P L sinB f cosB g 满足要求满足要求 提升机选择 提升机选择 最大静张力 最大静张力 Fjmax ng m1 m2 sim f1cos PkL sim f2cos g 20584N 滚筒直径 滚筒直径 D 60d 60 18 1080mm 据此选择据此选择 JTPB1 6 1 2 30 型矿用防爆提升绞车 其主要技术型矿用防爆提升绞车 其主要技术 参数为最大静张力参数为最大静张力 45000N 传动比 传动比 i 30 滚筒直径 滚筒直径 D 1600mm 滚筒宽度滚筒宽度 B 1200mm 速度 速度 V 2 8m s 配防爆电机 额定电压 配防爆电机 额定电压 660V 额定功率 额定功率 160kW 实际缠绳宽度实际缠绳宽度 三层缠绕三层缠绕 B 903mm 1200mm 经验算 滚筒宽度 所配电机均满足要求 经验算 滚筒宽度 所配电机均满足要求 5 轨道上山运送人员设备选择 1 设计依据 设计依据 轨道上山斜长轨道上山斜长L 582m 平均倾角 平均倾角 24 4 最大班升降人员最大班升降人员80人 人 2 设备选择 设备选择 经计算轨上山人员运送设备选用经计算轨上山人员运送设备选用RJHY55 22 1100型架空乘人装型架空乘人装 置 主要技术参数 运行速度置 主要技术参数 运行速度0 96m s 钢丝绳选用钢丝绳选用20NAT6 19 FC 1670型钢丝绳型钢丝绳 驱动轮直径驱动轮直径1400mm 迂回轮直径迂回轮直径1360mm 最大输送率最大输送率 230人人 h 乘坐间距乘坐间距10m 配电机为配电机为YB2 250M 6 660V 55kW防爆电机 防爆电机 自动控制系统选用自动控制系统选用KJD22 KXT25 15I型控制设备 型控制设备 6 运输上山设备选择 1 设计依据 设计依据 运输上山斜长运输上山斜长L 550m 平均倾角 平均倾角 20 4 2 设备选择 设备选择 经计算运输上山选用一部经计算运输上山选用一部SD 75S型下运胶带输送机 主要技术型下运胶带输送机 主要技术 参数 带宽参数 带宽B 800mm 运量 运量Q 300t h 带速 带速V 1 6m s 运距 运距 L 550m 电机功率 电机功率N 90kW 胶带类型 胶带类型PVG整编芯阻燃胶带 整编芯阻燃胶带 第二章 采区机械设备选型 2 12 1 采区下山提升设备采区下山提升设备 一 皮带运输 31 采区皮带运输线路主要是工作面下付巷运输设备经 31 皮带 下山 31 采区水平煤仓转载设备 22 采区下山胶带运输机 西大巷 胶带运输机 主上仓胶带运输机 井底煤仓定量皮带 最后经主井 绞车提升至地面 1 31 皮带下山原始数据 采区最大出煤量 Q 650t h 煤的松散密度 0 8 1t m3 运输长度 L 560m 平均倾角 25 2 选型计算 计算胶带宽度 B 0 878m CvK A 8 0 92 0 5 2 458 650 式中 A 设计运输生产率 取 650t h K 货载断面系数 取 458 c 输送机倾角系数 取 0 8 v 胶带运行速度 取 2 5m s 选用 B 1200 胶带输送机 对带宽进行块度校核 B 2 max 200 2 300 200 800mm 式中 max 货载最大块度的横向尺寸 取 max 300mm 故胶带宽度满足要求 运行阻力与胶带张力计算 初选 ST3150S 型强力胶带 纵向拉断力 P 3150N mm 皮带每米重 qd 42kg m 上托辊传动质量 qg 14 2kg m 下托辊传动质量 qg 5kg m 1 运行阻力计算 重段运行阻力 wzh g q1 qd qg L w cos g q1 qd L sin 10 72 2 42 14 2 560 0 03 cos25 10 72 2 42 560 s in25 290061N 式中 q 每米胶带上的货载质量 q1 Q1 3 6V 650 3 6 2 5 72 2kg m qd 胶带每米质量 取 qd 42kg m w 槽形托辊的阻力系数 取 0 03 空段运行阻力 wk g qd qg L w cos qd L sin 10 42 5 560 0 025 cos25 10 42 560 sin25 93529N 式中 w 直托辊阻力系数 取 0 025 2 胶带张力计算 用逐点计算法求胶带各点张力 S2 S1 wk S3 1 04S2 1 04S1 1 04wk S4 S3 wzh 1 04S1 1 04wk wzh S5 S6 1 04S4 1 042S1 1 042wk 1 04wzh 按摩擦传动条件考虑摩擦力备用系数列方程 S6 S1 1 eua 1 m S1 1 e0 2 8 5 1 1 15 4 66S1 式中 m 摩擦力备用系数 取 1 15 胶带与滚筒之间的摩擦系数 取 0 2 方程 和 联立解得 S1 56031N S2 37498N S3 38998N S4 251063N S6 S5 261106N 胶带垂度与强度验算 1 垂度验算 重段最小张力点张力 S3 38998N 按垂度要求重段允许的最小张力为 Smin 5 g q1 qd Lg cos 5 10 72 2 42 1 2 cos25 6208N 因为 S3 Smin 所以胶带垂度不满足要求 为保证胶带的垂度 满足要求 令 S3 6208N 解得 S