矿井提升机毕业设计

1、学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计0摘要摘要 矿井提升机是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人员、下放材料的大型机械设备。它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽,故要求具有很高的安全性,其成本和耗电量也比较高。因此本次在矿井提升机选型设计中, 主要是根据所给参数确定矿井提升设备，包括选择提升容器、钢丝绳、提升机、卷筒及校核提升能力,并经过多方面的技术经济比较,结合矿井的具体条件,做到设计切合实际。保证提升机的选型及其的,确定具有经济安全合适的提升系统。 矿井排水是通过排水泵经过管路把井下的水排到地面，保证正常生产。本次设计主要是通过计算，设计从中央泵房把水从立井中的管路排放到地面。矿井通风是采

2、矿科学的一个重要组成部分。为了使井下各工作地点都有良好的通风，有足够的新鲜空气，使其中有毒，有害，粉尘不超过规定值。矿井通风在矿业工程中占重要地位。通风机分为轴流式和离心式，本次设计中主要是做到对通风机有合理的选型。关键词：矿井提升机 矿井排水 矿井通风 选型设计 学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计1绪论绪论本设计选题根据是解决煤矿矿井生产中的提升;排水及通风问题。矿山提升设备是矿井运输中的非常重要设备，占有特殊地位，是井下与地面联系的主要工具。矿井提升机是矿山运输中的主装式交-交变频提升机。后者主回路和磁场回路均采 用电力电子器件，实现变频和整流。由于采集设备，是井下与地面联系的重要工具。矿

3、井提升机又是矿山最大的固定设备之一，它的耗电量占矿山总耗电量的 3040%。电力电子技术较早就用于矿井提升机的传动，并且发展迅速，从 60 年代的模拟控制 SCR-D直流提升机发展到目前最先进的同步机内用交流电机，没有电刷问题，提升机容量可以大幅度增加，例如南非帕拉波矿井内装式提升机电机功率达 6300kW。我国东欢坨、大雁、陈四楼等矿均引进了内装式提升机。目前，全数字电力电子器件构成的国产直流提升机已占领了国内市场，并开始出口。但是由于我国的科技和生产水平的限制，我国的矿井提升机还有很大一部分需要依赖于进口发达国家的设备。矿山提升机是大型固定机械之一。矿山提升机从最初的蒸汽拖动的单绳缠绕式提

4、升机发展到今天的变频拖动的多绳摩擦式提升机和双绳缠绕式提升机，经历了 170 多年的发展历史。目前，国内外经常使用的提升机有单绳式和多绳摩擦式两种形式。国产单绳缠绕式提升机有 JT 和 JM 两个系列。JT 系列提升机卷筒直径为 8001600mm，主要用于井下运输提升工作；JM 系列提升机卷筒直径 25 主要用于地面井口提升工作。 按提升钢丝绳(简称提升绳)的工作原理，可分为缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机两类。缠绕式矿井提升机,有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，提升机运转时一个容

5、器上升，另一个容器下降。缠绕式矿井提升机大多用于年产量在 120 万吨以下、井深小于 400 米的矿井中。摩擦式矿井提升机适用于凿井以外的各种竖井提升。提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。为提高经济效益和安全性，摩擦式矿井提升机采用尾绳平衡提升方式，即配有与提升绳重量相等的尾绳。尾绳两端分别与两个容器（或容器和平衡重）的底部连接，形成提升绳-容器-尾绳-容器(或平衡重)-提升绳的封闭环路。容器处于井筒中的任何位置时，摩擦轮两侧的提升绳和尾绳的重量之和总是相等的。一般将布置在井筒顶部塔架上的这种提升机称为塔式摩擦

6、式矿井提升机。塔架高出地面几十米，在地震区和地表土层特厚的矿区建造井塔学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计2耗资较大。提升机布置在地面的称为落地摩擦式矿井提升机，这种提升机的提升绳通过井架天轮引入井筒，与容器相连。按提升绳的数量又可分为单绳摩擦式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机。单绳摩擦式只用一根提升绳。多绳摩擦式同时使用数根提升绳搭挂在同一摩擦轮上。多绳摩擦式的优点是：可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮，从而机组尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年产量 120 万吨以上的竖井大多采用这种提升机，技术参数已达:有效载荷 60 吨，提升速度 20 米秒，提升高度 2100 米，提升

7、绳 10 根。但这种提升机的各根提升绳的受力不易均匀，更换钢丝绳也较复杂。当摩擦轮两侧提升绳的张力差超过规定值，或提升绳与衬垫的摩擦系数降低（如接触面上有油或受温度影响）时，可能发生提升绳打滑现象。矿井提升机的组成矿井提升机的组成矿井提升机主要由电动机、减速器、卷筒（或摩擦轮)、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统组成，采用交流或直流电机驱动。采用低速电动机时可不用减速器，电动机直接与卷筒主轴相连，或将电动机转子装在卷筒主轴的末端。传动功率大时，可采用 2 台或 4 台电动机同时驱动。一台提升机的总功率已达到 11600 千瓦。制动系统是保证提升机安全运行的重要装置。遇紧急情况时，制

8、动系统应通过可调节制动力矩的液压系统产生两级安全制动，以保证提升机及时停车又不产生制动过猛现象。交流电动机驱动的提升机，其制动系统还要具有灵敏的制动力矩可调性能，以准确控制提升机在临近停车点时的运行速度。矿井提升机的用途及在矿山生产中所占的地位提升机是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。废石的提升，工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。矿井提升设备就是完成上述工作的多种机电设备组成的大型成套装备。矿井提升设备在工作中一旦发生机械或电气事故，就会造成停产，甚至造成人身伤亡

9、。学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计3单绳缠绕式提升机的工作原理及结构单绳缠绕式提升机的工作原理及结构 图1-1上图所示是单绳缠绕式箕斗提升系统示意图，固定在提升机滚筒 1 上。启动提升机，一根钢丝绳想滚筒上缠绕，使井底重箕斗向上运动；另一根钢丝根提升钢丝绳 7 连接，两根提升钢丝绳 7 的另一端则绕过安装在井架 3 上的天轮 2，以相反的方向绳自滚筒上放松，处于井底车场的重矿车 8，把矿车内的煤炭卸入井底煤仓 9，再经过装载设备 11 把煤炭装入主井底的箕斗内。与此同时，已提至井口卸装位置的重箕斗 4，通过井架 3 上的卸载曲轨 5 的作用。箕斗底部的闸门开启，把煤炭卸入地面煤仓 6 中。处

10、于井上、井下的两箕斗分别通过连接装置与两使井口轻箕斗向下运动，从而完成了一次提升煤炭任务。单绳缠绕式提升机只有一根钢丝绳与容器相连。钢丝绳的一端固定在提升机卷筒上，另一端绕过天轮与提升容器连接，当卷筒由电动机拖动以不同方向转动时，钢丝绳在卷筒上缠绕或放出，实现容器的提升和下放。学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计4图1-2如图 1-2 是 JK 系列提升机外形图，位于右侧固定卷筒的右轮毂与轴采用静配合无键联接，左侧的游动卷筒通过调绳离合器与主轴联接。卷筒采用全焊接结构。卷筒外边一般设有刻制绳槽的木衬，以引导钢丝绳规则排列，减少绳的磨损，并在一定范围内增加筒壳的强度和刚度。木衬厚度不小于 2 倍钢

11、丝绳直径，宽度在 100mm 左右。装配木衬时，应使其与筒壳接触良好，接触不匀会使筒壳应力分布不均。由于更换木衬费工费时费料，因此近年生产的提升机有的采用加厚筒壳，直接在筒壳上车槽，称为带绳槽卷筒。单层缠绕时，卷筒表面刻螺旋绳槽；多层缠绕时刻环形平行绳槽。多层缠绕若采用螺旋绳槽，在缠偶数层时，绳圈螺旋方向改变，卷筒每转一周钢丝绳发生两次跳跃式移动。多层缠绕采用环形平行绳槽时，卷筒每转一周，绳槽过渡只发生一次冲击，可以相对减少钢丝绳的卡咬现象。多层缠绕钢丝绳磨损最严重的部分是相邻两层过渡处，此处绳圈与挡绳板间形成一楔形段，钢丝绳在拉力作用下，挤入或拉出楔形段会产生咬绳现象。在层间过渡处设置合理的

12、几何形状过渡楔块，可以引导钢丝绳顺利完成层间过渡，减少咬绳。主轴是承受所有外部载荷，并将此载荷经主轴传给地基的主要承力部件。主轴承支撑主轴，并承受机器旋转部件的轴向及径向负荷，一般采用滑动轴承。提升机采用中硬齿面平行轴减速器或行星齿轮减速器。行星齿轮减速器传动体积小、质量轻、效率高，与同等能力平行轴齿轮减速器相比，质量约为后者的 30%40%，效率提高约 5%。目前广泛应用于矿井提升机上。学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计5双卷筒提升机都装有调绳离合器，离合器的作用是使活卷筒与主轴连接或脱开，以便调节绳长时，使两卷筒能相对转动。调绳离合器有三种基本类型：蜗轮蜗杆离合器、摩擦离合器和齿轮离合器。

13、应用较多的是齿轮离合器矿井提升机的发展趋势从 50 年代第一代仿制的苏式 M 型提升机到目前新型矿井提升机,我国提升设备总的发展趋势主要是:主轴装置由铸造支轮、螺栓联接的筒壳发展为全焊接组装式卷筒;主轴支承由滑动轴承发展为滚动轴承;调绳离合器由手动蜗轮蜗杆发展为液动径向齿块式;制动系统由气动角移块式重锤制动发展为液动盘式弹簧力制动;操纵方式由机械杠杆式变为电操纵,手动变为半自动甚至全自动、微机控制;减速器由软齿面平行轴发展为硬齿面磨齿行星齿轮传动;运行监控显示由单一指针式发展为计算机多媒体数字、图形、指针综合显示;电控系统由继电器、接触器式发展为计算机为核心的全自动系统;大型提升设备(容量10

14、00kW 以上)发展趋势是低速直流电机拖动,采用电机转子和滚筒主轴直联的结构。矿井排水矿井排水在矿井建设和生产过程中，从各种渠道来的水源源不断地涌入矿井。如果不及时排除，必将影响煤矿的安全和生产。因此，必须设置排水设备，把涌入矿井的水及时从井下排至地面。另外，由于煤矿地质条件复杂，有可能遭到突然大量涌水而淹没矿井，这时需要排水设备抢险排水，以尽快恢复矿井生产。总之，矿井排水始终伴随着煤矿建设和生产，直至矿井报废，才完成它的历史使命。因此，矿井排水是煤矿建设和生产中不可缺少的一部分，它对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。涌入矿井的水简称矿水，矿井涌水分为矿井自然涌水与矿井开采工程涌水。矿井自然

15、涌水来源于自然存在的地面水和地下水。地面水是指江、河、湖以及季节性雨水、融雪等，如有较大裂缝与井下沟道相通，就会造成水灾。地下水包括含水层水、断层水和老空水。含水层水是指地下厚土层和各种各样的岩层中含有的水。断层水是指附近破碎岩石中的积水。老空水是指废弃井巷和采空区的积水。矿井开采工程涌水是与采掘方法或工艺有关的涌水。如水砂充填时矿井的充填废水、水采矿井的动力废水等。 随着电子技术的发展，集成电路控制系统及计算机的应用。排水系统的效率和稳定性有了飞速的发展。学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计6矿井通风矿井通风 矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分,担负着连续不断地供给新鲜空气,排出有毒有害

16、气体作业人员生命安全的重要任务,因此,通风系统的安全性对于整个矿井的安全生产至关重要.本文在分析系统优化的条件、多目标优化解的特征以及基本求解方法的基础上,从矿井通风系统安全性和基本要求出发,研究矿稳定性、可靠性以及它们与矿井通风系统安全性的关系. 应用系统优化的相关知识,确立矿井通风系统安全性指标与指标权系数.其中,安全性指标体系中各确定,采用构造判断矩阵法,并结合各专家评价经验值,构造各指标之间的相对重要度.矿井通风系统安全性指标,以通风阻力测定计算、巷道风流稳定性分析、风机可靠性分析等方法得出.通过对通风系统安全性的分析,及时发现系统运行过程中可能出现的故障和事故隐患,给矿井通风系统的设

17、计和管理提供科学依据,可以有效的防止和减少矿井通发生. 通风系统是个复杂的系统,本论文结合矿井通风阻力测定和通风巷道的实际情况对通风系统中风量的有效性,通风系统的可靠性和稳定性进行分析.主要针对矿井通风系统的通风实际状况,通风网络结构,控制风流的通风设学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计0第一章第一章 矿井提升机选型设计矿井提升机选型设计1.1 设计方案及参数提升机：井深 242 米，年产量 45 万吨 单绳选 619 普通钢丝绳，多绳选 6（30）三角股钢丝绳，2.5 箕斗自重 2.8t，年工作天数：=300 天；日工作小时数： =14 小时；装载不均匀系数：=1.15；富裕系rbdtC数：=

18、1.2。fa1.2 提升容器的选择1.2.1 计算提升高度 H:（2.1）mHzHxHsH2761816242式中：=242 米， =18 米，=16 米。HsHzHx1.2.2 计算提升速度mv（2.2）smHvm/64. 64 . 01.2.3 估算一次提升循环时间 T:（2.3）suvHavTmm22.79101042. 52768 . 064. 61式中： 。ssua1010, 8 . 01取；休止时间取爬行时间预选学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计11.2.4 计算一次提升量/Q 小时提升量（2.4）tAaCAnfs8 .1471430010452 . 115. 1143004（2.

19、5）grnktbTAcQ2711143006 . 322.79104515. 16 . 34式中： C=1.15, 吨/年2 . 1fa45nA300/14brt天年 小时1.2.5 小时提升次数:sN（2.6）44.4522.7936003600TNs1.2.6 一次合理提升量:Q（2.7）tNAQss25. 344.458 .147选择 JL-3 型立井单绳箕斗，其技术规格如下：箕斗自重 3.8t，箕斗斗箱容积33 . 3 mV 箕斗全高 Hr=7.78 米两箕斗中心距 s=1.83 米 箕斗实际装煤量tQ13. 395. 03 . 3学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计21.3 选择提升钢

20、丝绳1.3.1 钢丝绳终端荷重 : （2.8）kgQQz6930380031301.3.2 钢丝绳悬垂长度: （2.9）mHHHHzsjc2031815035式中：Hj 取 35 米1.3.3 钢丝绳单位长度重量:p （2.10）cazHmBQQp11. 0式中： 5 . 6,/1702aBmcmkN =cazHmBQQp11. 0mNg/9 .252035 . 617000011. 06930选择 6 19-28-170 普通圆股钢丝绳，其规格是：d=28 毫米,=1.8 毫米,p=27.4N/m， Qq=492500/N1.3.4 验算钢丝绳安全系数:（2.11）5 . 657. 6203

21、0274. 0383 .315 .492czapHgQQgQqm 所选钢丝绳满足要求。学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计31.4 选择提升机1.4.1 提升机滚筒直径 D（2.12）mmd2240288080（2.13）mm26402 . 212001200max1.4.2 验算滚筒宽度 B857（2.14）32825 . 27302764330BPpDdDnDH 式中： n 为缠绕层数，取 n=2,22421DddnDp2.079（2.15）2222003. 0028. 0028. 04212421DddnDp1.4.3 作用在滚筒上的最大静张力:max jF （2.16）kNpHgQQgF

22、zj3 .741840274. 0383 .31max 1.4.4 作用在滚筒上的最大静张力差:jcFkNpHQgFjc3 .361840274. 03 .31 选择 2JK-2.5/20 型提升机。基本规格为：学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计420,9,9,5 . 1,5 . 2itFtFmBmDcj以上看出所以提升机强度满足要求cjcjjFFFF,max 所选提升机符合要求。1.5 提升机对井筒的相对位置1.5.1 选择天轮:天轮直径：.(2.17)mmdt2240288080D因为.(2.18)ttDD 所以选择 TSG型1625001.5.2 确定井架高度:jH.(2.19)mRHH

23、HHtgrxj9 .295 . 175. 0578. 71675. 0选取米30为jH1.5.3 计算钢丝绳最小弦:minLx1.钢丝绳内外偏角最大允许值: 031212.根据:计算最小弦长和21学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计5.( mardaSBx7 .19031tan002. 0034. 03214. 092. 15 . 1tanmax.tan32L1min2.20)(2.21)mx99.35521tan002. 0034. 033303155 . 1214. 092. 1Lmin 3.滚筒与井筒中心距：minsL(2.22)mRCHLLtoxs88.345 . 15 .1336222

24、min2min (2.23)0.6330.6 36627.6SfLHm 取 Ls=27 米4. 将：Lss代入下面公式。计算实际的钢丝绳弦长L .(2.24)222232836 14422DtLsLsHjCom（4）计算实际钢丝绳的内外偏角。(1)外偏角1 (2.25) 1111830 140 31500 3343220.838.6 1000osaBdtgtgLx(2.26)11231830 140/221.2538.6 10osatgtgLx学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计6(2)计算钢丝绳绳角。a 下出角绳1 (2.27)1111136 133sinsin56.7228 1.52 44o

25、HjCoDDttgtgLxRtLxb 上出绳角2 (2.28)1111236 133sinsin52.8228 1.53 44oHjCoDDttgtgLsRtLx1.6 预选电动机预选电动机1.6.1 估算电动机容量/P(2.29)/1.15 4180 8.101.3583.8102102 0.85mjK Q VP 瓦(2)电动机转数/en(2.30)/6060 8.1 11.5593.3/3.14 3meVinnD转分/700Pe n根据 。N 选择JR Z-140129-10 感应电动机P千瓦。22590/575/0.92Nedd转分，=2。0，（G D公斤米，(3)提升机实际速度Vm .

26、（2.31）3 5908.05/6060 11.5enDnnVmt米秒1.7 计算提升系统变计算提升系统变有效载荷变位重量 Q=4180 公斤学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计7(1)变位重量Gi提升容器变位重量4400ZG 公斤钢丝绳变位重量4.09 539.12205PPL 公斤式中：（2.32）/330418443 3.14 3302 3.14 3539.1PCXLHLNDn NDm 天轮变位重量，781TG 公斤18600F提升机变位重量G公斤电动机变位重量（2.33）2222211.55157567.63diGFDdD公斤总变位重量.（2.34）222iZPTFdGQGPLGGG 4

27、1802 44002 22052 781 186007567.645118 公斤(2)总变位重量 （2.35）244870.64599/9.81iGmg公斤秒米1.8 运动学计算运动学计算(1).确定速度图阶段：采用六阶段速度图 1-1。确定提升加速度(1 初加速度oa （2.36） 2221.50.48/22 2.35OoXVam sH ZHLR-242 max18000/M公斤米(2 主加速度1aa.一般情况下：211.2/am sb.按减速器输出轴允许最大扭矩学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计8 （2.35）max1/222 18000/3 1.15 41804.09 4101.2/45

28、94861dMKQPHDammm s （2.36）2/22257511.5,861/9.813dGDdmiDg公斤秒米 c.按充分利用电动机过负荷能力。 （2.37）10.75eFKQPHam 其中102102 7000.8575398.05eejmpFnV公斤 .（2.38）120.75 2.0 7539 1.15 41804.09 4101.0/4599am s(2)选择210.8/am s减速器3a采用自由滑行减速方式 （2.39）2332 1.15 41804.094102 300.7/4599KQp Hham sm 2333.0 ,0.7/hmam s取(3)爬行距离及爬行速度采用自

29、动控制 （2.40）443.0 .0.5/hmvm s(4).速度图各参数计算：a. 初加速度阶段 a0=0.48m/s2 学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计9 =2.35mhx t0=3.12s（2.41）01.500.48vab. 主加速度：210.48/,am s（2.42）118.05 1.58.180.8movvtsa（2.43）118.05 1.58.183922movvhtmc. 减速阶段 （2.44）234330.8/8.050.510.80.7mam svvtsa（2.45）4338.05 1.610.846.122mvvhtmd. 爬行阶段 （2.46）444440.5/

30、,3 ,360.5vm shmhtsvf. 等速阶段 （2.47）21343962.355246.1 3292.5XhHhhhhm 22306388.05mhtsVg. 停车制动阶段制动减速度，521/am s一般取减速时间学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计104440.5 ,0.5120.125ssvtshvtmh. 一次提升循环时间 .（2.48）123453.128.18386 1 875.1xoTtttttts (5).动力学计算a. 提升开始 .（2.49）1.15 41804.09 4104599 0.488691OoFKQPHMA公斤b. 初加速终了 （2.50）/286912

31、4.09 2.358672ooxFFph 公斤c. 主加速度开始 （2.51）/11867245990.80.4810143.68OoFFm aa公斤d. 主加速终了 （2.52）/11210143,682 4.09 399824.66FFPh 公斤e. 等速开始 （2.53）/2119824.664599 0.86145FFma公斤(f. 等速终了 （2.54）/222261452 4.09 3063642.4FFph 公斤g. 减速开始 （2.55）/3233642.44599 0.7423.1FFma公斤h. 减速终了 学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计11 （2.56）/3332423

32、.12 4.09 46.146FFph 公斤j. 爬行开始 （2.57）/433464599 0.73265.3FFma公斤k. 爬行终了 （2.58）/44423265.32 4.09 33140.12FFph 公斤 115 41804 09 4103130.1KQPH。公斤1.9 验算电动机容量验算电动机容量1.按等效容量验算(1)计算等效力dF a)求（2.59）42/22/222/22/2211222244122232XTOOotoFFFFFF FFFFF dtttt222222228691867210143.689824.663.128.182261456145 3642.43642

33、.43265.3314038632 62042 10b)求等效时间dT （2.60）123421123113.128.18 10.8638854.723doTttttttsc)求等效力dF （2.61）22042611054.7XTotddF dFT公斤(2)电动机等效功率dP （2.62）6110 8.05567102102 0.85dmdjF VPN瓦学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计12经验算。 7001.21.1567edPP满足要求(2)按工作过负荷验算。 max10143.681.340.750.75 21.57539eFF(3)特殊过负荷效验：调绳离合器作单钩提升4782.5 公

34、斤（2.64）()1.1(41804.09410)FtQzPH（2.65）4782.50.670.90.92.11.897539FtFe经验算。预选电动机是合适的1.10 计算提升设备电耗及功率计算提升设备电耗及功率(1)一次提升设备电耗及功率: （2.66）/1122441242222XTOOotoFFFFFFFFFdtttt 8691 867210143.689824.63.128.182261453642.43265.33140.123862253.05 10 （2.67）1.02102 3600XTmotjdVWF dnn 51.02 8.05 3.05 108.72/102 3600

35、 0.85 0.92度次(2)吨煤电耗:tW .（2.68）8.722.1/4.18WWtQ度吨学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计13(3)设备效率 : .（2.69）4.180 4104.6/3.6 1023.6 102QHWy度次 （2.70）4.6100%100%53.5%8.72WyW1.11 核算提升能力核算提升能力(1)年实际提升能力:nA（2.71）tTcQtbxr万7 .6166.6615. 131301430036003600An (2)富裕系数:37. 1457 .61annfAA（2.72）， 15. 1af说明上述选型合理可行。学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计0第二章

36、第二章 排水设备的选型排水设备的选型2.1 设计方案及参数设计方案及参数有一个开拓方式为竖井的矿井，井深 400 米。正常涌水量为 480m3/h：最大涌水量为620m3/h，持续时间 65d.矿水为中性，密度为 1020kg/m3.该矿井属低沼气矿井，年产 0.6Mt,试选择可行的排水方案。 从给定的条件，只需要在井底车场副井附近设立中央泵房，将井底所有涌水直接排至地面。2.2 预选水泵的型号与台数预选水泵的型号与台数1、水泵必须具备的总排水能力正常涌水期 QB1.2gz=1.2480=576m3/h最大涌水期1.2qmax=1.2620=744 m3/hmaxQ2、水泵所需杨程的估算 HB

37、=gcHm9 .4489 . 044003、初选水泵 从泵的产品目录中选取 D320-55010 型号泵，其额定流量=450m3/h,额定扬程eQHe=600m。则：工作泵台数 n1=,取 n1=2QeBQ28. 1450576备用泵台数 n20.7 n1=0.7n1=1.4 和 n2-n1=0.32，故取 n2=。QeQmax2320744学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计1检修泵台数.n1=.=.，取=1。因此，共选择五台泵。2.3 选择管路系统选择管路系统1、管路趟数 根据泵的总台数，选用典型的五泵三趟管路系统，两条管路工作，一条管路备用。正常用水时两台泵向两趟管路供水，最大用水时，只要

38、三台泵同时工作就能达到在二十小时内排除二十四小时的最大用水量，故从减少能耗的角度可采用三泵向三趟管路供水，从而可知每趟管路流量等于泵的流量。gQ2、 管路材料 由于井深远大于 200 米，确定采用无缝钢管。3 、排水管内径 由于有: =0.0188 =0.2370.287mpd2 . 25 . 13500188. 0vQpg选择 32013 钢管，则排水管内经 =325-213=299mm。pd4、 验算壁厚 0.5dp（-1）+C=0.529.9（-1）+0.15pzpz3 . 14 . 05 .580011. 03 . 1805 .580011. 04 . 080 =1.24cm1.3cm

39、因此壁厚合适。学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计25、选择吸水管径 根据选择的排水管径，吸水管选用 3518 无缝钢管。 验算流速 =1.42m/sxv243600Qxd2335. 0436004502.4 计算管路特性计算管路特性 1、管路分布 管路分布方案如下图 这种方案可以使任何一台泵都可以经过三趟管路中的任何一趟排水。学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计3 2、估算管路长度 排水管长度可以估算为=+(4050)=562.5572.5m,取=570m,吸水管路长度可估算为plcHpl=7m。xl3、阻力系数的计算tR 计算沿途阻力系数。对于吸、排水管分别为： =0.02913 . 03 .

40、 0335. 0021. 0021. 0 xd =0.0302p3 . 0021. 0pd3 . 0029. 0021. 0局部阻力系数，对于吸、排水管福建及其阻力系数分别列于下表 1-1、表 1-2 中。表 1-1吸水管附件名称数量系数值底阀13.79010.294收缩管10.1=4.094x表 2-1排水管附件名称数量系统值闸阀20.262=0.52止回阀11.7四通121.5=390弯头40.2945=1.47学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计4直流三通40.74=2.8扩大管10.530弯头20.294=0.19632=10.186p管路阻力系数。由式（1-1）可知；tR=tR4455

41、21g8ppxxppxxxdddlpdl =44552299. 0186.10335. 0094. 4299. 05700302. 0335. 070291. 0807. 98 =741.89=5.721052/ms525/mh4、管路特性方程新管 H =H12521072. 5404QQRtc旧管 H =H27 . 1c25210724. 9404QQRt5、绘制管路特性曲线，确定工况点 根据求得新、旧管特性方程，取八个流量值求得相应的损失，如表 1-3 所示。 表 1-3 13./Qhm200250300350400450500550mH /1524.8526.1527.6529.5531

42、.6534.1536.8539.8mH /2526.4528.6531.3534.4538.1542.2546.8551.2 利用表 2-3 中各个点的数据绘出管路特性曲线如图 2-2 所示，新旧管网特性曲线与扬程特性曲线的交点分别为和，即为新旧管工况点，由图可知：新管工况点参数1M2M为，旧管工况点h/m522Q3M1m538HM179. 01MKWNmHMsM980,4 . 511学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计5参数为，因、hmQM/50032mHM54728 . 02MmHsM85. 529602MN1M均为大于 0.7，允许吸上真空度，符合规范要求。2MmHsM5 . 512.5

43、校验计算校验计算1、由旧管工况点验算排水时间 正常涌水时，若采用 2 泵 2 排水，则： hQqMz8 .1650027002424T21z最大涌水时，采用四泵三管排水，并联等效管的总损失系数为。作并联等管路特性曲线与 4 泵并联等效泵的扬程曲线，交526tt/1036. 6/RRmhq点为等效泵工作点。反推可求得每泵的工况点。以该工况点的流量代入下得：h/m500Q3 h44. 7500226202424221maxmaxMQnnqT 实际工作时，只要 3 台水泵同时工作即能完成在 20h 内排除 24h 的最大涌水量。2、经济性校核 68. 08 . 085. 085. 079. 0max

44、M1 68. 08 . 0M23、稳定性校核 m4324809 . 0iH9 . 05 .522H0c学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计62.6 计算允许吸水高度计算允许吸水高度 取，则允许的吸水高度为：a4aP108 . 9pa4nP10235. 0p33/N108 . 9m 2145211824. 010mxxxxnasmzQdxdlgppHH=5.4-10+2452343600522335. 01094. 4335. 070291. 0807. 9824. 0108 . 9108 . 9=4.61m2.7 电动机功率计算电动机功率计算N = dbK111M36001000MMHQ =1.

45、179. 036001000538522108 . 93 =1064kW根据产品样本取kWNd12502.8 电耗计算电耗计算1、全年排水电耗wdcMzzzrTnrTnMMHQE2maxmaxmax36001000221000=95. 095. 018 . 036001000702 .1342958 .1623547500108 . 9= Yh/kw10403. 17学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计72、吨水百米电耗校验CwdCMMtHH22100673. 3.e=5 .52295. 095. 018 . 0673. 3547=0.395kw.h/(t.100) 学生 孙智妍 河北工程大学毕

46、业设计0第第三章三章 通风机的选型计算通风机的选型计算某矿井为低沼气矿井，采用中央式通风系统。矿井年产量为 150 万吨。服务年限为45 年。矿井所需风量为 95/s,矿井最大负压为 2100N/m3，最小负压为 1750N/m3,试按个3m体特性曲线选择轴流式通风机。3.1 通风机风量的计算，取漏风系数通风机风量的计算，取漏风系数 1.1 smKQQ/5 .104951 . 13k3.2 因轴流式风机提供静压特性，则风机的静压为：因轴流式风机提供静压特性，则风机的静压为： (估算)pahhHj19001501750maxmax PahhHj22501502100maxmax估算3.3 预选通

47、风机预选通风机根据以上数据预选两台 2k-4N0.24(Z1=14 Z2=14)的轴流式通风机，一台工作，一台备用。转速 n=750r/min3.4 确定通风机的工况点确定通风机的工况点206. 05 .104225022maxmaxjQHRj174. 05 .104190022maxmaxQHRjj则矿井在开采末期和初期的网络特性曲线方程式分别为：末期 22maxmaxj206. 0QQRHj学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计1初期 22maxmaxj174. 0QQRHj根据上述两方程式，用描点法在所选的 2k60-4N024(Z1=14,Z2=14)的性能曲线图上，描绘出末期和初期的网路

48、特性曲线，既两工况点 A,B 如图所示A 点： sQA/m8 .11532j/2893mNHA75. 0AB 点： smQB/3 .10532/2000mNHjB68. 0B3.5 功率的计算功率的计算电动机输出功率，因 2K60 型通风机的效率和功率曲线中，已包括传动机械损失，所以计算电动机功率时，不休要考虑传动效率KWHQNAjAAa7 .44675. 0100028938 .1151000maxKWHQNBjABd7 .30968. 0100020003 .1051000max电动机容量的确定，因268kw446.7kw0.6x6 . 07 .309mamaxaANkwN故在起整个服务年

49、限内选用一台电动机，其容量为，kwNNa7 .5137 .44615. 115. 1d根据，确定选用 JR-1512-8 型绕线式电动机，其功率为min/750n7 .513rkwNd和570KW,转速为 750r/min,额定电压为 6000V.学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计23.6 年耗电量的计算年耗电量的计算ykwhwNNWaB/38748913652495. 09 . 027 .4467 .309365242tmaxmina吨煤通风耗电量计算tKWhAWW/583. 215000003874891mina学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计0第四章第四章 小结小结 矿山提升设备是矿井

50、运输中非常重要的设备，占有特殊地位，是井下与地面联系的主要工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。废石的提升，工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。矿井提升设备就是完成上述工作的多种机电设备组成的大型成套装备。矿井提升设备在工作中一旦发生机械或电气事故，就会造成停产，甚至造成人身伤亡,因此，其设计至关重要，必须考虑安全性，经济性。做到设计切合实际，合理经济 矿井排水系统及矿井通风系统也是矿井的重要组成部分，在煤矿生产中有着非常重要的作用，对于矿井的安全十分重要，在工作中一旦发生机械或电气事故，就会造成停产，甚至造成人身伤亡

51、,因此，其设计至关重要，必须考虑安全性，经济性。做到设计切合实际，合理经济本次设计的突出特点就是实用性比较强，经济合理，能在比较恶劣的工作环境下工作。设计过程中，各个部分都严格的进行了校核，符合工况要求，保障质量要求，提升机完全能够在中小矿井中正常运行，提升机的性能稳定，能够长久稳定的进行工作。提升系统，排水系统，通风系统由于水平有限设计还存在一些不足之处，提升过程中的高度控制不够精确，提升的效率还不够高，一次提升量不够大，有时存在安全问题，为此以后还要不断改造，完善提升机的性能，提高它的效率，提高产量和每次的提升量，提高其自动化程度和安全性，能够在任何恶劣的条件下都能进行工作。由于我的水平有限加之做这样的大型设计很少，又缺乏经验，故设计中错误和不妥之处在所难免，敬请各位老师和领导批评和指正。学生 孙智妍 河北工程大学毕业设计1参参 考考 文文 献献1潘英编 矿井提升机机械设计 江苏：中国矿业大学出版社 20002机械设计零件手册.北京：机械工业出版社 19