采矿工程毕业设计.docx
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采矿工程毕业设计
第六章运输提升和排水设备
第一节运输提升设备
一、主井提升设备
主井井筒为斜井，井筒倾角α=16°。
运输总长度L=340.00m，设计主井提升设备为DX型强力胶带输送机。
（一）设计原则
主井提升设备年运输能力按1.20Mt/a，年工作制度330d/a，日净提升16h/d（三班作业），主井提升设备设备生产能力确定为300t/h。
（二）设备选型计算
1、原始数据及技术参数选择：
（1）主井运输机运输长度L=340.00m；
（2）主井胶带输送机倾角a=16°；
（4）主井胶带输送机运量按Q=1500t/h；
（5）主井胶带输送机带速V=3.50m/s。
2、胶带输送机带宽选择计算
B=
（1）
式中：
输送量Q=1500t/h；
煤的松散容重r=0.93t/m3；
速度系数φ=0.90；
倾角系数C=0.96；
断面系数K=400；
带速V=3.50m/s。
将以上数据代入公式
（1）得出：
B=
按煤的最大粒度对带宽进行校核：
dmax≥2×300+200=800（mm）
dmax——煤的最大粒度（300mm）
设计确定主井胶带输送机带宽B=1200mm。
3、胶带输送机功率计算：
（1）承载分支阻力计算：
F1=（q+q0+q′）fLcosβg（N）
（2）
（2）回空分支阻力计算：
F2=（q0+q″）fLcosβg（N）（3）
（3）物料提升阻力计算：
F3=qHg（N）（4）
（4）所需驱动圆周力：
Fu=F1+F2+F3+Fr（5）
式中：
q——每米物料质量，q=
q′——每米机长上托辊转动部分质量，查表得：
q′=20.80kg/m，托辊间距为1.2m。
q″——每米机长下托辊转动部分质量，查表得q″=6.7kg/m，托辊间距为3m。
q0——每米输送带质量，查表得：
q0=48.00kg/m，初选带强GX=2500N/mm。
f——模拟摩擦系数，取f=0.03；
L——输送机实长，L=340.00m；
g——重力加速度，取g=9.81s/m2；
Q——输送能力，Q=1500t/h；
β——输送机倾角，β=16°；
H——提升高度，H=93.72m；
Fr——附加阻力，Fr=4000（N）。
将以上数据代入上面
（2）、（3）、（4）、（5）分别得：
F1=18068.50（N）
F2=5261.59（N）
F3=109453.76（N）
Fu=136783.85（N）
正常运行时传动滚筒的轴功率：
P0=
（5）
P0=
4、胶带输送机张力计算
选用双滚筒单电机传动方式，取Φ1=170°，Φ2=200°μ=0.3，功率配比1：
1，查表得eμφ1=2.44，eμφ2=2.85
取S4=10000（N）
S2=S4-F2+F3=114192.17（N）
S1=S2+FU=250976.02（N）
S1-2=S2+1/2FU=182584.10（N）
5、校核
（1）不打滑条件
运行时
≤eμφ1=2.44；
运行时
≤eμφ1=2.85，通过
起动时，采用液压拉紧且拉紧力可调，通过。
（2）S4=10000kN,大于倾斜胶带最小张力
（3）N=
，根据计算取GX=2500N/mm带强的胶带可满足使用要求。
6、电动机功率计算
Pm=K·PO（6）
式中：
K——电动机功率系数，K=1.3。
Pm=1.25×478.74=598.43kW
根据以上计算结果，设计确定主井提升胶带输送机选用DX型强力胶带输送机。
输送机驱动装置选型如下：
（1）电动机YB2-400S-4，N=355kW，两台；
（2）减速器B3SH12+FAN，ｉ=22.4，两台；
（3）液压拉紧DYL-01-6/15一套；
（4）逆止器NJ250型两套；
（5）液力偶合器YOXⅡZ760两台。
7、主井强力胶带输送机布置简图见图6-1-1。
（三）主斜井胶带输送机电控设备由主机生产厂配套供给。
二、大巷运输设备
倾角α=0°，建设初期长L=800.00m，设计大巷运输设备为DTL强力胶带输送机。
（一）设计原则
运输能力按1.20Mt/a，年工作制度330d,日净提升16h（三班作业），设备不均衡系数为1.5。
（二）设备选型计算
1、原始数据及技术参数选择：
（1）大巷运输机运输长度L=800.00m；
（2）大巷胶带输送机倾角a=0°；
（3）大巷胶带输送机运量按Q=1500t/h；
（4）大巷胶带输送机带速V=3.50m/s。
2、胶带输送机带宽选择计算
B=
（1）
式中：
输送量Q=1500t/h；
煤的松散容重r=0.90t/m3；
速度系数φ=0.90；
倾角系数C=0.92；
断面系数K=400；
带速V=3.50m/s。
将以上数据代入公式
（1）得出：
B=
按煤的最大粒度对带宽进行校核：
B≥2dmax+200=2×300+200=800（mm）
dmax——煤的最大粒度（300mm）
设计确定主井胶带输送机带宽B=1200mm。
3、胶带输送机功率计算：
（1）承载分支阻力计算：
F1=（q+q0+q′）fLcosβg（N）
（2）
（2）回空分支阻力计算：
F2=（q0+q″）fLcosβg（N）（3）
（3）物料提升阻力计算：
F3=qHg（N）（4）
（4）所需驱动圆周力：
Fu=F1+F2+F3+Fr（5）
式中：
q——每米物料质量，q=
q′——每米机长上托辊转动部分质量，查表得：
q′=20.80kg/m，托辊间距为1.2m
q″——每米机长下托辊转动部分质量，查表得q″=6.7kg/m，托辊间距为3m
q0——每米输送带质量，查表得：
q0=48.00kg/m，初选带强GX=2500N/mm。
f——模拟摩擦系数，取f=0.03;
L——输送机实长，L=800.00m；
g——重力加速度，取g=9.81m/s2；
Q——输送能力，Q=1500t/h；
β——输送机倾角，β=0.0.0°；
H——提升高度，H=0.00m；
Fr——附加阻力，Fr=4000（N）。
将以上数据代入上面
（2）、（3）、（4）、（5）分别得：
F1=44227.40（N）
F2=12878.57（N）
F3=0.00（N）
Fu=61105.97（N）
正常运行时传动滚筒的轴功率：
P0=
（6）
P0=
4、胶带输送机张力计算
选用单滚筒传动方式，取Φ1=200°，μ=0.3，查表得eμφ=2.85
取S3=S4=50000（N）
S2=S4-F2+F3=37121.43（N）
S1=S2+FU=98227.40（N）
5、校核
不打滑条件
运行时
≤eμφ1=2.85，通过
用自动拉紧且拉紧力可调，通过。
6、电动机功率计算
Pm=K·PO（7）
式中：
K——电动机功率系数，K=1.25。
Pm=1.25×231.878=289.84kW。
经计算（过程略），设计确定最终大巷胶带输送机选用强力胶带输送机，输送机驱动装置选型如下：
（1）电动机YB2-400S-4，N=355kW，一台；
（2）减速器B3SH12+FAN，ｉ=22.4，一台；
（3）液压拉紧DYL-01-6/15，一套；
（4）逆止器NJ250型，一套
（5）液力偶合器YOXⅡZ760，一台。
二、副井提升设备
副斜井主要担负井下人员、材料、设备和矸石等提升任务，本矿井设计生产能力为1.2Mt/a，矿井机械化程度较高，设计副斜井提升选择W8型防爆无轨胶轮车。
第二节排水设备
一、设计依据
依据矿方提供的老溏积水状况,矿井建设期需排放老溏积水,矿井建设期涌水量按以下数据进行选型.
矿井正常涌水量：
300m3/h。
矿井最大涌水量：
1200m3/h。
地面沉淀水池标高：
+1145.0m。
泵房底板标高：
+1060.0m。
排水高度：
85.00m。
本设计确定排水系统为四趟排水管路沿主斜井井筒顶侧敷设，将井下涌水排至地面沉淀水池。
二、选型计算
1、计算水泵必须的排水能力
水泵必须的流量：
Q=1.2×300=360m3/h；
二水平水泵必须的扬程：
H=1.25×（85+5）=112.50m。
2、选用MD450-60×2型水泵五台，水泵运行参数为：
Q=450m3/h，H=120m，正常涌水时，两台工作，两台备用，一台检修；最大涌水时，四台工作，一台检修。
3、确定排水管径和吸水管径
d
=450/[900π×（1.8∽2.2）]=0.297∽0.269m
取排水管内径为285.00mm
δ
=0.5×285×{（100+0.4×0.94）/（100－1.3×0.94）-1}+2∽3=4.3∽5.30m
取δ=7mm
选用外径φ299mm，壁厚7mm的无缝钢管作为排水管；
选用外径φ325mm，壁厚7mm的无缝钢管作为吸水管。
4、确定水泵工况点
管网特性曲线方程为H=90+5.70×10-5Q2
管网淤积后特性曲线方程为H=90+9.69×10-5Q2
水泵特性曲线和管网特性曲线见图6-3-1。
工况点参数为：
Q=450m3/h，H=120m，η=78%。
5、水泵校核
（1）水泵工作稳定性
120×0.9=108.00m>85.00m，故水泵工作稳定。
（2）排水能力
正常涌水时排水时间T=24×500/900=13.33（h）<20h
最大涌水时排水时间Tmax=24×800/4×450=10.66（h）<20h
（3）电动机容量
N′=1.15×[（450×120×1020×9.81）/（3600×1000×0.76）]=227.10kW
选用YB400M1-4型电机，功率250kW，转速1480rpm。
三、选型结果
水泵：
MD450-60×2型水泵五台，正常涌水时，两台工作，两台备用，一台检修；最大涌水时，四台工作，一台检修；
电动机：
YB400M1-4型电机，功率250kW，转速1480rpm。
排水管：
φ299×7的无缝钢管，四趟管路排水，沿主斜井井筒顶侧敷设。
吸水管：
φ325×7的无缝钢管。
第四节空气压缩设备
一、设计依据
矿井井下用风设备统计见表6-4-1。
矿井井下用风设备统计表
表6-4-1
设备名称
使用
台数
每台耗风量（m3/min）
工作压力
（MPa）
同时使用
系数
MGJ-Ⅱ型
锚杆打眼机
1
2.3~3.0
0.4～0.45
与其他设备
不同时使用
ZHP-2型混凝土
喷射机
1
5~8
0.15~0.4
与其他设备
不同时使用
二、方案比选
根据安监总煤行（2007）167号文件要求，并结合本矿用风设备配备情况及使用特点，确定在地面建空气压缩机房，集中供气。
1、井下用风设备压缩空气消耗量：
Q=1.15×1.15×8×1.21=12.80m3/min
式中：
1.15—漏风系数；
1.15—风动工具磨损系数；
1.21—海拔修正系数。
2、管网计算
（1）井下压缩空气管道的内径计算
初选压缩空气管道：
选用DN108（外径），P=0.8MPa的无缝钢管。
（2）压力损失计算
井下主供气管路压力损失：
根据压力损失主管路选用的DN108（外径），P=0.8MPa的无缝钢管满足压力要求。
三、选型结果
经计算选用EWA75A/W型空压机2台，排气量为13.30m3/min，排气压力为0.8MPa，功率75kW，380V。
一台工作，一台备用。
地面及井筒压缩空气主管路采用φ108×4的无缝钢管，井下支管采用φ73×4的无缝钢管。
储气罐采用C-1.5/1.0型2个，容积1.5m3，工作压力1.0MPa；储气罐上装设安全阀、释压阀、压力表。
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