完整版矿井提升与运输课程设计终极版.docx

1、完整版矿井提升与运输课程设计终极版第一章 舌U板输送机 1第二章第三章第四章结束语参考文献第一章刮板输送机选型设计2.1关于刮板输送机刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送机械 ；主要用于采煤工作面和采区巷道等恶劣条件下的煤炭运输。作为采区巷道用的刮板 输送机是由刮板链、溜槽、机头部、机尾部等基本部件组成，当刮板 输送机用于机械化采煤工作面与滚筒采煤机和输送机推移装置配套 使用时，其结构组成除有以上基本部件外， 根据设备配套要求和工作需要，还有铲煤板、挡煤板、机头支撑推移装置等一些其他部件。根据设计条件，预选 SG730/180型号刮板输送机，其链速为v=0.92m/s，链单位长度质量 q。=

2、36.26Kg/m，1条26*92的C级圆环 链的破断拉力为850KN输送能力为Q=500t/h。刮板输送机计验算的内容包括：运输能力、运行阻力、刮板链张 力、电动机功率链子的安全系数等。2.2运输能力验算采煤机的工作面所需要的运输能力用下式计算:式中：Q为采煤机工作面平均每小时生产率,300t/h ;v为刮板输送机的链速，0.92m/s ;V0为采煤机或刨煤机的牵引速度,4.6m/s 根据计算，输送能力满足要求。2.3电动机功率验算刮板输送机的运行阻力按直线段和曲线段分别计算。运行时除了要克服煤和刮板链的运行阻力外， 还需克服煤和刮板链的重力。通常将它们一起计为总运行阻力。取 0.6 , i

3、 4 , 0.85 ,2.3.1重段直线段运行的总阻力Fzh=qLg( 3 cos B -sin 3 )+qiLg( 3 icos 3 -sin 3 )=97 x 200 x 9.8 (0.6 x cos12 -sin 12 ) +36.26 x 200x9.8(0.4 x cos12 -sin 12 )=124725 N2.3.2空段运行总阻力为：Fk = q l Lg( 3 丨 cos 3 +sin 3 )=36.26 x 200x 9.8 (0.4 x cos12+sin12 )=42783 N式中：Fzh为重段直线段的总阻力，N;Fk为空段直线段的总阻力，N;q为中部槽单位长度上的装煤

4、量，120Kg;qi为刮板链单位长度的质量，36.26Kg ;L为刮板输送机的长度,200m;3为煤在槽内运行的阻力系数,0.6 ;3 i为刮板链在槽内运行的阻力系数,0.4 ;B为倾斜角度,12 。2.3.3牵引力（考虑可弯曲段的影响）刮板输送机稳定运行所需要的牵引力，等于它运行时所需克服的 全部阻力之和，其计算方法采用简易计算法。F=k ?k2（F zh+Fk）= 1.1 X 1.1 （124725+42783=202685 N式中：k1为刮板链绕经链轮的阻力附加系数，取 1.1k2为弯曲段运行阻力附加系数，取1.12.3.4电动机功率F辺202685x0.92N = =219.4KW10

5、00H1000X 0.85式中：v为刮板链运行速度，0.92m/s ;n为减速器的机械效率,0.85。考虑到采区的电压降，双机头驱动两电机负荷不均匀及难以准确计算的额外阻力，实际配备的电动机的功率，应在计算值上增加15%20%勺备用量，则 N =(1.15 1.2)N=252.2 263.3 kw, SGW730/180型号刮板输送机配备两台90Kw的电动机，功率不满足要求，故重新 选型。2.4重新选型若选SGZ 730/264W型号刮板输送机，其链速为 v=0.95m/s，链 单位长度质量q。=52Kg/m, 1条26*92的C级圆环链的破断拉力为 850KN输送能力为Q=600t/h，有两

6、台160KW勺电动机。重新计算上述步骤，得Q=326t/h v 600t/h ,故运输能力满足要求。计 算 Fzh=88932 N,Fk=61356 N,F=181848 N ,N=203KW,N =233.5243.6KW而该刮板输送机电机为264KW故功率满足要求。2.5刮板链强度验算2.6安全系数是链条拉力与最大张力之比，要求大于 3.5。因为Fzh Fk 0，所以刮板链3点的张力最小，令F3=0，则：Fma)=F4=F3 + Fzh=88932 N中双链型负荷分配不均匀系数取 0.9，安全系数2FdA 2 X 850 X 1000X0.9n = L2F = = 14 3 3 5式中：n

7、为链条的安全系数；Fd 为一条链条的破断拉力，850KNFmax 为刮板链的最大静张力，88932N;入为双链负荷不均匀系数,0.9。刮板链的强度满足要求，可以在要求的条件下工作。根据以上计算，刮板输送机可以在要求的条件下工作。第二章带式输送机选型设计3.1关于带式输送机带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备， 可输送矿石、煤炭等散装物料和包装好的成件物品。由于它具有运输能 力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输途中对物料的损伤 小等优点，被广泛应用于国民经济的各个部门。 在矿井巷道内采用带 式输送机运送煤炭、矿石等物料，对建设现代化矿井有重要作用。图2- 1所示是带式输送

8、机的结构简图。3.2输送机的选型3.2.1带速V的确定带速V根据带宽和被运物料性质确定，我国带速已标准化，具体 选取参考课本表3-19初步确定带速V=2m/s。3.2.2带宽B的确定按给定条件Q=650t/h，输送机长度L=800m倾角=4,散煤容重=1000kg/m，最大块度a=300mm查表3-18，得k=0.99，求出物料断面积按槽角a =45，堆积角B =0查表3-17，取带宽B=1000mm3.2.3 圆周力FuFu=Fh+ F n+ Fs1+ Fs2+ Fst=CfL(2q B+qG)cos 3 +qRc+qRQ+q GHg+ Fs+ Fs2查表 3-22 得：f=0.025。查表

9、 3-23 得：nm=39kg, RRU=42kg。取 I R=-= -=:-F 120840= = 24882 N正常运行时各点的张力:空段阻力Fk，忽略传动部分长度，则Fk = qBLfgcos B + qRULfg 一 qB Lgsin B=800 X 0.025 X 9.8C47.1cos4 + 14)一 47.1 x800xX sin4;=-13892 N重段阻力FzhFzh =(4b + qG)(fcos 5 + 血閃 Lg+ qR0 Lfg=(47.1 + 90X0.025cos4& +sm4 )X800X9.8 + 32.5X600X 0.025 X 9.8=108428NF3

10、 F2=24882NF4=F3+Fk=24882-13892=10990NF5=F6-F zh=120840-108428=12412N3.2.5校核垂度垂度校核必须分别校核重段垂度和空段垂度， 两者都要找出最小张力点。由各点的张力计算值可知，重段最小张力点在位置 5,空段最小张力点在位置4。重段垂度所需要的最小张力为：A通过空段垂度所需要的最小张力为:通过326 校核胶带安全系数ofcB 40000X100fZT= 1208403.2.7 电动机功率的确定F(jv102407X2N -= 241KW1000nm1000X0.85可选3台大于241KW的电机，其中两台工作，一台备用3.2.8拉

11、紧力计算Fh = F4 + Fs = 990+12412 = 13402 N此拉紧力是按稳定运行条件计算的，启动和制动工况还要按加、 减速度的惯性力增大拉紧力，以免输送带在滚筒上打滑。第三章副井落地式摩擦提升机选型设计4.0 设计依据井口标高井底车场水平最大班工作量：下送人员提升矸石运送坑木沙石、水泥饮水车油脂车炸药雷管其它最大件重量4.1关于副立井提升设备+1500.00m+600.00m130人/班,485t/ 天38nV 天28nV 天2车/天20车/天1车/天1车/天20车/天40000 kg矿井提升设备是沿井筒提升煤炭、矸石，升降人员和设备，下放 材料的大型机械设备。它是矿山下生产系

12、统和地面工业广场相连接的 枢纽，是矿山运输的咽喉。因此，矿井提升设备在矿山生产的全过程 中占有极其重要的地位。此外，矿井提升设备是一大型的综合机械化一电气设备， 其成本 和耗电量比较高，所以在新矿井的设计和老矿井的改建设计中， 确定 合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较， 结合矿井具体条件，保证提升设备在选型和运转两个方面都是合理的， 即要求矿井提升设备具有经济性。副井罐笼规格的选择按如下规定确定：根据井下运输使用的矿车 名义载重量确定罐笼的吨位；根据运送最大班下井工人的时间不超过 40min或每班总作业时间是否超过 6h来确定罐笼的层数。一般应先 考虑单层罐笼，不满足要求时再选择双

13、层罐笼。综采工作面使用液压支架需整体下运，其宽度为 1.5m，为矿井外形尺寸最大件。4.2设备类型的确定4.2.2选择钢丝绳经常性作业中，以提矸作业载荷最重，故以此条件选择钢丝绳。一次提矸量QQ 2 q?v 2 1350 1.7 4950kg根据罐笼型号，决定选用四绳摩擦提升机，n=4;采用两根尾绳，n仁2。已知提人又提货的钢丝绳安全系数 ma按煤矿安全规程规 定应用下式计算讥 8.2 0.0005Hc 7.72式中：h为主绳最大垂长，m其值为Hc Hs H j Hb 900 40 25 965m式中：井塔高度H暂取40m尾绳环高度H取25m主绳单位重力pQg Q2g 2qcgp 2 c 31

14、.92N/mn (0.11-B HJ ma根据计算出的p值，选用6A( 34)钢丝绳其主要参数值为：d=31mm P=39.41N/m, max 2.2mm，Qq 690.5kN。根据主绳情况，选用6*37钢丝绳做尾绳。其只要参数值为dw 47.5mm，q 79-29N / m-由于n：q np 0.59% 3%，可认为本系统为等重尾绳系统。np下面验算安全系数ma4QqmaQg Qzg 2qcg 4pH j 2q(H Hh)4 6905004200 9.81 16110 9.81 2 715 9.81 4 31.92 40 2 79.29 (690 25)8.33 7.88所选钢丝绳符合要求

15、。4.2.3选择提升机D 100d 3100mmD 1200 max 2640mm可选用JDM3.25/4 ( I)型多绳提升机。配用导向轮直径Dt=3m导向轮的变位重力 Gt=30.6kN.上述提升机的有关数据是：D=3.25m ,Fj 450kN, Fjc 140kN,Gj 136kN 。2衬垫允许比压Pb 200N /Cm .下面分别验算Fj.max,Fjc,Pb的值。Fjc Qg Qzg 2qcg 4pHj 2q(H 击)4200 9.81 16110 9.81 2 715 9.81 4 31.92 40 2 79.29 (690 25) 331.8kN 450kNFjc Qg 4.2

16、 9.81 41.2kN 136kNFs Fx 2 2pb - 175.8N / cm 200N /cmDndn式中：提矸石时上升罐笼静张力Fs及下放侧静张力Fx表示式为Fs Qg QZg 2qcg 4pH j 2q(H Hb) 331.8kNFx Qzg 2qcg 4p(H j H) 2qHh16110 9.81 2 715 9.81 4 31.92(40 690) 2 79.29 25267.4kN根据以上计算结果，可知所选提升机满足要求。4.2.4相对位置计算落地式布置的相对位置图与图 7-7类似。取主导轮与导向轮中心垂直高差Ht=5m围包角a为180a o 3.39rad180o式中：

17、之计算值为r R s r Rarcsin arcta n.Ht2 (s r R) Ht上式中R , r分别为主导轮及导向轮的半径。井塔高度HjHj Ht Hg 0.75R 30 m考虑到安全设施和设备安置的需要，确定 Hj=40m,由于Vm在10m/s左右，故上式的过卷高度 Hg定为10m4.2.5预选电动机经济速度Vv 0.4, H 0.4,690 10.5m/s拟用交流异步电动机，由v值查得上述提升机应配以i 105的 减速器。电动机的同步转速n 600r/min。初步计算电动机容量NkQgvmN 巴 793.9kWj式中： =0.85，取 E =1.3 , k=1.2根据上述n值，选用Y

18、R800-10/1180型高压6kV交流电动机其主要参数为：Ne=800kW ne591r / min; d0.92,2 22.06;(GD )d 7.15kN/m4.2.6 运动学计算计算总变位质量m先计算变位重力GG Q 2(Qzs 2qc)gGz GwGj Gt Gd 827.61kN式中：Gz为主绳变位重:力， Gzn p(H2Hj) Gw为尾绳变位重力,Gw n gq(H 2Hh):为电动机转子变位重力,G d2(GD )d i2D2 i根据G可求出变位质量mm G 84363kg g4.2.7 加减速度的确定考虑到煤矿安全规程的规定，a1,a3均应小于0.75m/s。以充分利用电动

19、机的过载能力和减速器允许最大力矩的限制为原则，计算出的加速度 a1 1.75.动防滑验算取卩=0.25。在提升货载时，验算加速阶段的。d1.25 ;在下放货载时，验算紧急制动时，可令 d 1。这里，只验算正常最重货载（矸石）提升，以及正常最重载（因为材料重力小于矸石，较重设备与矸石重力相近，故仍以矸石为准）下放两种情况由以上计算结果可以看出，本系统在正常作业时，防滑安全系统均较为富裕。考虑到副井作业的多样性（例如偶尔下放大件设备）这也是合理的。4.2.9 动力学计算由以上已知各参数，代入动力方程式，各阶段拖动力计算结果如下4.2.10 电动机容量验算等效容量Nd过负荷验算:在确定al时，已经考

20、虑了过负荷能力。由于多绳罐笼采用摇台作为承拉装置，因此可不必再进行负荷性能的校验。根据以上分析，预选的Nc= 800kw的电动机是满足要求的，而Ne 8001.07且具有肌741.5 的富裕系数。副井最大班作业时间平衡表（电算输出）附表1 副井作业时间平衡表NZYSCZCISTX/MNTS/1RY659.91424321.2RY655.9142911.3LG2401.15348.94ZA2401.639366.55ZH6001.96772911.6BO151992.41.57SH50812717.9058TG2210999.1819.48注：最大班井工人按130人计算，提矸石作业量按 4000

21、0kN计工作制度：310d/a ; 15h/d设计提升能力：700万t/a提升钢丝绳、提升机、井架、卸载高度：16m提升方式：双箕斗提升5.1关于主井提升系统矿井的提升设备主要是由提升容器、天轮和装卸载设备等组成。进行提升设备选型设计时，矿井年产量An和矿井深度Hs为已知条件, 当提升容器的类型确定后，还要选择容器的规格。在提升任务确定后, 选择提升容器的规格有两种具体情况：一是选择均较大的规格的容 器，一次提升量较大，则提升次数少。这样，因为一次提升量较大，所需的提升钢丝绳直径和提升机直径较大， 因而初期投资较多。但提升次数较少，运转费用较少。二是选择较小规格的容器，情况和上述相反，因而初期

22、投资较少，而运转费用较多。其原则是：一次合理提 升量应该使得初期投资费和运转费的加权平均总和最小。 其结构简单5.2设备选型5.2.1提升容器的确定小时提升量AsCafAn 1.15 X 1.2 X 700 X 104As = “ = 2077t/hf bjJ 310X 15 f式中：Ah 小时提升能力，t/h ； af 提升能力富裕系数， a= 1.2 ；b r年工作日，br=310d; t 日工作时间，t=15h提升高度估算HH=20+672+16=708m提升速度估算V)= 0,6 X V708 = 16m/s一次提升时间估算一次提升量选择提升容器由于主提升是矿井的咽喉，根据矿井现有提升

23、的经验，主提升留 有一定的富裕能力是很有必要的。 因此，主提升容器选择一对50t箕 斗。箕斗主要技术参数见下表。箕斗主要技术参数序号项目单位结果1名义载重Qt502有效容积V3 m52.53自重t54全高m9.255最大提升高度m800一次提升量一次提升量Q=40.6t5.3选择钢丝绳绳端荷重3Q=Q+ C= (22+20)x 10=42000kg实际提升高度H t =20.4+807.43+15+7.61+0.3=850.74 m钢丝绳的悬垂长度Hj2+H+H-Hx =899.24 m钢丝绳单位长度重量Qd 420004(1.1 /mHc)=4 (1.1 15700/7 899.24)=6

24、69 kg/m主提升钢丝绳主要技术参数主钢丝绳直径dmm39.00主钢丝绳单重pkg/m7.840主钢丝绳最粗钢丝直径5mm3.20主钢丝绳全部钢丝破断力总和QkN1090.00主钢丝绳抗拉强度bMP1950.a00尾绳选择尾绳钢丝绳主要技术参数钢丝绳直径（宽x厚）mm166x26钢丝绳单重qkg/m17.68钢丝绳全部钢丝破断力总和QwkN2110钢丝绳抗拉强度wMP1373. a 005.4系统不平衡重量计算=2qk 4pk=2Xl7.68 4X7. 84=0 kg/m/4 p k=0/ (4X 7.84 ) =0,提升系统按等重尾绳计算。5.5选择提升机5.5.1主导轮直径Dg 90d

25、= 8 0X39=3120 mmDg 1200 5 =1200X 3.2=3840 mm5.5.2最大静张力3F= (42000+ 4X 7.84 x 893.01 ) x 9.81 x 10-=686.75 kN5.5.3最大静张力差Fc =20x 9.81=196.2 kN5.5.4选择提升机选择JKM4.5 x4 (皿)E型落地式四绳摩擦提升机，其主要技术参数如下：主导轮直径：D=4.5 m天轮直径：CM=4.5m最大静张力：Fj0=900kN最大静张力差：Fo=220kN旋转部分变位重量G=29t天轮变位重量：G=11.5 x 2=2衬垫摩擦系数：a =0.25衬垫比压： Pm=1.962 MPa钢丝绳间距： a = 350 mm5.6提升机衬垫比压及钢丝绳安全系数验算561 钢丝绳安全系数验算规程要求的安全系数： m=7.2 0.0005Hc=7.2 0.0005 X 899.24=6.75钢丝绳实际安全系数：m= 4 1090 1.177 =7.47 6.75686.755.6.2比压验算pb 2FjF=2 686.75T96.2=1.49MPa 1.962 MPanDd 4 4.5 445.7选择电动机5.7.1提升速度煤矿安全规程允许的最高速度：Vm =0.6 X . 837.51 =17.36m/s 取 Vn=14m/s。5.7.2电动机功率选