矿井提升机毕业设计

《矿井提升机毕业设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

47-前言毕业设计是培训学生综合运用本专业所学的理论知识和专业知识来分析,解决实际问题的能力的重要教学环节,是对三年所学知识的复习与巩固，同样，也促使了同学们之间的互相探讨，互相学习。因此，我们必须认真、谨慎、塌实、一步一步的完成设计，给我们三年的学习生涯画上一个圆满的句号。毕业设计是一个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到一些实际与理论之间的差异。通过毕业设计不仅可以巩固专业知识,为以后的工作打下坚实的基础,而且还可以培养和熟练使用资料,运用工具书的能力.在各位老师及有关技术人员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决的能力，把我们所学的课本知识与实践结合起来，起到温故而知新的作用。在毕业设计过程中，我们要较系统的了解矿运及提升的设计中的每一个环节，包括从总体设计原则，本次设计综合三年所学的专业课程，以《设计任务书》的指导思想为中心，参照有关资料，有计划、有头绪、有逻辑地把这次设计搞好！该设计力求内容精练，重点突出。在整个设计过程中，辅导老师员创治老师给予我许多指导与帮助，在此，我们表示深深的感激。由于时间仓促，再加上所学知识有限，设计中，难免出现错误或不当之处，恳请各位教师给予一定的批评建议，我们非常感激，并诚恳地接受，以便将来在不断的商讨和探索中，有更好的改进！以便在今后的人生道路上，不断完第一章矿井提升设备一、提升方式矿井七2煤与二1煤采用分期开拓开采的方式，初期开采七2煤，后期经技术改造后开采二1煤。七2煤井设计生产能力为0.30Mt/a，采用立井开拓，二个提升井筒，其中主井井深277m，担负七2煤矿井提煤任务；副井井深277m，担负七2煤矿井辅助提升任务；二1 47-煤井设计生产能力为0.45Mt/a，采用立井开拓，利用七2煤井二个提升井筒延深至二1煤的开采水平，在七2煤井开采结束后进行二1煤的开采，二1煤主井井深577m，担负二1煤矿井提煤任务；副井井深577m，担负二1煤矿井辅助提升任务。二、主提升设备选型计算（一）设计依据初期开采七2煤时1、生产能力：0.30Mt/a2、工作制度：年工作日330d，每天净提升时间16h。3、井深：H=277m4、提升方式：双箕斗提升，采用定重装载。后期开采二1煤时1、生产能力：0.45Mt/a2、工作制度：年工作日330d，每天净提升时间16h。3、井深：H=577m4、提升方式：双箕斗提升，采用定重装载。（二）提升容器选择该矿井初期开采七2煤时井深277m，后期开采二1煤时井深577m，根据《煤炭工业矿井设计规范》规定，为避免提升系统的重复改扩建,同时考虑到矿井后期开采二1煤时井筒深度增加，所以初期开采七2煤和后期开采二1煤时主、副井提升设备统一按开采最终水平选择计算。计算过程以后期开采二1煤的提升设备选型计算为准。 47-1、确定经济提升速度V=(0.3-0.5)×=7.2-12.01m/s取：Vm=8m/s，α1=1.0m/s22、计算一次提升循环时间:Tx=＋＋10＋8=98.1s3、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。（三）钢丝绳选择1、绳端荷重Qd=QZ+Q=6500+4000=10500kg2、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=6.5mHh---尾绳环高度Hh=Hg+0.5+2S=6.5+0.5+2×2.004=11.008mHr---容器高度Hr=10.9mRT---天轮半径e---上下天轮垂直距离e=5m 47-S---提升容器中心距HX---卸载高度HX=12m3、首绳单位长度重量计算PK´===1.29kg/m式中：δB—钢丝绳计算抗拉强度，取1670MPam—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式中：n—首绳钢丝绳根数n=4n´—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。（四）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： 47-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=6.5m/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μ=0.23。（五）提升系统的确定（见图6-1-1）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=36m2、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=28m3、钢丝绳弦长下弦长LX1===39.8m 47-上弦长LX===44.9M式中：HJ1---井架下层天轮高度C0---摩擦轮中心与地平距离4、钢丝绳的出绳角下出绳角 47-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。44900398002.25m2.25m280008003100036000523716513728提升中心线装载平面30000卸载平面12000+31m+12m+36m577000β下=arctan+arcsin=ARCTAN+ARCSIN=52°39´9"上出绳角 47-β上=arcsin=51°37´28"5、围包角а的确定经计算围包角а=181°1´4"（六）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=2.359×4000-4×1.96×593.1=4786.1kg经查表，当围包角а=181°1´4"时D1=2.359式中：w1---箕斗提升时矿井阻力系数w1=0.075δj---静防滑安全系数δj=1.752、按动防滑条件QZ´≥[]Q+[]Gd-nPkHc=A1Q+C1Gd-nPkHc=2.2115×4000+0.1533×2300-4×1.96×593.1=4548.7kg经查表，当围包角а=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。 47-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。（七）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=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=39kN<65kN满足要求（八）预选电动机1、电动机估算功率P′=×Φ=×1.2=382.2kW式中：K——矿井阻力系数，取K=1.15；Q——一次提升实际货载量；Φ——提升系统运转时，加减速度及钢丝绳重力因素影响系数；ηj——减速器传动效率，ηj=0.92；2、电动机估算转数 47-n===579.6r/min据此主井绞车电机选用Z450-3A型直流电动机，660V，500kW，其额定转速为ne=611r/min，转动惯量md=50.5kg•m2。3、确定提升机的实际最大提升速度Vm===6.9(m/s)（九）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。（提升速度图力图见图6-1-2）1、初加速度阶段卸载曲轨初加速时间：t0===3.13s箕斗在卸载中曲轨内的行程：h0=2.35m2、正常加速度阶段加速时间：t1===10.8s加速阶段行程：h1=×t1=×10.8=45.4m3、正常减速阶段减速阶段时间：t3===12.8s减速阶段行程：h3=×t3=×12.8=47.4m4、爬行阶段爬行时间：t4===6s爬行距离：h4=3m 47-5、抱闸停车时间t5=1s6、等速阶段等速阶段行程：h2=Ht-h0-h1-h3-h4=569.9-2.35-45.4-47.4-3=471.8m式中：Ht---提升高度Ht=H-HZ+HX+Hr=577-30+12+10.9=569.9m等速阶段时间：t2===68.4s7、一次提升循环时间Tx=t0+t1+t2+t3+t4+t5+θ=3.13+10.8+68.4+12.8+6+1+12=114.1s式中:θ—休止时间取12s 47-8、提升设备年实际提升量An′==56万t/a提升能力富裕系数为af===1.2提升能力满足要求（十）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+4×1.96×1212+2×2300+6500+4399=42001kg式中：Lp——钢丝绳全长Lp=1212m（包括尾绳）。2、运动学计算（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+42001×0.48=65240N终了时：F0′=F0-2⊿h0=65240－0=65240N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）=65240+42001×（0.5－0.48）=66081N终了时：F1′=F1=66081N3、等速阶段开始时：F2=F1′－∑ma1=66081－42001×0.50=45080N终了时：F2′=F2=45080N 47-4、减速阶段开始时：F3=F2′－∑ma3=45080－42001×0.50=24080N终了时：F3′=F3=24080N5、爬行阶段开始时：F4=F3′+∑ma3=24080+42001×0.50=45080N终了时：F4′=F4=45080N（九）提升电动机容量验算1、等效时间Td=α（t0+t1+t3+t4+t5）+t2+βθ=×（3.13+10.8+12.8+6+1）+68.4+×12=89.3s式中：α——低速运转散热不良系数，α=1/2；β——停车间歇时间散热不良系数,β=1/3。2、电动机等效力F2dt=F02t0+F12t1+F22t2＋F32t3+F42t4=2.19×10113、提升电动机作用在滚筒圆周上的等效力Fd===49533N4、电动机等效容量Pd==×1.15=427kW＜500kW满足要求经验算，所选电动机符合要求(十)提升机制动力矩验算===4.3>3满足要求。 47-式中：MZ---制动力矩MJ---静荷重旋转力矩（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。电控设备型号选用JKMK/SZ-NT-778/550-3系列提升机全数字直流电控设备。（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Ht=H-HZ+HX+Hr=277-30+12+10.9=269.9m式中：Hr---容器高度Hr=10.9HX---卸载高度HX=12mHz---装载高度HZ=30m 47-（二）提升运动学及提升能力计算(提升速度图力图见图6-1-3)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。（提升速度及力图见图6-1-3）1、初加速度阶段卸载曲轨初加速时间：t0===3.13s箕斗在卸载中曲轨内的行程：h0=2.35m2、正常加速度阶段加速时间：t1===10.8s加速阶段行程：h1=×t1=×10.8=45.4m3、正常减速阶段减速阶段时间：t3===12.8s 47-减速阶段行程：h3=×t3=×12.8=47.4m4、爬行阶段爬行时间：t4===6s爬行距离：h4=3m5、抱闸停车时间t5=1s6、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 47-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===24.9s7、一次提升循环时间Tx=t0+t1+t2+t3+t4+t5+θ=3.13+10.8+24.9+12.8+6+1+12=70.6s式中:θ—休止时间取12s8、提升设备年实际提升量An′==89.7万t/a提升能力富裕系数为af===2.99提升能力满足要求（三）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=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 47-开始时：F1=F0′+∑m（a1-a0）=62975+37281×（0.5-0.48）=63721N终了时：F1′=F1=63721N3、等速阶段开始时：F2=F1′-∑ma1=63721-37281×0.50=45080N终了时：F2′=F2=45080N4、减速阶段开始时：F3=F2′-∑ma3=45080-37281×0.50=26440N终了时：F3′=F3=26440N5、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。四、副提升设备选型计算（一）设计依据初期开采七2煤时1、生产能力：0.30Mt/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=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。 47-2、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)。（二）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。（三）钢丝绳及提升机选择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。2、首绳单位长度重量 47-P`K大件===1.65kg/mP`K人===1.5kg/m式中:Hc—钢丝绳悬垂长度Hc=H+Hj+Hh=577+24+10=611mn—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。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 47-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=5.0m/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μ=0.23。（四）提升系统的确定(见提升系统图6-1-4)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LSLS=0.6Hj+3.5+D=0.6×24+3.5+2.25=20.2m取LS=21m3、钢丝绳弦长 47-下弦长LX1＝＝＝26.3m上弦长LX＝＝＝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β下=arctan+arcsin=arctan+arcsin=49°17´26"上出绳角β下=arcsin＝48°2´17" 47-5、围包角а的确定经计算围包角а＝181°15´9"（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）QC≥[]Q-nPkHc-QZ=D2Q-nPkHc 47-=2.484×2850-4×1.96×611=2289.2kg当围包角а=181°15´9"时查表得D2=2.4842、按动防滑条件QC≥[]Q+[]×Gd-nPkHc-Qz=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。（六）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提升人员m===9.9>9.2-0.0005H=8.9提升大件设备m===8.3> 47-8.2-0.0005H=7.9满足要求。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＝39141N<65000N经计算所选提升机满足要求。（七）预选电动机1、电动机估算功率P′=×Φ=×1.2=306.3kW式中：K——矿井阻力系数，取K=1.2；Q——一次提升人员质量（按宽罐笼计算）；计入罐笼质量差；Φ——提升系统运转时，加减速度及钢丝绳重力因素影响系数；ηj——减速器传动效率，ηj=0.92；2、电动机估算转数n===488.3r/min经计算选用Z450-3A型直流电动机，330V，380kW，其额定转速为ne=494r/min，转动惯量md=52.8kg•m2。3、确定提升机的实际最大提升速度Vm===5.1(m/s) 47-（八）提升运动学计算经计算得主加速度a1=0.50m/s2，提升减速度a3=0.50m/s2。（提升速度图力图见图6-1-5）1、正常加速度阶段加速时间：t1===10.2s加速阶段行程：h1=×t1=×10.2=26m2、正常减速阶段减速阶段时间：t3===9.4s 47-减速阶段行程：h3=×t3=×9.4=25.9m3、爬行阶段爬行时间：t4===6.25s爬行距离：h4=2.5m4、抱闸停车时间t5=1s5、等速阶段等速阶段行程：h2=H-h1-h3-h4=577-26-25.9-2.5=522.6m等速阶段时间：t2===102.5s6、一次提升循环时间提升人员时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+102.5+9.4+6.25+1+60=189.4s提升物料时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+102.5+9.4+6.25+1+40=169.4提升矸石时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+102.5+9.4+6.25+1+12=141.4s式中:θ—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。（九）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）+4×1.96×1222+2×2300+6500+5517=39503kg式中：Lp——提升钢丝绳全长Lp=1222m（包括尾绳）。2、运动学计算（按平衡系统计算） 47-（1）、主加速阶段开始时：F1=kmg+∑ma1=1.2×2850×9.8+39503×0.5=53268N终了时：F1′=F1=53268N（2）、等速阶段开始时：F2=F1′-∑ma1=53268-39503×0.50=33516N终了时：F2′=F2=33516N（3）、减速阶段开始时：F3=F2′－∑ma3=33516-39503×0.50=13765N终了时：F3′=F3=13765N（4）、爬行阶段开始时：F4=F3′+∑ma3=13765+39503×0.50=33516N终了时：F4′=F4=33516N（十）提升电动机容量验算1、等效时间Td=α（+t1+t3+t4+t5）+t2+βθ=×（10.2+9.4+6.25+1）+102.5+×60=135.9s式中：α——低速运转散热不良系数，α=1/2；β——停车间歇时间散热不良系数,β=1/3。2、电动机等效力F2dt=F12t1+F22t2＋F32t3+F42t4=1.5×1011N3、提升电动机作用在滚筒圆周上的等效力Fd===33541N4、电动机等效容量 47-Pd==×1.2=223kW＜380kW满足要求经验算，所选电动机符合要求(十一)提升机制动力矩验算===3.9>3满足要求。式中：MZ---制动力矩MJ---静荷重旋转力矩（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为2.1h,最大班下井人员时间为12.6分钟.符合<<规范>>要求。最大班作业时间平衡表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)（十三）电控设备 47-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。（十四）供电电源提升机采用双回路供电，一回工作，一回备用。供电电源引自矿井地面变电所，详见地面供电系统图。五、开采七2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。（一）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。（提升速度图力图见图6-1-6）1、正常加速度阶段加速时间：t1===10.2s加速阶段行程：h1=×t1=×10.2=26m2、正常减速阶段减速阶段时间：t3===9.4s 47-减速阶段行程：h3=×t3=×9.4=25.9m3、爬行阶段爬行时间：t4===6.25s爬行距离：h4=2.5m4、抱闸停车时间t5=1s5、等速阶段等速阶段行程：h2=H-h1-h3-h4=277-26-25.9-2.5=222.6m等速阶段时间：t2===43.6s6、一次提升循环时间 47-提升人员时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+43.6+9.4+6.25+1+60=130.5s提升物料时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+43.6+9.4+6.25+1+40=110.5提升矸石时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+43.6+9.4+6.25+1+12=82.5s式中:θ—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。（二）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 47-开始时：F4=F3′+∑ma3=16240+34552×0.50=33516N终了时：F4′=F4=33516N（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为2.2h,最大班下井人员时间为10.9分钟.符合<<规范>>要求。最大班作业时间平衡表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125305130.5652.5上提人员人63303130.5391.5提升材料和设备车20120110.52210提升矸石车4014082.53300其它次1010130.51305合计7859(s)，2.2(h)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。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L=121m，倾角11°，生产能力0.30Mt/a。经计算，选用一部SD-800型胶带输送机，运距L=121m，满足要求。主要技术参数：带宽B=800mm，运量Q=350t/h，带速V=2.0m/s，运距L=183m 47-，配电机为矿用防爆电机N=55kW。胶带类型：PVG整编芯阻燃胶带。2、+0运输大巷设备选型设计依据：+0运输大巷长L=897m，其中东翼运距L=293m,西翼运距L=604m,生产能力0.30Mt/a。经计算，西翼选用二部SD-800型胶带输送机,每部运距L=302m,满足要求。主要技术参数：带宽B=800mm，运量Q=300t/h，带速V=1.6m/s，配电机为矿用防爆电机N=75kW。胶带类型：PVG整编芯阻燃胶带。东翼选用一部SD-800型胶带输送机,每部运距L=293m,满足要求。主要技术参数：带宽B=800mm，运量Q=300t/h，带速V=1.6m/s，配电机为矿用防爆电机N=55kW。胶带类型：PVG整编芯阻燃胶带。3、+0轨道大巷设备选型设计依据：+0轨道大巷长L=830m，主要用于运输物料、设备、矸石。经计算，选用CXT-5型蓄电池电机车5台,该电机车主要技术参数为，黏着质量为5t，轨距600mm，牵引电动机型号为DZQB-7.5型，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。4、轨道上山设备选型（1）设计依据：轨道上山斜长L=582m，平均倾角α=24.4°,主要用于提升物料、设备、矸石等。物料量10车/班、矸石量10车/班，其它10次/班，提升矸石一次串两辆矿车。 47-（2）、设备选型①、钢丝绳选择钢丝绳单位质量（按提升矸石）：PK≥==0.904kg/m式中：n——串矿车数；m1、m2——矿车载重量和自重；f1——矿车运行摩擦阻力系数；f2——钢丝绳移动阻力系数。据此选择18NAT+FC-6×7-1570型钢丝绳，其主要技术参数为直径d=18mm，钢丝绳破断拉力总和Qq=190.5kN，单位质量PK=1.14kg/m，钢丝绳公称抗拉强度为1570Mpa。②、钢丝绳安全系数校验按提升矸石ma′==9.3＞6.5满足要求③、提升机选择最大静张力：Fjmax=ng（m1+m2）（simβ+f1cosβ）+PkL（simβ+f2cosβ）g=20584N滚筒直径：D′≥60d=60×18=1080mm据此选择JTPB1.6×1.2-30型矿用防爆 47-提升绞车，其主要技术参数为最大静张力45000N，传动比i=30，滚筒直径D=1600mm，滚筒宽度B=1200mm，速度V=2.8m/s，配防爆电机，额定电压660V，额定功率160kW。实际缠绳宽度(三层缠绕)：B=903mm<1200mm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）、设计依据轨道上山斜长L=582m，平均倾角α=24.4°最大班升降人员80人。（2）、设备选择经计算轨上山人员运送设备选用RJHY55-22/1100型架空乘人装置，主要技术参数：运行速度0.96m/s,钢丝绳选用20NAT6×19+FC-1670型钢丝绳,驱动轮直径1400mm,迂回轮直径1360mm,最大输送率230人/h,乘坐间距10m,配电机为YB2-250M-6660V55kW防爆电机。自动控制系统选用KJD22/KXT25-15I型控制设备。6、运输上山设备选择（1）、设计依据运输上山斜长L=550m，平均倾角α=20.4°。（2）、设备选择经计算运输上山选用一部SD-75S型下运胶带输送机。主要技术参数：带宽B=800mm，运量Q=300t/h，带速V=1.6m/s，运距L=550m，电机功率N=90kW。胶带类型PVG整编芯阻燃胶带。 47-第二章　采区机械设备选型2-1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：ρ=0.8-1t/m3；运输长度：L=560m；平均倾角：β=25°。2、选型计算：①计算胶带宽度：B===0.878m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≥2αmax+200=2*300+200=800mm式中：αmax-货载最大块度的横向尺寸，取αmax=300mm故胶带宽度满足要求。②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/m1）运行阻力计算： 47-重段运行阻力wzh=g*(q1+qd+qg′)*L*w′*cosβ+g*(q1+qd)*L*sinβ=10*(72.2+42+14.2)*560*0.03*cos25°+10*(72.2+42)*560*sin25°=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″cosβ-qd*L*sinβ]=10*(42+5)*560*0.025*cos25°-10*42*560*sin25°=-93529N式中：w″--直托辊阻力系数，取0.0252）胶带张力计算用逐点计算法求胶带各点张力S2=S1+wkS3=1.04S2=1.04S1+1.04wkS4=S3+wzh=1.04S1+1.04wk+wzhS5=S6=1.04S4=1.042S1+1.042wk+1.04wzh①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]=4.66S1②式中：m′—摩擦力备用系数，取1.15；μ—胶带与滚筒之间的摩擦系数，取0.2；方程①和②联立解得：S1=56031N 47-S2=-37498NS3=-38998NS4=251063NS6=S5=261106N③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*cosβ=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：S1=99498NS2=5969NS3=6208NS4=296269NS6=S5=308120N2）胶带强度计算Sd==10*308120/1000=3081N/mm<3150N/mm式中：m--胶带安全系数，取10；所以，胶带选用ST3150S型强力胶带，满足要求。④计算牵引力与电动机功率1）输送机主轴牵引力为：w0=S6-S1+0.04*(S6+S1)=224927N2）电动机功率为：N=kw0*V/1000η=1.15*224927*2.5/1000*0.85=760kw式中：η--减速器机械效率，取0.85；k--功率备用系数，取1.15；所以，输送机电机功率选用3*355kw，满足要求。 47-经以上计算，皮带机选用大倾角胶带运输机，电机功率3*355kw，胶带选用ST3150S型强力胶带，带速为2.5m/s,满足要求。二、轨道运输轨道运输线路主要物料由副井下，经副井绕道通过22中央行人下山、31轨道下山运至31采区各车场，最好到达工作面。1、31采区轨道下山绞车选型验算轨道下山全长：L=400米最大坡度：α=30°车轮与轨道之间摩擦系数：μ1=0.015钢丝绳摩擦系数：μ2=0.2考虑到31轨道下山将来运输综采支架，根据以上条件，初步选择SDJ-32T型绞车一部，最大拉力32000kg，钢丝绳初步选用6*19-Φ21.5的钢丝绳。钢丝绳自重：P=165.8kg/100m钢丝绳破断力：F破=29220kg1）当拉一车工字钢时，初拉力验算：F=M*（sinα+μ1cosα）+PL（sinα+μ2cosα）=3000*(sin30°+0.015*cos30°)+1.658*400*(sin30°+0.2*cos30°)=3245kg2)校验拉一车工字钢时，钢丝绳的安全系数：KA=F破/F=29220/3245=9>6.5所以，拉一车工字钢时，钢丝绳的安全系数满足要求。3）拉力的验算：①当钢丝绳满足6.5倍安全系数时的拉力为：F′=29220/6.5=4495kg<32000kg②最大拉力的计算：Fmax=[F′-pL(sinα+μ2cosα)]/(sinα+0.015cosα) 47-=(4495-446)/(sin30°+0.015cos30°)=7893kg故SDJ-32T绞车，最大可提升8680kg重物。因31采区首采面为综采面，所以SDJ-32T绞车运输综采支架时需更绞车满足运送物料的要求。运输综采支架运输设备选型计算：轨道下山全长：L=400米最大坡度：α=30°车轮与轨道之间摩擦系数：μ1=0.015钢丝绳摩擦系数：μ2=0.2考虑到31轨道下山将来运输综采支架，根据以上条件，初步选择JZ-16/1000型凿井绞车一部，最大拉力16000kg，钢丝绳初步选用6*19-Φ36.5的钢丝绳。钢丝绳自重：P=540kg/100m钢丝绳破断力：F破=93950kgF=M*（sinα+μ1cosα）+PL（sinα+μ2cosα）=18000*(sin30°+0.015*cos30°)+5.4*400*(sin30°+0.2*cos30°)=10688kg2)校验拉一车工字钢时，钢丝绳的安全系数：KA=F破/F=93950/10688=8.7>6.5所以，拉一车工字钢时，钢丝绳的安全系数满足要求。3）拉力的验算：①当钢丝绳满足6.5倍安全系数时的拉力为：F′=93950/6.5=14454kg<16000kg②最大拉力的计算：Fmax=[F′-pL(sinα+μ2cosα)]/(sinα+0.015cosα)=(14454-1454)/(sin30°+0.015cos30°)=25340kg 47-故JZ-16/1000绞车运输综采支架时需更绞车满足要求。1、22中央行人下山绞车选型验算中央下山全长：L=560米最大坡度：α=21°车轮与轨道之间摩擦系数：μ1=0.015钢丝绳摩擦系数：μ2=0.2根据以上条件，初步选择JYB-5*1.4型绞车一部，最大拉力4300kg钢丝绳初步选用6*19-Φ21.5的钢丝绳。钢丝绳自重：P=165.8kg/100m钢丝绳破断力：F破=29220kg1）当拉一车工字钢时，初拉力验算：F=M*（sinα+μ1cosα）+PL（sinα+μ2cosα）=3000*(sin21°+0.015*cos21°)+1.658*560*(sin21°+0.2*cos21°)=1622kg2)校验拉一车工字钢时，钢丝绳的安全系数：KA=F破/F=29220/1622=18>6.5所以，拉一车工字钢时，钢丝绳的安全系数满足要求。3）拉力的验算：①当钢丝绳满足6.5倍安全系数时的拉力为：F′=29220/6.5=4495kg＞4300kg②最大拉力的计算：Fmax=[F′-pL(sinα+μ2cosα)]/(sinα+0.015cosα)=(4300-506)/(sin21°+0.015*cos21°)=10199kg故JYB-5*1.4运输绞车，最大可提升10199kg重物，满足运送物料的要求。2、31采区皮带下山绞车选型验算：皮带巷全长：L=560米； 47-坡度：α=25°；车轮与轨道之间摩擦系数：μ1=0.015；钢丝绳摩擦系数：μ2=0.2工字钢与矿车总重量：M=3000kg；根据以上条件，初步选择SDJ-28T型绞车一部，最大拉力32000kg，钢丝绳选用6*19-Φ21.5的钢丝绳。钢丝绳自重：P=1.658kg/m；钢丝绳破断力：F破=29220kg；1）当拉一车U型钢时，初拉力验算：F=M*（sinα+μ1cosα)+PL（sinα+μ2cosα)=3000*(sin25°+0.015*cos25°)+1.658*560*(sin25°+0.2*cos25°)=3000*0.44+561=1881kg2)校验拉一车工字钢时，钢丝绳的安全系数：KA=F破/F=29220/1881=15.5>6.5所以，拉一车工字钢时，钢丝绳的安全系数满足要求。3）最大拉力的验算：①当钢丝绳满足6.5倍安全系数时的拉力为：F′=29220/6.5=4495kg<32000kg②最大拉力的计算：Fmax=[F′-PL（sinα+μ2cosα)]/(sinα+0.015cosα)=(4495-561)/(sin25°+0.015cos25°)=8940kg故SDJ-28T绞车，最大可提升8940kg重物，所以SDJ-28T绞车可满足运送物料的要求。三、人员运输31采区人员由副井下，经过22中央行人下山架空人车、31轨道下山架空人车到达采区工作地点。1、基本参数 47-1）、31轨道下山斜长:400m2）、31轨道下山倾角:α＝30°3）、31轨道下山断面：4.2m*3.5m(宽*高）4）、架空乘人器型号：KS1.2/375)、电机功率：37KW6）、吊椅间距：12-15m7）、运行速度：0.96m/s8）、钢丝绳直径：Φ＝21.5mm2、阻力验算斜长为400m，吊椅间距按12m,则可乘坐人数为：　　　　　400/12＝33（人）每人体重按70kg，,则一次提升总重量为：　　　　　70*33＝2310(kg)上提重容器时钢丝绳的静拉力为：F1=Q*(sinβ+f1cosβ)g+pL*(sinβ+f2cos)g下放重容器时钢丝绳的静拉力为：F2=Q*(sinβ-f1cosβ)g+pL*(sinβ-f2cos)g式中：L---斜井提升斜长mQ---提升重量kgβ---提升倾角26°p---钢丝绳单位长度重量165.8kg/100mf1---提升容器与托辊的摩擦系数0.2f2---钢丝绳与驱动轮间的摩擦系数0.2F1=2310*(sin30°+0.2*cos30°)g+1.658*400*(sin30°+0.2*cos30°)g=35565NF2=2310*(sin30°-0.2*cos30°)g+1.658*400*(sin30°-0.2*cos30°)g=9716N则最大静阻力为两根钢丝绳的静力之差，即 47-Fzd=F1-F2=35565-9716=25849N电机功率验算：N=Fzd*v/1000*η=25849*0.96/1000*0.85=10233/850=29KW电机功率备用系数：N0/N=37/29=1.3>1.22-2回采工作面设备31采区首采面为31041综采工作面，该工作面长度为140m，上付巷全长1480m，最大坡10°，下付巷全长1480m，平均坡度90，皮带为下运皮带。工作面主要设备参数：1、工作面采煤机选用MG-200/475-W1部运输量：1100t/h链速：0～5.7m/min2、前部运输机选用SGZ-764/2*2001部运输长度：150m运输量：700t/h链速：0.94m/s3、后部运输机选用SGD-630/2*1321部运输长度：150m运输量：600t/h链速：1.1m/s4、下付巷转载机选用SZZ-764/2001部运输长度：25m运输量：1000t/h链速：1.42m/s5、下付巷破碎机选用PLM-10001台6、下付巷皮带选用SSJ1000/2*1601部运输长度：500m运输量：800t/h 47-带速：2.5m/s7、上付巷选GRB-315/31.5乳化泵2台和MRB-125/31.5注水泵1台。8、上付巷轨道运输选用SQ-1200S/75顺槽连续牵引车1部，JH-14回柱绞车2部（一用一备）作为综采设备车。9、下付巷轨道运输预选JH-14回柱绞车1部，JD-11.4调度绞车5部。2-3掘进施工设备31首采面为31041综采工作面，该工作面回采时有3个掘进头施工，其中31011上下付巷掘进，31041前段瓦斯排放巷掘进。主要设备参数：1、31011上付巷皮带选用SD-801部运输长度：1000m；运输量：400t/h带速：2m/s2、31011上付巷刮板运输机选用SGB-40T1部运输长度：100m；运输量：150t/h链速：0.86m/s3、31011下付巷皮带选用SD-801部运输长度：1000m；运输量：400t/h带速：2m/s4、31011下付巷刮板运输机选用SGB-40T1部运输长度：100m；运输量：150t/h链速：0.86m/s5、31011上付巷轨道运输根据经验选JD-11.4调度绞车4部。6、31011下付巷轨道运输根据经验选JD-11.4调度绞车4部。 47-7、31041瓦斯排放巷刮板运输机选用SGB-40T4部运输长度：100m；运输量：150t/h链速：0.86m/s8、31011上、下付巷和31041瓦斯排放巷掘进根据经验选FFD5.6/15*2风机6台。