1、四川師范大學工學院設計說明書其云礦主立井提升和運輸系統的設計計算學 生 張峻立 院 系 工學院 專 業 礦山機電 年 級 2011 級 學 號 c20126000684 指 導 教 師 隆 泗 答 辯 日 期 2012/12/27 前 言隨著煤炭開采的機械化程度的提高，礦井提升工作是重要環節，從井下采出的煤炭及矸石的提升，材料的下放，人員和設備的升降，都是由提升設備來完成的，所以提升有著咽喉部位的重要性。如果提升部位發生了故障，輕者造成工作停止和設備損壞，重者造成人身安全和重大經濟損失，因此提升系統的確定有著非常重要的意義。礦井提升設備的選擇計算是否經濟合理，對礦山的基本建設投資、生產能力、生

2、產效率及噸煤成本都有直接的影響。因此，在進行提升設備選擇計算時，首先確定提升方式，在確定提升方式時要考慮下列各點：1、對于同時開采煤的品種在兩種及以上并要求不同品種的煤分別外運的大、中型礦井，則應考慮采用罐籠提升方式作為主井提升。對煤的塊度要求較高的大、中型礦井，由于箕斗提升對煤的破碎較大，也要考慮采用罐籠作為主井提升。當地面生產系統距離井口較遠，尚需一段窄軌鐵路運輸時，采用罐籠提升地面生產系統較為簡單。2、對于年產量大于60萬噸的大中型礦井，主井提升系統一般采用多繩摩擦提升系統，4、礦井若有兩個水平，且分前后期開采時，提升機、井架等大型固定設備要按照最終水平選擇。提升容器、鋼絲繩和提升電動機

3、根據實際情況也可以按照第一水平選擇，待井筒延深至第二水平時，再更換。對于新礦井如沒有什么特殊要求，可參照定型成套設備的規定確定提升方式，并盡量選用定型設備。但因各個礦井具體情況不同，副井提升量也不一致，因此，可結合具體條件計算、選擇，或驗算選用的定型成套設備。定型成套設備中未規定的如鋼絲繩、提升機與井筒相對位置、生產能力與耗電量等也要計算。 隨著礦井開發深度的增加和一次提升量的增大，如仍采用單繩纏繞式提升，就必須制造和選用更大的提升機滾筒和直徑更粗的鋼絲繩，不但會使設備的尺寸加大，投資增加，并帶來制造，使用和維護上的一系列的問題正是在這種條件下，制成了單繩與多繩摩擦式提升機。多繩摩擦式提升機最

4、大的優點是適用于深井，完成單繩纏繞式提升機不能承擔的提升任務。當多繩摩擦輪提升機安裝在井塔上時，減少了工業廣場的占地面積，并為地面生產系統的布置創造了有利條件。所以說多繩摩擦式提升機是今后提升設備發展的方向之一。隨著提升在礦井生產過程中地位的逐漸提高，要求提升設備安全可靠地運轉。此外，由于提升設備投資大，電耗大，因此在選型設計時，應結合礦井的實際條件做出最經濟、合理的設計方案。根據設計內容已知的原始資料，經過多方面的比較，選用多繩摩擦提機，多繩摩擦提升機也是一種等直徑卷筒提升機，因此在計算方法上與單繩纏繞式提升機大體相同。容器、鋼絲繩及卷筒直徑等計算原理基本相同。此次我主要是設計的主井提升設備

5、。 目錄目錄4第一部分 立井多繩摩擦提升選型計算6一、原始資料6二、設計任務6三、提升容器的選型計算7四、鋼絲繩的選型計算9繩端載荷重9鋼絲繩懸垂長度9首繩單位長度重量計算9尾繩單位長度質量計算10五、提升機的選型計算10主導輪直徑10最大靜拉力和最大靜拉力差的計算11六、提升系統的確定12井塔高度12尾繩換高度12圍包角a的確定12七、確定摩擦襯墊材料13八、提升容器的最小自重13按靜防滑條件，容器自重13按動防滑條件，容器自重13配重塊重量14九、鋼絲繩與提升機的校驗14首繩安全系數14最大靜拉力和最大靜拉力差校驗15十、襯墊材料單位壓力校驗15摩擦襯墊比壓計算15十一、提升機防滑驗算16

6、靜防滑安全系數16動放滑安全系數16提升重載時，加速階段16下放重載，減速階段17十二、安全制動的制動力矩的計算18極限減速度確定18提升貨載時的極限減速度18下放貨載時的極限減速度18確定制動減速度18根據防滑條件，計算制動力矩19提升貨載時制動力矩19下放貨載時制動力矩19第二部分 礦用電機車運輸選型計算19原始參數19一選擇電機車的黏著質量20二列車組成的計算21按機車粘著質量計算21按機車電動機的溫升條件計算22按制動條件計算重車組質量22車組礦車數23三列車組成的驗算23列車往返一次所需的時間26一臺電機車在一個班內可能往返的次數26每班運輸礦石所需要的列車次數26每班列車運輸總的次

7、數26工作電機車臺數26電機車總臺數27謝 辭28參考文獻29第一部分 立井多繩摩擦提升選型計算一、原始資料（1） 題號：a12（2） 礦井年提升量：60萬噸/年（3） 井筒深度：300m（4） 提升容器：罐籠（5） 年工作天數：300天/年（6） 天工作小時數：12h/天 （7） 井架高度：20m（8） 煤的容重：0.9t/m（9） 裝煤高度：0m（10） 卸載高度：0m二、設計任務（1） 確定提升容器型號（2） 確定提升鋼絲繩型號（3） 確定提升機型號（4） 確定天輪型號三、提升容器的選型計算（一）合理的經濟速度(米/秒) 0.4 6.92 （米/秒）式中h提升高度，300m(二) 估算一

8、次提升循環時間 (秒) 82.58（秒）式中初定主加速度值，罐籠可取；箕斗在卸載曲軌內減速或爬行所需附加時間，罐籠提升取0秒；裝卸載休止時間，采礦手冊-第五卷-表27-18，取30秒（三）計算小時提升量c：提升不均衡系數，罐籠取1.2：開采富裕系數，1.2：礦井年提升量，60萬噸：年工作天數，300天：天工作小時，12小時 =240t/h（四）小時提升次數 =43.59次/h（五）一次合理的經濟提升量 =5.5t（六）實際一次提升量 ：煤的容重0.9t/mv：礦車有效容積，1.7mn：罐籠可裝載礦車數，4輛 =6.12t（七）用實際載重核算一次提升循環時間 =91.8s（八）計算提升機所需的提

9、升速度 =5.5m/s（九）根據計算值選取gdg1.5/6/2/4標準罐籠，罐籠型號礦車型號載車輛數罐籠總裝載量/t罐體自重/t首繩數量/根尾繩數量、根gdg1.5/6/2/4mgc1.7-64輛13.6810.7863煤礦總工程師技術手冊-表7-2-20四、鋼絲繩的選型計算繩端載荷重q：罐籠總裝載量，13.68t：罐籠自重與礦車自重之和13.58t鋼絲繩懸垂長度 ：井筒深度，300m：尾繩環高度，= +1.5s，14.2,m：過卷高度，取10ms：兩容器中心距離，取提升機主導輪直徑，2.8m首繩單位長度重量計算：首繩根數，6根：鋼絲繩抗拉強度，1700mpa：安全系數礦山提升與運輸表6-1，

10、專為提升物料取7.2-0.0005=7.03礦山提升與運輸表6-6初選首繩：繩纖維芯（一）6（30）-26.5-1700-光面-i號 鋼絲繩直徑mm最粗鋼絲直徑mm單位長度質量kg/m公稱抗拉強度，mpa鋼絲繩破斷拉力總和 n26.51.92.761700473500尾繩單位長度質量計算：尾繩根數，3根礦山提升與運輸表6-4初選尾繩：6x19-1400-鍍鉛-ii號-交互捻gb1102-74鋼絲繩直徑mm最粗鋼絲直徑mm單位長度質量kg/m公稱抗拉強度，mpa鋼絲繩破斷拉力總和 n40.02.65.7171400846500五、提升機的選型計算主導輪直徑煤礦安全規程規定，對有導向輪摩擦式提升機

11、，計算結果取最大值。最大靜拉力和最大靜拉力差的計算根據煤礦總工程師表7-2-8初選提升機jkm 2.8x6（i）e規格參數如下表：型號主導輪直徑/m導向輪直徑/m鋼 絲 繩最大提升速 度,m/s旋轉部分變位質量/t天輪變位質量/t最大靜拉力/kn最大靜拉力差/kn最大鋼絲繩直徑/mm間距/mmjkm 2.8x6(i)e2.82.5500140282501415.83.69六、提升系統的確定井塔高度：井塔式罐籠提升為40m：摩擦輪與導向輪軸中心高度差，為6.5m尾繩換高度 s:兩容器中心距離，導向輪直徑，2.5m：過卷高度，取10m =13.75m圍包角a的確定 ：摩擦輪半徑，1.4m：導向輪半

12、徑，1.25m：摩擦輪與導向輪水平中心距： =2.35m七、確定摩擦襯墊材料根據礦山提升與運輸表11-3，使用 聚安基甲酸脂襯墊材料聚安基甲酸脂計算摩擦因數0.25許用比壓/mpa2.0如表所示，則經計算得1.2186八、提升容器的最小自重按靜防滑條件，容器自重為 ：容器荷載重力與礦井阻力之和對荷載重力的比值,罐籠提升時礦井阻力系數=0.075 ：靜防滑安全系，不小于1.75按動防滑條件，容器自重為：動防滑安全系數，不小于1.25：提升主加速度，取0.65m/：天輪變位質量，提升機已知參數3690kg為滿足防滑條件，將罐籠自重增加至21000kg配重塊重量 =21000-13580 =7420

13、kg九、鋼絲繩與提升機的校驗首繩安全系數：所選鋼絲繩所以破斷拉力之和，473500n：鋼絲繩安全系數，礦山提升與運輸表6-1，專提物料時取7.2-0.0005=7.03 合格最大靜拉力和最大靜拉力差校驗十、襯墊材料單位壓力校驗摩擦襯墊比壓計算 ：主導輪直徑2.8md：首繩鋼絲繩直徑0.0265m=2.0mpa 合格十一、提升機防滑驗算靜防滑安全系數 合格動放滑安全系數 提升重載時，加速階段 ：動防滑安全系數，不小于1.25：主加速度，取0.65：提升重側運動部分變位質量，：下放輕載側運動部分變化質量：導向輪變位質量，提升機參數已知3.69t合格下放重載，減速階段：上升側運動部分變位質量，：下放

14、側運動部分變位質量， ：減速度，取0.85合格十二、安全制動的制動力矩的計算極限減速度確定提升貨載時的極限減速度下放貨載時的極限減速度確定制動減速度1）提升貨載時取1.22）下放貨載時取3根據防滑條件，計算制動力矩提升貨載時制動力矩：制動力矩，n/m：總變位質量量，總載荷重量，容器自重，首繩總總量，尾繩總重量，天輪變位質量，旋轉部分變位質量，之和。m：載荷重量，13680kgr：摩擦輪半徑，1.4m下放貨載時制動力矩計算結果：提升貨載時，制動力矩不得大于819670 下放貨載時，制動力矩不得大于233650 第二部分 礦用電機車運輸選型計算原始參數：1）題號e7 2）運輸站2/個（分為東翼和西

15、翼） 3）運輸量：東翼200噸/班，西翼280噸/班. 4）運輸距離：東翼2500m，西翼3000m 5）軌道平均坡度：3 6）運輸地點：主運輸大巷 7）加權平均運輸距離： 一選擇電機車的黏著質量根據礦山提升與運輸表3-3，選擇電機車黏著質量為7t電機車技術參數：項目單位 cjy7/6-g-250z粘著質量軌距受電器工作高度固定軸距主動輪直徑傳動比制動方式tmmmmmmmm76001800220011006806.92機械，電氣牽引力小時制/長時制n13030/3330速度小時制/長時制km/h11/16.9牽引電動機型號臺數電壓臺vzq212250功率小時制長時制kw20.67.4電流小時制

16、長時制a9534空氣壓縮機電機功率kw工作氣壓范圍mpa外形尺寸（長寬高）mm4500x1060x1360選用名義載重量為1t的礦車，技術參數如下：型號容積m裝載量/t最大裝載量/t軌距,mm外形尺寸,mm軸距m輪徑,mm牽引高允許牽引力kn卸載角（不小于）自重kgmgc1.1-61.111.86002000x880x115055030032060610二列車組成的計算：21按機車粘著質量計算： = =73.4 t 電機車質量，7t 電機車黏著質量，7t 電機車撒沙起動時的粘著系數;礦山提升與運輸表3-2，取0.24 重列車起動時的阻力系數; 礦山提升與運輸表3-1，取0.0135 運輸線路的

17、平均坡度;原始參數已知，3 起動時的加速度.取0.04 22按機車電動機的溫升條件計算： 平均速度： = =3.52 m/s 查上電機車技術參數表得：=16.9 km/h 列車運行時間： 停車及調車時間,取20min按溫升條件計算式： =49 t 長時牽引力;查電機車技術參數表，得3330n 重列車運行阻力系數;礦山提升與運輸表3-1，取0.009 等阻坡度.滾動軸承礦車，取223按制動條件計算重車組質量： 減速度： 按制動條件計算式： = =49 t ：電機車制動質量，7t ：制動時的黏著系數，礦山提升與運輸表3-2，撒沙時取0.17 ：重列車運行阻力系數，表3-1取0.009 ：軌道平均坡

18、度3 按三種條件計算，其中溫升、制動條件值最小，取49t 24車組礦車數： 取：z=31輛g：礦車貨載質量，1t：礦車自重，上礦車技術特征表，0.61t三列車組成的驗算：31.驗算實際電動機溫升：按平均坡度及最長運輸距離效驗. 重列車實際所需牽引力： = =3346n 空列車實際所需牽引力： = =3555n ：重列車運行阻力系數，礦山提升與運輸表3-1取0.011 每臺電動機牽引力： 根據及查礦山提升與運輸圖3-24,zq-21牽引力電動機特性曲線得： 重列車及空車及其平均運輸速度在最長運輸距離上的運行時間： = =15.67min =16.29min 等值電流： = =32.07a 查表得： ， 既合格32.驗算制動距離：按實際和最大減速度驗算制動距離是否符合40m規定.根據粘著條件的確定最大制動減速度b. b= = =0.24 ：制動時的黏著系數，礦山提升與運輸表3-2，撒沙時取0.17制動距離： 既：=37.63m40m，滿足制動距離要求.33電機車臺數確定：列車往返一次所需的時間： = =47.67min 一臺電機車在一個班內可能往返的次數： /班 電機車每班工作