畢業設計指導書一、原始設計資料礦井提升設備是煤礦生產系統的主要組成部分和咽喉，它的選型合理程度直接與礦井的基建投資、生產的安全可靠程度、生產能力的大小和經濟效益都有很大的關系。所以我們在作選型設計時應根據礦井的實際條件和原始資料多提出幾種方案，經過經濟和技術的全面此較后確定最優方案。（一）主井提升設備1、礦井年產量2、工作制度：年工作日、工作小時數3、礦井開采水平、各水平井深及服務年限4、卸載水平與井口高差5、裝載水平與井底運輸水平高差6、散煤容重7、提升方式：箕斗和罐籠8、礦井電壓等級9、井筒周圍地形（二）副井提升設備1、矸石年產量：可取煤產量的15~20%，最大班出矸量按日出矸量的50%2、最大班下井工人數3、各水平井深及服務年限4、矸石容量5、礦車規格6、每班下井材料、設備、炸藥。7、運送最重設備的重量8、礦井電壓等級9、井上下車場型式10、 井口周圍地形二、礦井概況應介紹該礦地理位置、地形、煤層特征、井田境界及儲量、井型大小、礦井開拓系統、開采水平及服務年限，主要運輸系統，通風系統及排水系統等。三、提升方案的比較與選擇對主井提升設備選用單繩纏繞提升或多繩摩擦提升應根據北京煤炭設計管理院頒布的“煤炭經營費指標”的要求，對基建投資、運輸費等進行全面的經濟技術比較，然后根據經濟效益和技術先進的可靠程度等方面的因素選優。在設計中，一般認為初期投資高出的部分，不能在10年內從運輸費用中彌補出來，則應選用初期投資少，運輸費用高的方案。從技術角度上講單純纏繞提升系統和多繩摩擦提升系統同樣技術先進可靠。四、提升容器的選擇設計根據井型的大小、井深（井筒直徑）用途的不同，正確的選用提升容器的類型（指單繩或多繩、箕斗和罐籠）的規格，其內容要求如下：（一）確定一次經濟提升量（二）根據一次經濟提升量從所需要的容器類型規格技術表中，選用名義裝煤量接近的箕斗。（三）箕斗的實際載重量的計算：Q=Vr（四）其它方面的運算以上計算見教材有關內容（五）副井罐籠選擇應考慮以下的規定：見教材有關內容（六）罐籠的選擇計算方法：1、根據所給礦車的規格確定罐籠的層數和車數：主要應考慮以下三個因素（1）最大班工人下井時間立井不超過40分鐘。（2）最大班作業時間不超過5小時。（3）能運送井下設備的最大部件。在此三個因素中一般認為，只要40分鐘能把最大班工人下井人員送下去，副井的提升能力在其它方面是沒有什么問題的。2、根據最大作業班下井工人的時間不超過40分鐘確定必須的最大提升速度：40分鐘下井次數：門=下井人數/允許乘人數 次一次循環時間：T=（40*60）／n 秒／次一次提升時間：T'=T-Q 秒/次Q為提升人員的休止時間,按規定選取3、根據副井的提升任務,編制最大作業班的平衡時間表,其凈作業時間不超過5個小時。五、提升鋼絲繩的選擇計算六、提升機和天輪選擇設計七、提升電動機初選八、 提升機與井筒相對位置的確定九、 提升速度圖及各參數的確定十、多繩摩擦提升設備防滑驗算十一、動力學計算十二、校核初選提升電動機十三、提升電耗及效率的計算十四、副井提升平衡作業時間表以上設計見教材有關內容十五、對施工設計內容的要求根據所選提升機的型號、規格，完成主井或副井提升機的平面布置圖單繩纏繞式提升機選型計算實例單繩纏繞式提升機選型計算實例，注意結合《礦山固定機械設備選型使用手冊》。一、 設計依據1、主井提升機選型前已知計算依據：礦井年產量A為60萬噸；年工作日br為300天，每天凈提升時間t為14h;礦井開采最終水平，井深為360m礦井服務年限為79年；提升方式為雙箕斗提升，采用定重裝載；

卸載水平至井口的高差（卸煤高度） Hx為20米；裝載水平至井下運輸水平的高差（裝煤高度）Hz為29米。2、設計的主要內容1） 計算并選擇提升容器；2） 計算并選擇提升鋼絲繩；3） 計算并選擇提升機；4） 提升電動機的預選；5） 提升機與井筒相對位置的計算；6） 運動學、動力學計算；7） 電動機功率的驗算；8）計算噸煤電耗（對于主井提升）；9）制定最大班作業時間平衡表（對于副井） 。二、提升容器的選擇目前，我國煤礦設計部門在選擇提升容器時，一般都采用經濟速度法。1、依據手冊4-4-1,計算小時提升量C AnhC Anh= br t1.1560000030014二164(t/h)式中：An—礦井年產量，萬噸；br—年工作日，天；t—每天凈提升時間，h；c—主提升設備的提升不均衡系數，有井底煤倉時為 1.10~1.15;無井底煤倉時為1.202、由手冊（4-4-3）式計算經濟提升速度Vm=0.4Ht=0.4409=0.420.22=8.09（m/s）式中：H—提升高度，m；對于箕斗提升，依據手冊（4-4-7）有：H=Hs+Hx+Hz=360+20+29=409（m）。式中：Hs—礦井深度，m；H—卸載水平與井口的高度差， m；HZ—裝載水平與井下勻速水平的高度差，依據手冊（4-4-8），一次提升時間估算：U…809迤108=80.1(s)a1a1Vm式中：22a—提升正常加速度，通常a^1m/s。罐籠提升一般取a^=0.5~0.75m/s；箕斗提升一般取0.7~O.8m/s2。《規程》規定：對于人員升降的加、減速度，立井不得超過0.75m/s2;斜井不得超過0.5m/s2；u—容器起動初加速及爬行段延續的時間；

箕斗提升可取U=10s；罐籠提升可取u=5~7s;71—提升容器在每次提升終了后的休止時間， S依據手冊（4-4-10）計算一次提升量：AnTgAnTg360016480.13600二3.65(t)選用標準底卸式箕斗， m=4000Kg自重4060Kg，全高8063mm。三、提升鋼絲繩的選擇計算鋼絲繩工作時受多種動靜應力的反復作用， 彎曲應力、接觸應力及擠壓應力等， 這些應力的反復作用將導致疲勞破斷；另外摩擦及銹蝕也將加速鋼絲繩的損壞。由于鋼絲繩的結構復雜， 影響因素較多，強度計算理論尚未完善。 目前我國礦用鋼絲繩強度計算仍按《煤礦安全規程》規定，按最大靜載荷并考慮一定的安全系數的方法進行計算。由手冊（4-4-17）式計算鋼絲繩端載荷：m=m+me=4000+4060=8060（Kg）式中：n—箕斗載重，Kg；m—自重，Kg。由手冊（4-4-21）式計算井架高度：Hj=Hx+Hr+f+Hg+0.75Rt=20+8.1+0.5+4=0.75 1.5=33.725（m），取35m式中：Hx—提升機卸載高度，mHr—容器的全高，m;數值可以根據確定的容器，從相應的技術特征表中查到;Hp—箕斗在卸煤位置時，高出卸載煤倉溜煤口的高度，一般取 0.3~O5m；Rt—天輪半徑，m；Hg—過卷咼度,m圖toI提升機號井筒的相對位置由手冊（4-4-19）式計算鋼絲繩懸垂長度:HH=Hj+Hs+Hz=35+360+29=424 (m)由手冊（4-4-18）式計算鋼絲繩單位長度質量:md8060ma1115506.5一424二3.66(Kg/m)從附錄鋼絲繩標準中選用： 6VX37S+FC、d=32mm右同向捻鋼絲繩：qk=4.35kg/m>qk；Fs=646000N。鋼絲繩的靜力安全系數：ma6460008060 4.35424 10=6.523—6.5三、提升機的選擇：1、滾筒直徑：Dg-80d即Dg-8031=2480(mm)Dg-12001丨ffl10-^豎井鋼絲繩

計算示意圖1500-1500-1500-1500-即Dg_12001.85=2220(mm)鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力及最大靜張力差：由手冊(4-4-35)式計算最大靜張力：Fj md qKHC J80604.3542410=9904.4(N)由手冊(4-4-36)式計算最大靜張力差：FC=：［m qKHCg=：〔4000 10=5844.4(N)決定選用2JK-3X1.5/11.5E型礦井提升機，見表4-2-5。Dg=3m>Dg;B=1.5m；Fje=1300000N>Fj；Fec=80000N>Fc;i=11.5 ;Vma=8m/soITlaX由手冊(4-4-31)式計算鋼絲繩在滾筒上的纏繞寬度：B二(HtLm3)(d ；)二(409303)(31 3)=1685(mm)>B二Dg 3■:即鋼絲繩將在滾筒上作雙層纏繞 .四、 天輪的選擇計算天輪直徑：取Dt=Dg=3000mm五、 礦井提升機與井筒相對位置的計算井架高度：Hj二HxHrHpHg0.75Rg-208.060.340.751.5=33.4(m)取井架高度：Hj=35(m)滾筒中心至提升容器中心的距離：bmin二0.6Hj3.5Dg二0.6353.53二27.5(m)取b=35(m)提升鋼絲繩弦長:32 2皆/(35-1)32 2皆/(35-1)2二47.7(m)Lx「(b-2t)2(Hj-C)2注：通常工業場地較平坦時， c取i(m。鋼絲繩的偏角：外偏角：B -3(d；)二 2050-134B -3(d；)二 2050-1342-3(31 3)-0.0092247700=0°3144.2.2內偏角：tan-川蟲=2050一134=0.022Lx 2匯47700KmgVmax10001.1540000810000.851.3=562(KW)可用圖4-4-12校核。nd60Vmaxi■DKmgVmax10001.1540000810000.851.3=562(KW)可用圖4-4-12校核。nd60Vmaxi■Dg60811.53二(r/min)選用YR630-10/1180型電動機,肌=630KW；nd=580(r/min)；2V=6000V；Jd=1952N?m。提升機實際運行速度：maxKmgVmax1000Pgrid60i1.1540000810000.851.3=562(KW)3580二6011.5:8(m/s):2=10844鋼絲繩的仰角:下繩仰角：tHj—C 1 Dt半r=tan +sin ’.Dt Dt2 2b-2 (—2t)2 (Hj-C)2-tan osin tan1.01sin0.06735-3 477002=45°17 3°5030=490730上繩仰角：2=tan'Hj*“an‘1.01=45017b』2六、電動機預選六、變位質量計算二"M=m2mc2(HcLx3.5二DgLm)qk2MtMj4Jd―〒D2g=4000 24060 2(424 47.73.53二30)4.352781 1630011524195.2 23=40008120 25354.351562 1630011473=46109(kg)七、提升速度圖、力圖的計算按六階段速度圖1、加速度的確定：初加速度：_v。2_v。2a02ho仝 0.45(m/s2)22.5正常加速度：按減速器輸出軸允許的最大力矩計算:Mmax-(Kmq正常加速度：按減速器輸出軸允許的最大力矩計算:Mmax-(KmqkHt)g&180000(1.1540004.35409)101.546109120000-(46001779)1046109按充分利用電動機的過負荷能力計算:=1.22(m/s2)08：-(KmqkHt)g 0.81.86300.8510-62220V120000-(46001779)1046109按充分利用電動機的過負荷能力計算:=1.22(m/s2)08：-(KmqkHt)g 0.81.86300.8510-62220Vmaxa1:m84610998310-6222°=0 2)46109取aj=0.78(m/s2)2、減速度的確定:按自由滑行：a3Km-q/Ht-2h3)1.15400010-4.35(409-250)10461092:0.706(m/s2)取a3二0.71(m/s2)爬行段計算：爬行速度：V4=0.5(m/s)爬行距離：h4=3(m)3、速度圖的具體計算初加速階段：初加速時間：t0=生二15 3.3(s)ao 0.45一11初加速運行距離：h0 V0t0 1.53.3：??2.5(m)22正常加速階段：加速時間：鮎=%_V=8d=8.3(S)ai 0.78加速運行時間：h^VmaxV°t^81.5 8.3=39.4(m)22正常減速階段：減速時間：t3=Vmax_V4=805：10.6(s)a3 0.71爬行段運行時間:t4h爬行段運行時間:t4hV4￡6(s)制動階段：行程忽略不計，運行時間按 1S計算。制動階段：行程忽略不計，運行時間按 1S計算。等速階段：等速運行距離：H2二Ht-(h。0館h4)=409-(2.544.244.23)=315.1(m)等速運行時間:t2h2315.1t2h2315.1Vmax=39.4(s)提升一次的持續時間:純運行時間：TC提升一次的持續時間:純運行時間：TC~t0 ^1 ^2 ^3 ^4t5)=3.38.339.410.661=68.6(s)提升一次的持續時間：Tg=TC J-68.68=76.6(s)4、提升能力年實際提升能力:減速運行距離：h3=VmaxV4t^80.510.6=45(m)22爬行階段:A3600brtmA—CTA3600brtmA—CTg3600300144000=686570(t/年)1.1576.61000小時的最大提升能力:3600m 36004000=188(t/h)76.61000Tg提升能力富裕系數:686570atAn1.1443atAn6000005、電動機等效功率計算:提升開始時：F0=：［KmqkHtg'ma^ 1.1540004.35409 10461090.45=460001779020749二84539(N)初加速終了時：Fo=Fo-2qkh0g=84539-24.352.510=84321.5(N)加速開始時：R=F0‘、m(a^a0)=84321.546109(0.78-0.45)=99537.5(N)加速終了時：F2=F1-2qkh1^99537.^24.3539.410=96109.7(N)等速開始時：F3=F2-=m冃=96109.7—461090.78=60144.68N等速終了時：F4=F3-2qkh2g=60144.68-24.35315.110=32730.98N減速開始時：F5二F4-、ma3二32730.98-461090.71二-6.41N減速終了時：F6二Fs-2qkh3二-6.41-24.354510二-3921.41N爬行段開始時：F7二F6餉爲二-3921.41461090.71=28815.98N爬行段終了時：F*干-2qkl%g=28815.98-24.35310=28554.98N等效力計算:lF21=-F0 Fo/2to 1F「F22 11F32 F3F4 F：t21F72 F；t4TOC\o"1-5"\h\z2 2 3 2=-845392 84321.52 3.31 99537.5296109.72 9.322122-60144.68 60144.6832730.9632730.96 39.431-28815.982 28554982 62=1.291098.902338.743240.493721010=19.43041010注：由于減速段采用自由滑行，該段運動力接近于零，故未列入計算。/-1■se\a/m?s'2j"r1札//sf\ hhFJ■ >3圖箕斗提升速度圖和力圖等效時間:TOC\o"1-5"\h\z1 1Td t0■t1■t3■t4■t5 t2 -■2 31 83.39.310.4 61 39.4 57.1s2 3等效力:0.194304 10—58309.5NTdTd等效功率:dxKJx% “5830dxKJx% “58309.58=603.7kWv630kW100010000.85故所選的電動機容量是合適的。八、電動機過負荷系數的校驗95000N