矿井提升机选型及控制设计——毕业设计.doc

48- 矿井提升机选型及控制设计 摘 要 矿井提升机是矿井运输的重要设备，是沟通矿井上下的纽带的，其任务是沿井筒提煤、矿 石、矸石，下放材料，升降人员和设备 。矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重 要设备，它的可靠运行直接关系到煤矿生产的安全，矿井提升机信号系统的可靠性和准确性是矿 井提升和安全运输的重要保证。 本设计主要对矿井生产所用的提升机械设备选型及控制进行的一次合理选择 ，了解了煤矿 生产矿井的提升系统的基构造和原理，对提升设备的选型和设计有了初步的了解，而且对井下大巷 和采区的机械有了进一步的深入了解，对提升机，皮带，以及绞车的设计和选择有了更深一步的认 识。设计中运用 plc 控制技术， plc 系统采用三菱公司的 fx2n 系列作为主控制器，对井口、 井底、机房信号台进行信号联络。组态设计使用wincc 完成，能够实现上位监控功能。使用编 程软件实现信号的联络。 采用 plc 控制不但提高了信号传输的可靠性和准确性 ,而且具有极大的灵活性和扩展性。在 不改变系统硬件的前提下 ,仅靠改变 plc 内部的程序就可满足用户要求。有效地解决了信号系统中 的远距离传输和可靠性问题。 关键词：矿井提升机信号系统；提升机；钢丝绳；电动机 plc；上位监控 ; wincc 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，不断完善，不 断成熟！ 48- 绪绪 论论 提升机械设备是沿井筒（包括斜井及盲井）升降人员，提升煤炭，矿石，器材的机 械设备。是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具。矿井提升 工作是整个采矿过程中的重要环节。矿井提升设备的主要组成部分是：提升容器，提 升钢丝绳，提升机（包括机械及拖动控制系统） ，井架（或井塔）及安装，卸载设备 等。 对于煤层储存较浅，表土层不厚以及水文地质情况简单的倾斜以及倾斜煤层 一般采用斜井开采。有时，在开峒或竖井开拓的井中，深部水平延伸也采用斜井 开拓。 斜井平车场串车提升，具有投资少，出煤快的优点，斜井串车一般适用于中小 型矿井，井筒倾角不大于 25。 中型矿井用双钩提升，双钩提出升量大。电耗小，但不能用水平提升。 矿井提升设备选型是否合理，直接影响到矿井的安全生产、基建投资、生产能力和 吨煤成本。对于斜井提升方式主要有串车、箕斗和带式输送机三种。 第一章章 矿井提升设备矿井提升设备 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 48- 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（一）设计依据 初期开采七2煤时 1、生生产产能能力力： 0.30mt/a 2、工工作作制制度度：年年工工作作日日 330d，每每天天净净提提升升时时间间 16h。 3、井井深深：h=277m 4、提提升升方方式式：双双箕箕斗斗提提升升，采采用用定定重重装装载载。 后期开采二1煤时 1、生生产产能能力力： 0.45mt/a 2、工工作作制制度度：年年工工作作日日 330d，每每天天净净提提升升时时间间 16h。 3、井井深深：h=577m 4、提提升升方方式式：双双箕箕斗斗提提升升，采采用用定定重重装装载载。 （二二）提提升升容容器器选选择择 该该矿矿井井初初期期开开采采七七 2煤 煤时时井井深深 277m，后后期期开开采采二二 1煤 煤时时井井深深 577m，根根据据煤煤炭炭工工业业矿矿井井设设计计规规范范 规规定定，为为避避免免提提升升系系统统的的 重重复复改改扩扩建建,同同时时考考虑虑到到矿矿井井后后期期开开采采二二 1煤 煤时时井井筒筒深深度度增增加加，所所 以以初初期期开开采采七七 2煤 煤和和后后期期开开采采二二 1煤 煤时时主主、副副井井提提升升设设备备统统一一按按 开开采采最最终终水水平平选选择择计计算算。计计算算过过程程以以后后期期开开采采二二 1煤 煤的的提提升升设设备备 选选型型计计算算为为准准。 1、确定经济提升速度 v=(0.3-0.5)=7.2-12.01m/s 577 48- 取：vm=8m/s，1=1.0m/s2 2、计计算算一一次次提提升升循循环环时时间间 : tx =108=98.1s 8 1 577 8 3、根根据据矿矿井井年年产产量量和和一一次次提提升升循循环环时时间间即即可可求求出出一一次次提提升升量量。 qj=3.3t 450000 1.2 1.2 98.1 3600 330 16 据据此此提提升升容容器器选选择择 jds-4/554y 型型标标准准多多绳绳箕箕斗斗（钢钢丝丝绳绳 罐罐道道） ，箕箕斗斗自自重重 qz=6500kg（含含连连接接装装置置） ,载载重重量量 q=4000kg，提提升升钢钢丝丝绳绳 4 根根，平平衡衡尾尾绳绳 2 根根，钢钢丝丝绳绳间间距距 300mm。 （三三）钢钢丝丝绳绳选选择择 1、绳绳端端荷荷重重 qd=qz+q=6500+4000=10500kg 2、钢钢丝丝绳绳悬悬垂垂长长度度 hc=h-hz+hh+hx+hg+hr+0.75rt+e=577- 30+11.008+12+6.5+10.9+0.750.925+5=593.1m 式式中中：hg -过过卷卷高高度度 hg=6.5m hh -尾绳环高度 hh=hg+0.5+2s=6.5+0.5+22.004=11.008m hr -容容器器高高度度 hr=10.9m rt-天天轮轮半半径径 e-上上下下天天轮轮垂垂直直距距离离 e=5m s-提提升升容容器器中中心心距距 hx -卸卸载载高高度度 hx=12m 48- 3、首首绳绳单单位位长长度度重重量量计计算算 pk = 110 () b c q nh m d = 10500 110 167 4 (593.1) 7 =1.29kg/m 式中：b钢丝绳计算抗拉强度，取 1670mpa m钢钢丝丝绳绳安安全全系系数数，取取 7 根根据据以以上上计计算算，首首绳绳选选用用 22zab-6v30+fc-1670-307型型钢钢 丝丝绳绳左左右右捻捻各各两两根根。其其技技术术参参数数如如下下：钢钢丝丝绳绳直直径径 dk=22mm， 钢钢丝丝破破断断拉拉力力总总和和 qq=307200n，钢钢丝丝绳绳单单位位长长度度质质量量为为 pk=1.96kg/m。 4、尾尾绳绳单单位位长长度度重重量量计计算算 qk =pk=1.96=3.92kg/m n n 4 2 式式中中：n首首绳绳钢钢丝丝绳绳根根数数 n=4 n 尾尾绳绳钢钢丝丝绳绳根根数数 n =2 根根据据以以上上计计算算，尾尾绳绳选选用用 8815nat-p847-1360型型扁扁钢钢 丝丝绳绳2根根，单单重重q=3.82kg/m。 （四四）提提升升机机选选择择 1、主主导导轮轮直直径径 d 90d=9022=1980（mm） 2、最最大大静静拉拉力力和和最最大大静静拉拉力力差差 最最大大静静拉拉力力： fj=q+qc+npkhc=6500+4000+41.96593.1=15150kg 最最大大静静张张力力差差： 48- fc=q=4000kg 据据此此主主井井提提升升装装置置选选用用 jkmd-2.254（i）e型型落落地地式式多多绳绳 摩摩擦擦式式提提升升机机，其其主主要要技技术术参参数数为为：摩摩擦擦轮轮直直径径 d=2250mm，天天 轮轮直直径径dt=2250mm，最最大大静静张张力力 215kn，最最大大静静张张力力差差 65kn， 钢钢丝丝绳绳根根数数4根根，摩摩擦擦轮轮钢钢丝丝绳绳间间距距 300mm，提提升升速速度度v=6.5 m/s，减减速速比比i=10.5,提提升升机机旋旋转转部部分分变变位位质质量量 mj=6500kg，天天轮轮变变 位位质质量量mt=2300kg，衬衬垫垫摩摩擦擦系系数数 =0.23。 （五五）提提升升系系统统的的确确定定（见见图图 6-1-1） 1、井井架架高高度度 hj=hx+hr+hg+0.75rt+e=12+10.9+6.5+0.751.125+5=35.2m 取取hj=36m 2、提提升升机机摩摩擦擦轮轮中中心心线线距距井井筒筒中中心心线线距距离离 ls0.6hj+3.5+d=0.636+3.5+2.2527.35m 取取ls=28m 3、钢钢丝丝绳绳弦弦长长 下下弦弦长长lx1= 22 10 ()() 22 t js ds hcl 22 2.0042.25 (31 0.8)(28) 22 =39.8m 上上弦弦长长lx= 22 0 ()() 22 t js ds hcl 22 2.0042.25 (360.8)(28) 22 48- =44.9m 式式中中：hj1-井井架架下下层层天天轮轮高高度度 c0-摩擦轮中心与地平距离 4、钢钢丝丝绳绳的的出出绳绳角角 下下出出绳绳角角 48- 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。 44900 39800 2.25m 2.25m 28000 800 31000 36000 52 37 16 51 37 28 提升中心线 装载平面 30000 卸载平面 12000 +31m +12m +36m 577000 下 下=arctan +arcsin 10 22 j t hc ds ls 1 2 t x dd l =arctan+arcsin=52399“ 31 0.8 2.0042.25 28 22 2.252.25 2 39.8 上上出出绳绳角角 48- 上 上=arcsin =5137 28“ 0j x hc l 5、围围包包角角的的确确定定 经经计计算算围围包包角角 =1811 4“ （六六）提提升升容容器器最最小小自自重重校校核核 1、按按静静防防滑滑条条件件容容器器自自重重为为 qzq-npkhc=d1q-npkhc 1 1 (12) (1) j w w e =2.3594000-41.96593.1 =4786.1kg 经经查查表表，当当围围包包角角 =1811 4“时时d1=2.359 式式中中：w1-箕箕斗斗提提升升时时矿矿井井阻阻力力系系数数 w1=0.075 j-静静防防滑滑安安全全系系数数 j=1.75 2、按按动动防防滑滑条条件件 qz q+gd-npkhc 1 11 1 (12)() 1 2 1(1) 1 g g ww ge ge 1 1 (1) 1 2 1(1) 1 g g ge ge =a1q+c1gd-npkhc=2.21154000+0.15332300- 41.96593.1 =4548.7kg 经查表，当围包角 =18114“，加速度 a1=0.5 时,a1=2.2115, c1=0.1533。 式式中中： gd-天天轮轮的的变变位位质质量量。 经经计计算算满满足足防防滑滑条条件件的的箕箕斗斗最最小小自自重重均均小小于于所所选选箕箕斗斗自自重重， 48- 防防滑滑条条件件满满足足要要求求。 （七七）钢钢丝丝绳绳安安全全系系数数与与提提升升机机的的校校验验 1、首首绳绳安安全全系系数数校校验验 m=8.37.20.0 q c nq (qq +) kc np hg 4 307200 (650040004 1.96 593.1) 9.8 005h =6.9 满满足足要要求求 2、最最大大静静张张力力和和最最大大静静张张力力差差 最最大大静静拉拉力力： fj=15150kg=148kn3 z j m m 3 () m j maq r m (42001 0.54000) 1.125 4000 1.125 48- 满满足足要要求求。 式式中中：mz-制制动动力力矩矩 mj-静静荷荷重重旋旋转转力力矩矩 （十十一一）电电控控设设备备 本本提提升升机机采采用用直直流流拖拖动动，电电控控设设备备随随主主机机成成套套供供货货。电电控控设设 备备型型号号选选用用jkmk/sz-nt-778/550-3系系列列提提升升机机全全数数字字直直流流电电控控 设设备备。 （十十二二）供供电电电电源源 提提升升机机采采用用双双回回路路供供电电，一一回回工工作作，一一回回备备用用。供供电电电电源源引引 自自矿矿井井地地面面变变电电所所，详详见见地地面面供供电电系系统统图图。 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 jkmd2.254（i）e 型落地式多绳摩擦式提升机，提升容器为 jds-4/554y 型标准多绳箕斗（钢丝绳罐道） 。提升钢丝绳首绳选 用 22zab-6v30+fc-1670-307 型钢丝绳左右捻各两根。尾绳选用 8815nat-p847-1360 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。 （一一）提提升升高高度度的的确确定定 ht=h-hz+hx+hr=277-30+12+10.9=269.9m 式式中中：hr -容容器器高高度度 hr=10.9 hx -卸卸载载高高度度 hx=12m 48- hz -装装载载高高度度 hz=30m （二二）提提升升运运动动学学及及提提升升能能力力计计算算 (提提升升速速度度图图力力图图见见图图 6-1- 3) 经经计计算算得得初初加加速速度度 a0=0.48m/s2，v0=1.5m/s，卸卸载载曲曲轨轨行行程程 h0=2.35m,主主加加速速度度 a1=0.50m/s2，提提升升减减速速度度 a3=0.50m/s2。 （提提 升升速速度度及及力力图图见见图图 6-1-3） 1、初初加加速速度度阶阶段段 卸卸载载曲曲轨轨初初加加速速时时间间： t0=3.13s o vo a 1.5 0.48 箕箕斗斗在在卸卸载载中中曲曲轨轨内内的的行行程程： h0=2.35m 2、正正常常加加速速度度阶阶段段 加加速速时时间间：t1=10.8s 0 1 m vv a 6.9 1.5 0.5 加加速速阶阶段段行行程程： h1=t1=10.8=45.4m 0 2 m vv6.9 1.5 2 3、正正常常减减速速阶阶段段 减减速速阶阶段段时时间间： t3=12.8s 4 3 m vv a 6.90.5 0.5 48- 45080 45080 45080 26440 2 2 图(6-1-3) 62975 45080 63721 f(n ) t0 3.1310.8 t1 24.912.8 t2t3t (s) 16 t5t4 a3=0.5m/s a1=0.5m/s v0=1.5m/s v(m / s) vm=6.9m/s v4=0.5m/s 62975 63721 26440 减减速速阶阶段段行行程程： h3=t3=12.8=47.4m 4 2 m vv6.90.5 2 4、爬爬行行阶阶段段 爬爬行行时时间间：t4=6s 4 4 h v 3 0.5 爬爬行行距距离离：h4=3m 5、抱抱闸闸停停车车时时间间 t5=1s 6、等等速速阶阶段段 等等速速阶阶段段行行程程： h2=ht-h0-h1-h3-h4=269.9-2.35-45.4-47.4- 3=171.8m 48- 式式中中：ht-提提升升高高度度 ht=h-hz+hx+hr=277- 30+12+10.9=269.9m 等等速速阶阶段段时时间间： t2=24.9s 2 m h v 171.8 6.9 7、一一次次提提升升循循环环时时间间 tx=t0+t1+t2+t3+t4+t5+=3.13+10.8+24.9+12.8+6+1+12=70.6s 式式中中: 休休止止时时间间取取 12s 8、提提升升设设备备年年实实际际提提升升量量 an=89.7 万万 t/a 3600 4 330 16 1.2 70.6 提提升升能能力力富富裕裕系系数数为为 af=2.99 an an 89.7 30 提提升升能能力力满满足足要要求求 （三三）提提升升系系统统动动力力学学计计算算 1、提提升升系系统统总总变变位位质质量量 m=m+2mz+4pklp+2mt+mj+md =4000+26500+41.96610+22300+6500+4399 =37281kg 式式中中：lp钢钢丝丝绳绳全全长长 lp=610m（包包括括尾尾绳绳） 。 2、动动力力学学计计算算（按按平平衡衡系系统统计计算算） 1、提提升升开开始始阶阶段段 开开始始时时： f0=kmg+ht+ma0=1.1540009.8+372810.48=62975n 终终了了时时：f0=f0-2h0=629750=62975n 式式中中：-提提升升钢钢丝丝绳绳与与平平衡衡尾尾绳绳的的总总单单重重之之差差，平平衡衡系系统统 0。 48- 2、主主加加速速阶阶段段 开开始始时时：f1=f0+m（a1-a0）=62975+37281（0.5-0.48） =63721n 终终了了时时：f1=f1=63721n 3、等等速速阶阶段段 开开始始时时：f2=f1-ma1=63721-372810.50=45080n 终终了了时时：f2=f2=45080n 4、减减速速阶阶段段 开开始始时时：f3=f2-ma3=45080-372810.50=26440n 终终了了时时：f3=f3=26440n 5、爬爬行行阶阶段段 开开始始时时：f4=f3+ma3=26440+372810.50=45080n 终终了了时时：f4=f4=45080n 经经计计算算所所选选主主井井提提升升设设备备在在初初期期开开采采七七 2煤 煤时时,可可满满足足矿矿井井七七2 煤煤井井煤煤炭炭提提升升任任务务的的要要求求。 四、副提升设备选型计算 （一）设计依据 初初期期开开采采七七2煤煤时时 1、生生产产能能力力： 0.30mt/a。 2、工工作作制制度度：年年工工作作日日 330d，每每天天最最大大班班净净提提升升时时间间 16h。 3、提提升升高高度度： h=277m(井井筒筒深深度度)。 4、最最大大班班下下井井人人数数： 109人人。 5、最最大大件件重重量量： 3170kg。 （主主排排水水泵泵电电机机 ,不不可可拆拆卸卸件件） 48- 后后期期开开采采二二1煤煤时时 1、生生产产能能力力： 0.45mt/a。 2、工工作作制制度度：年年工工作作日日 330d，每每天天最最大大班班净净提提升升时时间间 16h。 3、提提升升高高度度： h=577m(井井筒筒深深度度)。 4、最最大大班班下下井井人人数数： 125人人。 5、最最大大件件重重量量： 5350kg(主主排排水水泵泵电电机机 ,不不可可拆拆卸卸件件)。 （二二）提提升升容容器器选选择择 根根据据矿矿井井后后期期开开采采二二 1煤 煤时时的的年年产产量量及及辅辅助助提提升升量量，经经计计算算， 副副井井提提升升容容器器选选用用一一对对 1.0t双双层层单单车车多多绳绳标标准准罐罐笼笼（宽宽窄窄各各一一个个） ，钢钢丝丝绳绳罐罐道道，宽宽罐罐笼笼质质量量为为 q=5800kg，每每次次承承载载38人人，窄窄罐罐 笼笼质质量量为为q=4656kg，每每次次承承载载23人人。提提矸矸选选用用 1.0t标标准准矿矿车车，矿矿 车车自自重重qz=610kg，载载矸矸量量为为qm=1800kg，每每次次提提升升一一辆辆矿矿车车。 （三三）钢钢丝丝绳绳及及提提升升机机选选择择 1、绳绳端端荷荷载载计计算算 提提升升物物料料（按按提提矸矸计计算算）： q矸 矸=q+qm+qz=5800+1800+610=8210kg 提提升升人人员员： q人 人=q+qr=5800+2850=8650kg 提提升升最最大大件件设设备备： q大 大件件=5800+5350=11150kg 式式中中:qr每每次次乘乘载载人人员员重重量量 ,按按最最多多38人人计计算算。 48- 5350卸卸载载最最大大件件水水泵泵电电机机重重量量。 2、首首绳绳单单位位长长度度重重量量 pk大 大件件= =1.65kg/m 110 () b q nhc m 大件 11150 110 167 4 (611) 8 pk人 人= =1.5kg/m 110 () b q nhc m 人 8650 110 167 4 (611) 9 式式中中:hc钢钢丝丝绳绳悬悬垂垂长长度度 hc=h+hj+hh=577+24+10=611m n首首绳绳钢钢丝丝绳绳根根数数 hh尾尾绳绳环环高高度度 根根据据以以上上计计算算，首首绳绳选选用用 22zab-6v30+fc-1770-326型型钢钢 丝丝绳绳左左右右捻捻各各两两根根。其其技技术术参参数数如如下下：钢钢丝丝绳绳直直径径 dk=22mm， 钢钢丝丝破破断断拉拉力力总总和和 qq=326030n，钢钢丝丝绳绳单单位位长长度度质质量量为为 pk=1.96kg/m。 3、尾尾绳绳单单位位长长度度重重量量 qk =pk=21.96=3.92kg/m 1 n n 式式中中:n1尾尾绳绳钢钢丝丝绳绳根根数数 根根据据以以上上计计算算，尾尾绳绳选选用用 8515nat-p847-1370型型扁扁钢钢 丝丝绳绳两两根根，其其主主要要技技术术参参数数为为：钢钢丝丝绳绳尺尺寸寸宽宽 厚厚 =85mm15mm，钢钢丝丝破破断断拉拉力力总总和和 qq=542000n，钢钢丝丝绳绳单单位位 长长度度质质量量为为qk=3.82kg/m。 4、提提升升机机选选择择 1）摩摩擦擦轮轮直直径径 48- d 90d=9022=1980（mm） 2)最最大大静静张张力力和和最最大大静静张张力力差差 最最大大静静张张力力(按按提提升升最最大大设设备备计计算算 )fj=q+q大 大件件 +npkhj+n1qk(h+hh) =5800+5350+41.9624+23.82(577+10)=15823kg 最最大大静静张张力力差差 fc=qr+（5800-4656）=3994kg 据据此此副副井井提提升升装装置置选选用用 jkmd-2.254（i）e型型落落地地式式多多绳绳 摩摩擦擦式式提提升升机机，其其主主要要技技术术参参数数为为：摩摩擦擦轮轮直直径径 d=2250mm，天天 轮轮直直径径dt=2250mm，最最大大静静张张力力 215kn，最最大大静静张张力力差差 65kn， 摩摩擦擦轮轮钢钢丝丝绳绳间间距距 300mm，提提升升速速度度v=5.0 m/s，减减速速比比i=11.5, 提提升升机机旋旋转转部部分分变变位位质质量量 mj=6500kg，天天轮轮变变位位质质量量 mt=2300kg，衬衬垫垫摩摩擦擦系系数数 =0.23。 （四四）提提升升系系统统的的确确定定 (见见提提升升系系统统图图 6-1-4) 1、井井架架高高度度 hjhr+hg+0.75rt+e=11+7+0.751.125+5=23.8m 取取hj24m 式式中中: hr-容容器器高高度度 hg-过过卷卷高高度度 rt-天天轮轮半半径径 e-上上下下天天轮轮中中心心高高度度 2、提提升升机机摩摩擦擦轮轮与与提提升升中中心心线线距距离离 ls ls=0.6hj+3.5+d=0.624+3.5+2.25=20.2m 48- 取取ls=21m 3、钢钢丝丝绳绳弦弦长长 下下弦弦长长lx1 22 10 ()() 22 t js ds hcl 22 1.9042.25 (190.8)(21) 22 26.3m 上上弦弦长长lx 22 0 ()() 22 t js ds hcl 22 1.9042.25 (240.8)(21) 22 31.2m 式式中中：s-两两容容器器间间距距 c0-摩擦轮中心与地平距离 4、钢钢丝丝绳绳的的出出绳绳角角 下下出出绳绳角角 下 下=arctan +arcsin 10 22 j t hc ds ls 1 2 t x dd l =arctan+arcsin 190.8 1.9042.25 21 22 2.252.25 2 23.88 =4917 26“ 上上出出绳绳角角 下 下=arcsin 482 17“ 0j x hc l 48- 副井提升系统图 +0m 图6-1-4 19000 24000 +19m +24m 1、本图井口标高设为+0m。 2、首绳为22zab6v*30-1770型，4根。 3、尾绳为85*15nat-p8*4*7型，2根。 4、单位为mm。 5、绳间距为300mm。 49 17 26 48 2 17 提升中心线 2.25m 2.25m 2.25m 800 21000 26300 31200 577000 5、围围包包角角的的确确定定 经经计计算算围围包包角角 18115 9“ （五五）提提升升容容器器最最小小自自重重校校核核 1、按按静静防防滑滑条条件件容容器器自自重重为为（按按提提升升最最大大件件计计算算） qcq-npkhc-qz=d2q-npkhc 2 2 (12) (1) j w w e 48- =2.4842850-41.96611=2289.2kg 当当围围包包角角=18115 9“时时查查表表得得d2=2.484 2、按按动动防防滑滑条条件件 qcq+gd-npkhc-qz 1 22 1 (12) 1 2 1(1) 1 j j a ww g e a ge 1 1 2 (1) 1 2 1(1) 1 j j a ge a ge =a2q+c1gd-npkhc 经经查查表表当当加加速速度度 a1取取0.5m/s2,a2=2.3,c1=0.15。 则则qc=2.32850+0.152300-41.96402=3748.3kg 经经计计算算满满足足防防滑滑条条件件的的罐罐笼笼最最小小自自重重均均小小于于所所选选罐罐笼笼自自重重， 防防滑滑条条件件满满足足要要求求 ,但但在在卸卸载载最最大大件件水水泵泵电电机机时时应应适适当当增增加加配配重重， 已已满满足足防防滑滑条条件件下下的的提提升升容容器器最最小小自自重重的的要要求求。 （六六）钢钢丝丝绳绳和和提提升升机机校校验验 1、首首绳绳安安全全系系数数 提提升升矸矸石石时时 m=10.28.2- q nq (q) kc np hg 矸 4 326030 (82104 1.96 611) 9.8 0.0005h=7.9 提提升升人人员员 m=9.99.2-0.0005h=8.9 q nq (q) kc np hg 人 4 326030 (86504 1.96 611) 9.8 提提升升大大件件设设备备 m=8.38.2- q nq (q) kc np hg 大件 4 326030 (111504 1.96 611) 9.8 48- 0.0005h=7.9 满满足足要要求求。 2、最最大大静静张张力力和和最最大大静静张张力力差差 如如前前计计算算 最最大大静静张张力力fj=15823kg=155070n3 z j m m 3 () m j maq r m 39503 0.5(2850 1144) 1.125 (2850 1144) 1.125 满满足足要要求求。 式式中中：mz-制制动动力力矩矩 mj-静静荷荷重重旋旋转转力力矩矩 （十十二二）最最大大班班作作业业时时间间计计算算 最最大大班班作作业业时时间间见见表表 最最大大班班作作业业时时间间为为 2.1h,最最大大班班下下井井人人员员时时间间为为 12.6分分钟钟. 符符合合要要求求。 最最大大班班作作业业时时间间平平衡衡表表 提提升升内内容容 单单 位位 数数 量量 每每次次提提升升量量每每班班提提升升次次数数 每每次次提提升升时时 间间 （s） 总总需需时时间间 （s） 下下放放人人员员人人95304189.4757.6 上上提提人人员员人人48302189.4378.8 提提升升材材料料和和设设备备车车10110169.41694 提提升升矸矸石石车车20120141.42828 其其它它次次1010189.41894 合合 计计7552.4(s)，2.1(h) （十十三三）电电控控设设备备 本本提提升升机机采采用用直直流流拖拖动动，电电控控设设备备随随主主机机成成套套供供货货。电电控控设设 48- 备备型型号号选选用用jkmk/sz-nt-778/550-3系系列列提提升升机机全全数数字字直直流流电电控控 设设备备。 （十十四四）供供电电电电源源 提提升升机机采采用用双双回回路路供供电电，一一回回工工作作，一一回回备备用用。供供电电电电源源引引 自自矿矿井井地地面面变变电电所所，详详见见地地面面供供电电系系统统图图。 五、开采七2煤时副井提升能力校核 矿矿井井在在初初期期开开采采七七2煤煤时时设设计计生生产产能能力力为为 0.30mt/a，提提升升高高度度 h=277m，副副井井提提升升装装置置选选用用以以开开采采二二 1煤 煤计计算算为为准准的的 jkmd2.254（i）e型型落落地地式式多多绳绳摩摩擦擦式式提提升升机机，提提升升容容器器为为 1.0t双双层层单单车车标标准准多多绳绳罐罐笼笼（钢钢丝丝绳绳罐罐道道）。提提升升钢钢丝丝绳绳 首首绳绳选选 用用22zab-6v30+fc-1770-326型型钢钢丝丝绳绳左左右右捻捻各各两两根根。尾尾绳绳选选 用用8815nat-p847-1360型型扁扁钢钢丝丝绳绳2根根，该该提提升升设设备备在在初初 期期开开采采七七2煤煤时时一一次次安安装装到到位位，分分期期担担负负七七 2煤 煤和和二二1煤煤的的开开采采期期的的 辅辅助助提提升升工工作作。 （一）提升运动学及提升能力计算 经经计计算算得得主主加加速速度度 a1=0.50m/s2，提提升升减减速速度度 a3=0.50m/s2。 （提提升升速速度度图图力力图图见见图图 6-1-6） 1、正正常常加加速速度度阶阶段段 加加速速时时间间：t1=10.2s 1 m v a 5.1 0.5 加加速速阶阶段段行行程程： h1=t1=10.2=26m 2 m v5.1 2 2、正正常常减减速速阶阶段段 减减速速阶阶段段时时间间： t3=9.4s 4 3 m vv a 5.1 0.4 0.5 48- 减减速速阶阶段段行行程程： h3=t3=9.4=25.9m 4 2 m vv5.1 0.4 2 3、爬爬行行阶阶段段 爬爬行行时时间间：t4=6.25s 4 4 h v 2.5 0.4 爬爬行行距距离离：h4=2.5m 4、抱抱闸闸停停车车时时间间 t5=1s 5、等等速速阶阶段段 等等速速阶阶段段行行程程： h2=h-h1-h3-h4=277-26-25.9-2.5=222.6m 等等速速阶阶段段时时间间： t2=43.6s 2 m h v 222.6 5.1 3351633516 16244 3351633516 50792 2 2 v4=0.4m/s a3=0.5m/s a1=0.5m/s vm=5.1m/s 16.259.443.6 10.2 t5t4t3t2t1 图(6-1-6) f(n ) v(m / s) t (s) 50792 16244 6、一一次次提提升升循循环环时时间间 48- 提提升升人人员员时时： tx=t1+t2+t3+t4+t5+=10.2+43.6+9.4+6.25+1+60=130.5s 提提升升物物料料时时： tx=t1+t2+t3+t4+t5+=10.2+43.6+9.4+6.25+1+40=110.5 提提升升矸矸石石时时： tx=t1+t2+t3+t4+t5+=10.2+43.6+9.4+6.25+1+12=82.5s 式式中中: 休休止止时时间间，提提升升人人员员时时取取 60s,提提升升物物料料时时取取 40s,提提 升升矸矸石石时时取取 12s。 （二二）提提升升系系统统动动力力学学计计算算 1、提提升升系系统统总总变变位位质质量量 m=m+2mz+4pklp+2mt+mj+md =2850+（4656+5800）+41.96602+22300+6500+5517 =34552kg 式式中中：lp提提升升钢钢丝丝绳绳全全长长 lp=602m（包包括括尾尾绳绳） 。 2、运运动动学学计计算算（按按平平衡衡系系统统计计算算） （1） 、主主加加速速阶阶段段 开开始始时时：f1=kmg+ma1 =1.228509.8+345520.5=50792n 终终了了时时：f1=f1=50792n （2） 、等等速速阶阶段段 开开始始时时：f2=f1-ma1=50792-345520.50=33516n 终终了了时时：f2=f2=33516n （3） 、减减速速阶阶段段 开开始始时时：f3=f2ma3=33516-345520.50=16240n 终终了了时时：f3=f3=16240n （4） 、爬爬行行阶阶段段 48- 开开始始时时：f4=f3+ma3=16240+345520.50=33516n 终终了了时时：f4=f4=33516n （三三）最最大大班班作作业业时时间间计计算算 最最大大班班作作业业时时间间见见表表 最最大大班班作作业业时时间间为为 2.2h,最最大大班班下下井井人人员员时时间间为为 10.9分分钟钟. 符符合合要要求求。 最最大大班班作作业业时时间间平平衡衡表表 提提升升内内容容 单单 位位 数数 量量 每每次次提提升升量量每每班班提提升升次次数数 每每次次提提升升时时 间间 （s） 总总需需时时间间 （s） 下下放放人人员员人人125305130.5652.5 上上提提人人员员人人63303130.5391.5 提提升升材材料料和和设设备备车车20120110.52210 提提升升矸矸石石车车4014082.53300 其其它它次次1010130.51305 合合 计计7859(s)，2.2(h) 经经计计算算所所选选副副井井提提升升设设备备在在初初期期开开采采七七 2煤煤时时,可可满满足足副副井井辅辅 助助提提升升任任务务的的要要求求。 六、七2煤井下主要运输设备选型 1、上仓斜巷设备选型 设设计计依依据据：上上仓仓巷巷斜斜长长 l=121m，倾倾角角11，生生产产能能力力 0.30mt/a。 经经计计算算，选选用用一一部部 sd-800型型胶胶带带输输送送机机，运运距距 l=121m，满满 足足要要求求。主主要要技技术术参参数数：带带宽宽 b=800mm，运运量量q=350t/h，带带速速 48- v=2.0m/s，运运距距l=183m，配配电电机机为为矿矿用用防防爆爆电电机机 n=55kw。胶胶 带带类类型型：pvg整整编编芯芯阻阻燃燃胶胶带带。 2、+0 运输大巷设备选型 设设计计依依据据：+0运运输输大大巷巷长长l=897m，其其中中东东翼翼运运距距 l=293m, 西西翼翼运运距距l=604m,生生产产能能力力0.30mt/a。 经经计计算算，西西翼翼选选用用二二部部 sd-800型型胶胶带带输输送送机机 ,每每部部运运距距 l=302m,满满足足要要求求。主主要要技技术术参参数数：带带宽宽 b=800mm，运运量量 q=300t/h，带带速速v=1.6m/s，配配电电机机为为矿矿用用防防爆爆电电机机 n=75kw。胶胶 带带类类型型：pvg整整编编芯芯阻阻燃燃胶胶带带。东东翼翼选选用用一一部部 sd-800型型胶胶带带输输 送送机机,每每部部运运距距l=293m,满满足足要要求求。主主要要技技术术参参数数：带带宽宽 b=800mm，运运量量q=300t/h，带带速速v=1.6m/s，配配电电机机为为矿矿用用防防爆爆 电电机机n=55kw。胶胶带带类类型型：pvg整整编编芯芯阻阻燃燃胶胶带带。 3、+0 轨道大巷设备选型 设设计计依依据据：+0轨轨道道大大巷巷长长l=830m，主主要要用用于于运运输输物物料料、设设 备备、矸矸石石。 经经计计算算，选选用用 cxt-5型型蓄蓄电电池池电电机机车车 5台台,该该电电机机车车主主要要技技术术 参参数数为为，黏黏着着质质量量为为 5t，轨轨距距600mm，牵牵引引电电动动机机型型号号为为 dzqb-7.5型型，每每台台电电机机车车一一次次牵牵引引 5辆辆矿矿车车用用于于大大巷巷物物料料、设设备备、 矸矸石石运运输输。 4、轨道上山设备选型 （1）设设计计依依据据：轨轨道道上上山山斜斜长长 l=582m，平平均均倾倾角角=24.4, 主主要要用用于于提提升升物物料料、设设备备、矸矸石石等等。物物料料量量 10车车/班班、矸矸石石量量10 48- 车车/班班，其其它它10次次/班班，提提升升矸矸石石一一次次串串两两辆辆矿矿车车。 （2） 、设备选型 、钢钢丝丝绳绳选选择择 钢钢丝丝绳绳单单位位质质量量 （按按提提升升矸矸石石） ： p pk k 121 2 () (sincos) 1.1 15500 (sincos) a n mmbfb lbfb m = 2 (1800610) (sin24.40.015 cos24.4 ) 1.1 15700 582 (sin24.40.25 cos24.4 ) 6.5 =0.904kg/m 式式中中：n串串矿矿车车数数； m1、m2矿矿车车载载重重量量和和自自重重； f1矿矿车车运运行行摩摩擦擦阻阻力力系系数数； f2钢钢丝丝绳绳移移动动阻阻力力系系数数。 据据此此选选择择 18nat+fc-67-1570 型型钢钢丝丝绳绳，其其主主要要技技术术参参数数 为为直直径径 d=18mm，钢钢丝丝绳绳破破断断拉拉力力总总和和 qq=190.5kn，单单位位质质量量 pk=1.14kg/m，钢钢丝丝绳绳公公称称抗抗拉拉强强度度为为 1570mpa。 、钢钢丝丝绳绳安安全全系系数数校校验验 按按提提升升矸矸石石 ma=9.36.5 q 121k2 q n(m +m )(sinb+f cosb) g+p l(sinb+f cosb)g 满满足足要要求求 、提提升升机机选选择择 最最大大静静张张力力： fjmax=ng（m1+m2） （sim+f1cos） +pkl（sim+f2cos）g=20584n 滚滚筒筒直直径径：d60d=6018=1080mm 48- 据据此此选选择择 jtpb1.61.2-30 型型矿矿用用防防爆爆提提升升绞绞车车，其其主主要要技技 术术参参数数为为最最大大静静张张力力 45000n，传传动动比比 i=30，滚滚筒筒直直径径 d=1600mm，滚滚筒筒宽宽度度 b=1200mm，速速度度 v=2.8m/s，配配防防爆爆电电 机机，额额定定电电压压 660v，额额定定功功率