矿主立井提升和运输系统的设计计算设计说明书

1、四川师范大学工学院2011级矿山机电班提升设计 张峻立四川师范大学工学院设计说明书其云矿主立井提升和运输系统的设计计算学 生 张峻立 院 系 工学院 专 业 矿山机电 年 级 2011 级 学 号 c20126000684 指 导 教 师 隆 泗 答 辩 日 期 2012/12/27 前 言随着煤炭开采的机械化程度的提高，矿井提升工作是重要环节，从井下采出的煤炭及矸石的提升，材料的下放，人员和设备的升降，都是由提升设备来完成的，所以提升有着咽喉部位的重要性。如果提升部位发生了故障，轻者造成工作停止和设备损坏，重者造成人身安全和重大经济损失，因此提升系统的确定有着非常重要的意义。矿井提升设备的选

2、择计算是否经济合理，对矿山的基本建设投资、生产能力、生产效率及吨煤成本都有直接的影响。因此，在进行提升设备选择计算时，首先确定提升方式，在确定提升方式时要考虑下列各点：1、对于同时开采煤的品种在两种及以上并要求不同品种的煤分别外运的大、中型矿井，则应考虑采用罐笼提升方式作为主井提升。对煤的块度要求较高的大、中型矿井，由于箕斗提升对煤的破碎较大，也要考虑采用罐笼作为主井提升。当地面生产系统距离井口较远，尚需一段窄轨铁路运输时，采用罐笼提升地面生产系统较为简单。2、对于年产量大于60万吨的大中型矿井，主井提升系统一般采用多绳摩擦提升系统，4、矿井若有两个水平，且分前后期开采时，提升机、井架等大型固

3、定设备要按照最终水平选择。提升容器、钢丝绳和提升电动机根据实际情况也可以按照第一水平选择，待井筒延深至第二水平时，再更换。对于新矿井如没有什么特殊要求，可参照定型成套设备的规定确定提升方式，并尽量选用定型设备。但因各个矿井具体情况不同，副井提升量也不一致，因此，可结合具体条件计算、选择，或验算选用的定型成套设备。定型成套设备中未规定的如钢丝绳、提升机与井筒相对位置、生产能力与耗电量等也要计算。 随着矿井开发深度的增加和一次提升量的增大，如仍采用单绳缠绕式提升，就必须制造和选用更大的提升机滚筒和直径更粗的钢丝绳，不但会使设备的尺寸加大，投资增加，并带来制造，使用和维护上的一系列的问题正是在这种条

4、件下，制成了单绳与多绳摩擦式提升机。多绳摩擦式提升机最大的优点是适用于深井，完成单绳缠绕式提升机不能承担的提升任务。当多绳摩擦轮提升机安装在井塔上时，减少了工业广场的占地面积，并为地面生产系统的布置创造了有利条件。所以说多绳摩擦式提升机是今后提升设备发展的方向之一。随着提升在矿井生产过程中地位的逐渐提高，要求提升设备安全可靠地运转。此外，由于提升设备投资大，电耗大，因此在选型设计时，应结合矿井的实际条件做出最经济、合理的设计方案。根据设计内容已知的原始资料，经过多方面的比较，选用多绳摩擦提机，多绳摩擦提升机也是一种等直径卷筒提升机，因此在计算方法上与单绳缠绕式提升机大体相同。容器、钢丝绳及卷筒

5、直径等计算原理基本相同。此次我主要是设计的主井提升设备。 目录目录4第一部分 立井多绳摩擦提升选型计算6一、原始资料6二、设计任务6三、提升容器的选型计算7四、钢丝绳的选型计算9绳端载荷重9钢丝绳悬垂长度9首绳单位长度重量计算9尾绳单位长度质量计算10五、提升机的选型计算10主导轮直径10最大静拉力和最大静拉力差的计算11六、提升系统的确定12井塔高度12尾绳换高度12围包角a的确定12七、确定摩擦衬垫材料13八、提升容器的最小自重13按静防滑条件，容器自重13按动防滑条件，容器自重13配重块重量14九、钢丝绳与提升机的校验14首绳安全系数14最大静拉力和最大静拉力差校验15十、衬垫材料单位压

6、力校验15摩擦衬垫比压计算15十一、提升机防滑验算16静防滑安全系数16动放滑安全系数16提升重载时，加速阶段16下放重载，减速阶段17十二、安全制动的制动力矩的计算18极限减速度确定18提升货载时的极限减速度18下放货载时的极限减速度18确定制动减速度18根据防滑条件，计算制动力矩19提升货载时制动力矩19下放货载时制动力矩19第二部分 矿用电机车运输选型计算19原始参数19一选择电机车的黏着质量20二列车组成的计算21按机车粘着质量计算21按机车电动机的温升条件计算22按制动条件计算重车组质量22车组矿车数23三列车组成的验算23列车往返一次所需的时间26一台电机车在一个班内可能往返的次数

7、26每班运输矿石所需要的列车次数26每班列车运输总的次数26工作电机车台数26电机车总台数27谢 辞28参考文献29第一部分 立井多绳摩擦提升选型计算一、原始资料（1） 题号：a12（2） 矿井年提升量：60万吨/年（3） 井筒深度：300m（4） 提升容器：罐笼（5） 年工作天数：300天/年（6） 天工作小时数：12h/天 （7） 井架高度：20m（8） 煤的容重：0.9t/m（9） 装煤高度：0m（10） 卸载高度：0m二、设计任务（1） 确定提升容器型号（2） 确定提升钢丝绳型号（3） 确定提升机型号（4） 确定天轮型号三、提升容器的选型计算（一）合理的经济速度(米/秒) 0.4 6.

8、92 （米/秒）式中h提升高度，300m(二) 估算一次提升循环时间 (秒) 82.58（秒）式中初定主加速度值，罐笼可取；箕斗在卸载曲轨内减速或爬行所需附加时间，罐笼提升取0秒；装卸载休止时间，采矿手册-第五卷-表27-18，取30秒（三）计算小时提升量c：提升不均衡系数，罐笼取1.2：开采富裕系数，1.2：矿井年提升量，60万吨：年工作天数，300天：天工作小时，12小时 =240t/h（四）小时提升次数 =43.59次/h（五）一次合理的经济提升量 =5.5t（六）实际一次提升量 ：煤的容重0.9t/mv：矿车有效容积，1.7mn：罐笼可装载矿车数，4辆 =6.12t（七）用实际载重核算

9、一次提升循环时间 =91.8s（八）计算提升机所需的提升速度 =5.5m/s（九）根据计算值选取gdg1.5/6/2/4标准罐笼，罐笼型号矿车型号载车辆数罐笼总装载量/t罐体自重/t首绳数量/根尾绳数量、根gdg1.5/6/2/4mgc1.7-64辆13.6810.7863煤矿总工程师技术手册-表7-2-20四、钢丝绳的选型计算绳端载荷重q：罐笼总装载量，13.68t：罐笼自重与矿车自重之和13.58t钢丝绳悬垂长度 ：井筒深度，300m：尾绳环高度，= +1.5s，14.2,m：过卷高度，取10ms：两容器中心距离，取提升机主导轮直径，2.8m首绳单位长度重量计算：首绳根数，6根：钢丝绳抗拉

10、强度，1700mpa：安全系数矿山提升与运输表6-1，专为提升物料取7.2-0.0005=7.03矿山提升与运输表6-6初选首绳：绳纤维芯（一）6（30）-26.5-1700-光面-i号 钢丝绳直径mm最粗钢丝直径mm单位长度质量kg/m公称抗拉强度，mpa钢丝绳破断拉力总和 n26.51.92.761700473500尾绳单位长度质量计算：尾绳根数，3根矿山提升与运输表6-4初选尾绳：6x19-1400-镀铅-ii号-交互捻gb1102-74钢丝绳直径mm最粗钢丝直径mm单位长度质量kg/m公称抗拉强度，mpa钢丝绳破断拉力总和 n40.02.65.7171400846500五、提升机的选型

11、计算主导轮直径煤矿安全规程规定，对有导向轮摩擦式提升机，计算结果取最大值。最大静拉力和最大静拉力差的计算根据煤矿总工程师表7-2-8初选提升机jkm 2.8x6（i）e规格参数如下表：型号主导轮直径/m导向轮直径/m钢 丝 绳最大提升速 度,m/s旋转部分变位质量/t天轮变位质量/t最大静拉力/kn最大静拉力差/kn最大钢丝绳直径/mm间距/mmjkm 2.8x6(i)e2.82.5500140282501415.83.69六、提升系统的确定井塔高度：井塔式罐笼提升为40m：摩擦轮与导向轮轴中心高度差，为6.5m尾绳换高度 s:两容器中心距离，导向轮直径，2.5m：过卷高度，取10m =13.

12、75m围包角a的确定 ：摩擦轮半径，1.4m：导向轮半径，1.25m：摩擦轮与导向轮水平中心距： =2.35m七、确定摩擦衬垫材料根据矿山提升与运输表11-3，使用 聚安基甲酸脂衬垫材料聚安基甲酸脂计算摩擦因数0.25许用比压/mpa2.0如表所示，则经计算得1.2186八、提升容器的最小自重按静防滑条件，容器自重为 ：容器荷载重力与矿井阻力之和对荷载重力的比值,罐笼提升时矿井阻力系数=0.075 ：静防滑安全系，不小于1.75按动防滑条件，容器自重为：动防滑安全系数，不小于1.25：提升主加速度，取0.65m/：天轮变位质量，提升机已知参数3690kg为满足防滑条件，将罐笼自重增加至2100

13、0kg配重块重量 =21000-13580 =7420kg九、钢丝绳与提升机的校验首绳安全系数：所选钢丝绳所以破断拉力之和，473500n：钢丝绳安全系数，矿山提升与运输表6-1，专提物料时取7.2-0.0005=7.03 合格最大静拉力和最大静拉力差校验十、衬垫材料单位压力校验摩擦衬垫比压计算 ：主导轮直径2.8md：首绳钢丝绳直径0.0265m=2.0mpa 合格十一、提升机防滑验算静防滑安全系数 合格动放滑安全系数 提升重载时，加速阶段 ：动防滑安全系数，不小于1.25：主加速度，取0.65：提升重侧运动部分变位质量，：下放轻载侧运动部分变化质量：导向轮变位质量，提升机参数已知3.69t

14、合格下放重载，减速阶段：上升侧运动部分变位质量，：下放侧运动部分变位质量， ：减速度，取0.85合格十二、安全制动的制动力矩的计算极限减速度确定提升货载时的极限减速度下放货载时的极限减速度确定制动减速度1）提升货载时取1.22）下放货载时取3根据防滑条件，计算制动力矩提升货载时制动力矩：制动力矩，n/m：总变位质量量，总载荷重量，容器自重，首绳总总量，尾绳总重量，天轮变位质量，旋转部分变位质量，之和。m：载荷重量，13680kgr：摩擦轮半径，1.4m下放货载时制动力矩计算结果：提升货载时，制动力矩不得大于819670 下放货载时，制动力矩不得大于233650 第二部分 矿用电机车运输选型计算

15、原始参数：1）题号e7 2）运输站2/个（分为东翼和西翼） 3）运输量：东翼200吨/班，西翼280吨/班. 4）运输距离：东翼2500m，西翼3000m 5）轨道平均坡度：3 6）运输地点：主运输大巷 7）加权平均运输距离： 一选择电机车的黏着质量根据矿山提升与运输表3-3，选择电机车黏着质量为7t电机车技术参数：项目单位 cjy7/6-g-250z粘着质量轨距受电器工作高度固定轴距主动轮直径传动比制动方式tmmmmmmmm76001800220011006806.92机械，电气牵引力小时制/长时制n13030/3330速度小时制/长时制km/h11/16.9牵引电动机型号台数电压台vzq2

16、12250功率小时制长时制kw20.67.4电流小时制长时制a9534空气压缩机电机功率kw工作气压范围mpa外形尺寸（长宽高）mm4500x1060x1360选用名义载重量为1t的矿车，技术参数如下：型号容积m装载量/t最大装载量/t轨距,mm外形尺寸,mm轴距m轮径,mm牵引高允许牵引力kn卸载角（不小于）自重kgmgc1.1-61.111.86002000x880x115055030032060610二列车组成的计算：21按机车粘着质量计算： = =73.4 t 电机车质量，7t 电机车黏着质量，7t 电机车撒沙起动时的粘着系数;矿山提升与运输表3-2，取0.24 重列车起动时的阻力系数

17、; 矿山提升与运输表3-1，取0.0135 运输线路的平均坡度;原始参数已知，3 起动时的加速度.取0.04 22按机车电动机的温升条件计算： 平均速度： = =3.52 m/s 查上电机车技术参数表得：=16.9 km/h 列车运行时间： 停车及调车时间,取20min按温升条件计算式： =49 t 长时牵引力;查电机车技术参数表，得3330n 重列车运行阻力系数;矿山提升与运输表3-1，取0.009 等阻坡度.滚动轴承矿车，取223按制动条件计算重车组质量： 减速度： 按制动条件计算式： = =49 t ：电机车制动质量，7t ：制动时的黏着系数，矿山提升与运输表3-2，撒沙时取0.17 ：

18、重列车运行阻力系数，表3-1取0.009 ：轨道平均坡度3 按三种条件计算，其中温升、制动条件值最小，取49t 24车组矿车数： 取：z=31辆g：矿车货载质量，1t：矿车自重，上矿车技术特征表，0.61t三列车组成的验算：31.验算实际电动机温升：按平均坡度及最长运输距离效验. 重列车实际所需牵引力： = =3346n 空列车实际所需牵引力： = =3555n ：重列车运行阻力系数，矿山提升与运输表3-1取0.011 每台电动机牵引力： 根据及查矿山提升与运输图3-24,zq-21牵引力电动机特性曲线得： 重列车及空车及其平均运输速度在最长运输距离上的运行时间： = =15.67min =16.29min 等值电流： = =32.07a 查表得： ， 既合格32.验算制动距离：按实际和最大减速度验算制动距离是否符合40m规定.根据粘着条件的确定最大制动减速度b. b= = =0.24 ：制动时的黏着系数，矿山提升与运输表3-2，撒沙时取0.17制动距离： 既：=37.63m40m，满足制动距离要求.33电机车台数确定：列车往返一次所需的时间： = =47.67min 一台电机车在一个班内可能往返的次数： /班 电机车每班工