矿井提升设备的选型和设计

1、 毕 业 设 计 论 文题 目 矿井主井提升设备的选型设计 _（院）系 陕西能源学院机电系专业 机电一体化 班级 学号学生姓名 王龙 导师姓名 完成日期 2011年11月10日 目 录第1章 矿井提升设备2一、提升方式2二、主提升设备选型计算2三、开采煤时主提升能力计算13 四、开采煤时主井提升能力校核28五、煤井下主要运输设备选型31第2章 采区机械设备选型34一、采区下山提升设备34二、回采工作面设备42结束语47参考文献48第一章 矿井提升设备一、提升方式矿井立井单水平开采的方式，煤井设计生产能力为0.80Mt/a，采用立井开拓，井深245m，担负矿井提煤任务；二1矿井设计生产

2、能力为0.80Mt/a，采用立井开拓，利用矿井单个提升井筒煤的单水平开采。1。二、主提升设备选型计算（一）设计依据开采煤时1、矿井年产量：80万吨/年2、工作制度：年工作日300d，每天净提升时间14h。3、矿井为立井单水平开采，井筒深度为245m4、提升方式：箕斗提升。5、卸载高度：20m6、装载高度：20m7、煤的散集密度：0.96吨/平方米（二）提升容器选择该矿井开采煤时井深245m，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,采煤时井设备统一按开采最终水平选择计算。1、确定经济提升速度V=(0.3-0.5)×=m/s取：Vm=8m/s，1=1.0m/s22、计算一

3、次提升循环时间: Tx =108=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=6.5

4、mHh -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=5mS-提升容器中心距HX -卸载高度 HX=20m3、首绳单位长度重量计算PK´ =1.29kg/m式中：B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

5、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：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×

6、;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=6.5 m/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=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LS0.6Hj+3.5+D=0.6

7、15;36+3.5+2.2527.35m取LS=28m3、钢丝绳弦长下弦长LX1= =39.8m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下=arctan+arcsin=ARCTAN+ARCSIN=52°39´9"上出绳角上=arcsin=51°37´28"5、围包角的确定经计算围包角=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-

8、4×1.96×593.1=4786.1kg经查表，当围包角=181°1´4"时D1=2.359式中：w1-箕斗提升时矿井阻力系数 w1=0.075 j-静防滑安全系数 j=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=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

9、。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>7.20.0005H=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=×=×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；提升系统运转时，加减速度及钢丝绳重力因素影响系数；j减速器传动效率，j=0.92；2、电动机估算转数n= =579.

10、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=50.5kgm2。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

11、=×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=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=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+=3.13+10.8+68.4+12.8+6+1+12=114.1s

12、式中: 休止时间取12s8、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=F0-2h0=

13、652400=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（a1a0）=65240+42001×（0.50.48）=66081N终了时：F1=F1=66081N 3、等速阶段开始时：F2=F1ma1=6608142001×0.50=45080N终了时：F2=F2=45080N4、减速阶段开始时：F3=F2ma3=4508042001×0.50=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=450

14、80N（九）提升电动机容量验算1、等效时间Td=（t0+t1+t3+t4+t5）+t2+=×（3.13+10.8+12.8+6+1）+68.4+×12=89.3s式中：低速运转散热不良系数，= 1/2 ；停车间歇时间散热不良系数,=1/3。2、电动机等效力F2dt=F02t0+F12t1+F22t2F32t3+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=427kW500kW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。式中：MZ-制动力矩

15、 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JKMD2.25×4（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×

16、;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（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

17、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式中：Ht-提升高度

18、 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+=3.13+10.8+24.9+12.8+6+1+12=70.6s式中: 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

19、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=F0-2h0=629750=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、主加速阶段开始时：F1=F0+m（a1-a0）=62975+37281×（0.5-0.48）=63721N终了时：F1=F1=63721N 3、等速阶段开始时：F2=F1-ma1=63721-37281×0.50=45080N终了时：F2=F2=45080N4、减

20、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开采煤时,可满足矿井煤炭提升任务的要求。（一）设计依据1、生产能力： 0.80t/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。2

21、、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+

22、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PK大件=1.65kg/mPK人=1.5kg/m式中:Hc钢丝绳悬垂长度Hc=H+Hj+Hh=577+24+10=611m n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=326030

23、N，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最大静张力(按提升最大设备计算)Fj=Q+Q大件+nPkHj+

24、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=5.0 m/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=0.23。（四）提升系统

25、的确定(见提升系统图6-1-4)1、井架高度HjHr+Hg+0.75Rt+e=11+7+0.75×1.125+5=23.8m取HJ24m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下=arctan+arcsin=arctan+arcsin=49°17´26"上出绳角

26、下=arcsin48°2´17"5、围包角的确定经计算围包角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）QCQ-nPkHc-QZ=D2Q-nPkHc =2.484×2850-4×1.96×611=2289.2kg当围包角=181°15´9"时查表得D2=2.4842、按动防滑条件QCQ+×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&

27、#215;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>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

28、差Fc=3994kg39141N<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=×=×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；提升系统运转时，加减速度及钢丝绳重力因素影响系数；j减速器传动效率，j=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=52.8kgm2。3、确定提升机的实际最大提升速度Vm=5.1(m/s)（八）提升运动学计算经计算得主加速度a1

29、=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+=10

30、.2+102.5+9.4+6.25+1+60=189.4s提升物料时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+=10.2+102.5+9.4+6.25+1+40=169.4提升矸石时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+=10.2+102.5+9.4+6.25+1+12=141.4s式中: 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：L

31、p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）（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=F2ma3=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=33

32、516N终了时：F4=F4=33516N（十）提升电动机容量验算1、等效时间Td=（+t1+t3+t4+t5）+t2+=×（10.2+9.4+6.25+1）+102.5+×60=135.9s式中：低速运转散热不良系数，= 1/2 ；停车间歇时间散热不良系数,=1/3。2、电动机等效力F2dt=F12t1+F22t2F32t3+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Pd=×1.2=223kW380kW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

33、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

34、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、开采主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JKMD2.25×4（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-

35、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-

36、h3-h4=277-26-25.9-2.5=222.6m等速阶段时间：t2=43.6s6、一次提升循环时间提升人员时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+=10.2+43.6+9.4+6.25+1+60=130.5s提升物料时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+=10.2+43.6+9.4+6.25+1+40=110.5提升矸石时：Tx=t1+t2+t3+t4+t5+=10.2+43.6+9.4+6.25+1+12=82.5s式中: 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+m

37、d =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=F2ma3=33516-34552×

38、;0.50=16240N终了时：F3=F3=16240N（4）、爬行阶段开始时：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

39、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，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=6

40、04m,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

41、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=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。（2）、设备选型、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

42、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。、钢丝绳安全系数校验按提升矸石ma=9.36.5满足要求、提升机选择最大静张力：Fjmax=ng（m1+m2）（sim+f1cos）+PkL（sim+f2cos）g=20584N滚筒直径：D60d=60×18=1080mm据此选择JTPB1.6×1.2-30型矿用防爆提升绞车，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

43、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=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-6 660V 55kW防爆电机。自动控制系统选用KJD22

44、/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=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。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

45、皮带下山原始数据采区最大出煤量：Q=650t/h；煤的松散密度：=0.8-1t/m3 ；运输长度：L=560m；平均倾角：=25°。2、选型计算：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458c输送机倾角系数，取0.8v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：B2max+200=2*300+200=800mm式中：max-货载最大块度的横向尺寸，取max=300mm 故胶带宽度满足要求。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/

46、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：重段运行阻力wzh=g*(q1+qd+qg)*L*w*cos+g*(q1+qd)*L*sin=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*wcos-qd*L*sin=10*(42+5)*560

47、*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+1.04wzh 按摩擦传动条件考虑摩擦力备用系数列方程： S6=S11+(eua-1)/m=S11+(e0.2*8.5-1)/1.15=4.66S1 式中：m摩擦力备用系数，取1.15； 胶带与滚筒之间的摩擦系数，取0.2； 方程和联立解得： S1=

48、56031N S2=-37498N S3=-38998N S4=251063N S6=S5=261106N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*cos =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=99498N S2=5969N S3=6208N S4=296269N S6=S5=308120N2） 胶带强度计算Sd =10*308120/1000 =30

49、81N/mm<3150 N/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。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/1000=1.15*224927*2.5/1000*0.85=760kw式中：-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。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

50、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：=30°车轮与轨道之间摩擦系数：1=0.015钢丝绳摩擦系数：2=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*19-21.5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*（sin+1cos）+PL（sin+2cos）=3000*(sin30

51、6;+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：当钢丝绳满足6.5倍安全系数时的拉力为：F=29220/6.5=4495kg<32000kg最大拉力的计算：Fmax=F-pL(sin+2cos)/(sin+0.015cos)=(4495-446)/(sin30°+0.015cos30°)=7893kg故SDJ-32T绞

52、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：=30°车轮与轨道之间摩擦系数：1=0.015钢丝绳摩擦系数：2=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*19-36.5的钢丝绳。钢丝绳自重：P=540kg/100m钢丝绳破断力：F破=93950kgF=M*（sin+1cos）+PL（sin+2cos）=18000*(sin30°+0.0

53、15*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：当钢丝绳满足6.5倍安全系数时的拉力为：F=93950/6.5=14454kg<16000kg最大拉力的计算：Fmax=F-pL(sin+2cos)/(sin+0.015cos)=(14454-1454)/(sin30°+0.015cos30°)=25340kg故JZ-16/10

54、00绞车运输综采支架时需更绞车满足要求。2、 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：=21°车轮与轨道之间摩擦系数：1=0.015钢丝绳摩擦系数：2=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*19-21.5的钢丝绳。钢丝绳自重：P=165.8kg/100m钢丝绳破断力：F破=29220kg2） 当拉一车工字钢时，初拉力验算：F=M*（sin+1cos）+PL（sin+2cos）=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：当钢丝绳满足6.5倍安全系数时的拉力为：F=29220/6.5=4495kg4300kg最大拉力的计算：Fmax=F-