矿井主井提升系统毕业论文.doc

1、 1 目 录 第 1 章 概 述 . 2 第 2 章 主井提升设备选型与设计 . 3 2.1 设计依据 . 3 2.2 提升容器选择 . 3 2.3 提升钢丝绳选择 . 5 2.4 提升机选 择计算 . 9 2.5 提升机与井筒相对位置计算 . 9 2.6 按防滑条件确定加配重 zpm . 10 2.7 校验钢丝绳强度 . 11 2.8 校验提升机强度 . 12 2.9 衬垫比压验算 . 13 2.10 提升系统变位质量 mS . 13 2.11 运动学计算 . 14 2.12 防滑验算 . 20 2.13 动力学计算 . 23 2.14 验算电动机容量 . 24 2.15 提升设备吨煤电耗及

2、效率 . 25 2.16 校验提升能力 nA . 26 小 结 . 29 参 考 文 献 . 30 2 第 1 章 概 述 该 矿是一座年产原煤 320 万吨的大型现代化矿井 ，新井采用主、副井混合多绳摩擦轮提升。 矿山南有京唐港，西有塘沽港，公路、铁路、海运极为便利。矿业分公司煤种以肥煤为主，并有少量气肥煤和焦肥煤，拥有国内较为先进的大型综采设备，采煤机械化程度为 100%；建有一座原西德引进设备、年入洗能力达 400 万吨的大型现代化洗煤厂。洗煤采用分计入洗、块煤重介、末煤跳汰、煤泥浮选的联合工艺流程，主要产品有精煤、洗混块、洗末、煤泥等。现年产 9级和 10 级精煤 90 万吨，广泛应用

3、于冶金、铸造、化工等行业。 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。 随着矿井开发深度的增加和一次提升量的增大，多绳摩擦式提升机在矿井生产中应用逐渐增加。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。多绳摩擦式提升机是今后提升设备发展的方向之一。 本设计依据某矿新井现场条件，设计年产量为 219 万 吨，做主井井塔式 多 绳摩擦提升设备选型，设计内容主要包括：矿井

4、概况；提升容器、提升钢丝绳、提升机等提升设备选择；提升设备运动学与动力学计算；防滑计算与校验；绘制提升机房大厅设备布置图一张，绘制新井井筒设备平面图一张。 3 第 2 章 主井提升设备选型与设计 2.1 设计依据 1、 井筒直径： 7.8m； 2、 设计年产量 ： 219 410 t/a； 3、 年工作日 ： 300d； 4、 日工作小时 ： 14h； 5、 井口标高： 30.5m； 6、 二水平标高 ： 490m； 7、 装载高度： 44.73m； 8、 卸载高度 ： 14.049m； 9、 散煤密度： 1.05 3/tm； 10、 电压等级： 6000V. 根据以上资料，现设计如下： 2.

5、2 提升容器选择 一 、 提升高度 H 计算 S x z= + +H H H H (m) 520.5+14.049+44.73 579.279(m) 式中 SH 井筒深度 520.5m； xH 卸载高度 14.049m； 4 ZH 装载高度 44.73m. 二、 合理的经济速度 jV j 0.4VH= (m/s) = 0.4 579.279 = 9.63 （ m/s） 式中 H 提升高度 579.279 m. 三、 估算一次提升循环时间 jT jjjV HT aV= + + +mq1 (s) =9 .6 3 5 7 9 .2 7 9 1 0 1 60 .7 5 9 .6 3+ + + 98.9

6、9 （ s） 式中 1a 初定主加速度值，箕斗可取 21 0.75 /a ms ； 箕斗在卸载曲轨内减速或爬行所需附加时间，箕斗提升取 10s； 装卸载休止时间 取 16s； 四、 估算一次合理的经济提升量 m n f jr3600A a C Tm bt创 ?= 42 1 9 1 0 1 1 . 1 5 9 8 . 9 9= 1 6 . 4 93 6 0 0 3 0 0 1 4创创 =创（ t/次） 式中 nA 矿井设计年产量 219 410 t/a； fa 提升能力富裕系数；仅考虑：水平提升 取 f 1a= ； C 不均匀系数；考虑井底设置煤仓 取 C =1.15； rb 年工作日 300d

7、； t 日工作小时数 14h 。 根据一次合理的经济提升量 m ，查表 【 8】 选箕斗选择 JDG 16/1506 型多绳箕斗（注意：箕斗钢丝绳根数应与主提升钢丝绳根数一致），箕斗主要技术参数： 箕斗名义载荷 16t； 箕斗有效容积 17.6 3m ； 箕斗最大终端载荷 60t； 提升主绳根数 6根； 箕斗自身质量 15t； 5 箕斗全高 15.6m. 五、 计算实际一次提升量 （一） 、 定量装载实际一次提升量 mm实 （二） 、 实际装载 m实 1 . 0 5 1 . 7 6 1 8 . 4 8 ( t /rV= ? ? 次 ） 式中： m实 标准箕斗有效容积， t； r 煤的松散密度，

8、 3/tm， 1.05r= ， 考虑到 16t /m 次 ， 已能满足生产要求，故后面计算中取 1600kg /m 次 采用定量装载。 （三）、 计算一次提升循环时间 rx nf3600 b t mC A a鬃= 鬃T 43 6 0 0 3 0 0 1 4 1 61 .1 5 2 1 9 1 0 1创 ?= 创 ?96.05 （ s）= （四）、 计算提升机所需的提升速度 2xxm( ) ( ) 42a T a T a HV 轾 - + - - + -臌 = m q m q2( ) ( ) 220 .7 5 9 6 .0 5 1 0 1 6 0 .7 5 9 6 .0 5 1 0 1 6 4

9、0 .7 5 5 7 9 .2 7 92轾轾- + - - + - 创臌臌= 10.31（ m/s） 提升机的最大提升速度应符合煤矿安全规程的规定： 对立井箕斗 0.6 HVm 0.6 579.279 14.44(m/s) mV m1 0 .3 1 1 4 .4 4 mss=轾+ 创犏犏臌1式中： pQ 钢丝绳破断拉力总和 N， p 816500NQ = am 钢丝绳安 全系数（查 2010 版煤矿安全 规程 P215 页 ） a 6.88m . 二、 平衡尾绳选择 平衡尾绳品种选择：采用重尾绳时提升有利。考虑 到 圆股绳 637 平重柔性较好，货源易解决，故采用 637 点接触钢丝绳。 计算

10、平衡尾绳每米长度质量 qm ： qp 6= 4 .7 5 6 9 .5 1 2 ( k g / m )3mm ?12nn 尾绳只承受本身质量，抗拉强度可选用 b =1400MPa,根据计算抗拉强度 b ， qm 查钢丝绳技术规格表选尾绳。 主要技术参数： 选两根： 钢丝绳抗拉强度 b 1400 MPa 钢丝绳每米长度质量 qm = 11.074 kg/m 钢丝绳直径 56mmd 再选一根： 1400MPa= b q 6.553kg / m m= ， 43mmd= 尾 绳与 主绳每米长度质量差 ： 9 q q p pq q q p p()( 2 1 1 .0 7 4 6 .5 5 3 ) 6 4

11、 .7 5 60 .1 6 5 ( k g /m )n m - n mn m + m - n m= ?= ? - ?=D2.4 提升机选择计算 一、 提升机 摩 擦轮直径的计算 煤矿安全 规程规定： 落地式及 有导向轮 的 塔式摩擦轮提升机 ， 提升机摩擦轮 直径 D需按下列条件确定，井上 用 ： 90Dd ， 1200D 绳中最粗钢丝直径 2.5mm 。 9 0 3 5 3 1 5 0 ( m m )D ， mmD 1 2 0 0 2 .5 = 3 0 0 0 ， 取 3500mm。 二 、 提升机选型 根据计算出的 D 值取大值，查表选择提升机： JKM 3.5/6（ ） 型多绳摩擦式提升

12、机，主要技术参数： 主导轮直径 3.5mD= ； 导向轮直径 d 3mD= ； 最大静张力 j 800kNF = ； 最大静张力差 cmax 230kNF = ； 提升机变位质量 j 11400kg=M ； 导向轮质量 x 2520kgm 。 2.5 提升机与井筒相对位置计算 一、 井塔高度 jH H t x r g x m d= + + + 0 . 7 5 +H H H R H 井塔高度 j 50.95H m 前 面 已 计 算 ， 如图 1所示，结合现场实际， 井塔 各部分尺寸如下： tH 井塔高度 50.95m； xH 卸载高度 14.049m； 10 Hr 容器（箕斗）全高 15.6m

13、，箕斗箱高度 11.3m； gH 过卷高度查 规程 ， 取 10m； 1H 箕斗箱顶部至防撞梁底之间的距离 11.651 m， 结合现场实际确定； 2H 防撞梁的底部到导向轮的中心线的距离 6.65m； dR 导向轮半径 1.5m； mdH 摩 擦轮与导向轮之间的 垂直 高差 7.3m。 二、 确定主导轮与导向轮之间的水平距离 0L 0 d m+ - = 2 . 2 + 1 . 5 - 1 . 7 5 = 1 . 9 5 mL S R R= 式中 S 两容器中心距离 2.2m； dR 导向轮半径 1.5m； mR 主导轮 （摩擦轮） 半径 1.75m。 三、 确定围包角 主导轮与导向轮中心距离

14、 b 2 2 2md ( m ) 1 . 9 5 7 . 3b 0 =7.56(m)= = +L + H o o o o o- 1 - 1 om d 0md1 8 0 1 8 0 1 0 . 5 1 9 0 . 5 1 9 51 . 7 5 1 . 5 1 . 9 5 1 0 . 57 . 5 6 7 . 3RRa r c s i n a r c t gbH满 足 要 求a = + = + = + += - = - =qq L s in tg式中 mdH 主导轮与导向轮之间的高差 7.3m， 对有导向轮时，钢丝绳在主导向轮上的围包角 限制在 o195 之内 ， 即 o195 。 2.6 按防滑条件确定加配重 zpm 一 、 按 静 防滑条件求容器质量 zjm ( )( )( )( )z j p p C12 e11 2 0. 07 5 1. 750. 07 5 16 00 0 6 4. 75 6 63 3. 60. 94 4417 21 5 kgm m n m H轾 +w犏= + - 鬃犏 -犏臌轾 + 创犏= + ? 创犏臌=mawj式中： w 矿井阻力系数，对箕斗 w=0.075 ，罐笼 =0.1w ；