1、本科毕业论文（20 届）大饭铺矿副井提升设备选型及布置设计THE SELECTION AND LAYOUT DESIGN OF LIFTING EQUIPMENT OF THE DAFANPU MINE SHAFT所在学院 专业班级 矿山机电 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 毕业设计（论文）共 60 页（其中：外文文献及译文 15 页） 图纸共 3 张辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）学生诚信承诺保证书本人郑重承诺：大饭铺矿副井提升设备选型及布置设计毕业设计（论文）的内容真实、可靠，系本人在 指导教师的指导下，独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担全部责任。学生签
2、名：年 月 日辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）指导教师诚信承诺保证书本人郑重承诺：我已按学校相关规定对 同学的毕业（论文）的选题与内容进行了指导和审核，确认由该生独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担指导教师相关责任。指导教师签名：年 月 日I摘 要随着矿山生产的进一步现代化，提升设备将成为机械化与电气化相结合的先进技术设备。本次毕业设计主要研究煤矿副井提升的关键设备选型与布置，以大饭铺煤矿为例进行设备选择计算。众所周知，煤矿的提升系统是整个煤矿的“咽喉”，是联系井下与地面的唯一通道，所以工作的可靠性尤为重要。更因为如此，提升设备选型的合理与否，直接关系到矿井的安全和经济。因此，
3、确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件选择合适设备。下面是我针对大饭铺矿井的地质、煤层等情况，本着经济、安全原则对大饭铺煤矿副井提升设备进行选型计算，并根据煤矿安全规程验算其合理性。验算结果合理后，根据各设备外形尺寸及安装要求，并考虑运行条件，最终确定提升机房布置图和井上相对位置图。关键词：选型设计；提升系统；安全性；经济性IIAbstractWith the further modernization of the mine production, lifting equipment will become the mechanization and elec
4、trification of the combination of advanced technplogy and equipment.This graduation design mainly rifica for example to make the equipment selection. As we all know,the coal mine hoisting system is the key of the whole coal mine,and is the only access link between the underground and the ground. So
5、the reliability of the work is particularly important. Because of this,the design and selection of hoisting system is the basis for the stability of the system.Therefore determined when reasonable lift systerm, must undergo various technical economy comparison, the union mine pit concrete term choic
6、e appropriate equipment.Below is I in view of Dafanpus situations mine pit peology,coal bed. Firstly,this design makes the hoisting equipment selection of the coal mine auxiliary shaft of Dafanpu coal mine,and checks the rationality according to Coal Mine Safety Regulation. After checking the result
7、s reasonably,according to the equipment appearance and size,as well as the installation requirements,taking into account the operating conditions,he engine room layout and Inoue relative position chart are determined eventually.Keywords:Shaping design;Lift system;Security;Economy目录前言 .11 大饭铺矿井田概况 .2
8、1.1 地形地貌 .21.2 井田生产能力 .21.2.1 矿井工作制度 .21.2.2 矿井设计生产能力 .21.3 井田开拓方式 .31.3.1 井田开拓方式分析 .31.3.2 井筒用途、布置及装备 .41.3.3 井底车场 .42 大饭铺煤矿副井提升设备选型 .62.1 提升方式确定 .62.1.1 斜井副井提升方式类型 .62.1.2 斜井副井提升方式选择 .62.2 提升容器的选择 .62.3 设计原始资料 .72.4 副井提升设备选型计算 .72.5 钢丝绳的选择计算 .122.5.1 钢丝绳选择原则 .122.5.2 提升钢丝绳的选择 .122.5.3 提升钢丝绳的使用和维护
9、.163 矿井提升机和天轮的选型 .183.1 提升机的选择 .183.1.1 提升机的种类 .183.1.2 提升机选型计算 .183.1.3 验算滚筒宽度 .193.1.4 矿井提升机的制动系统 .203.2 天轮的选择 .213.2.1 天轮的用途及种类 .213.2.2 天轮绳槽与钢丝绳直径的规定 .213.2.3 天轮的选择 .214 井架 .234.1 井架的用途及分类 .234.1.1 确定井架高度 .234.1.2 钢丝绳弦长与滚筒中心到天轮中心水平距离 .254.2 电动机的选择 .274.2.1 方案比较 .274.2.2 电动机计算 .275 大饭铺煤矿的运动学和动力学图
10、像 .295.1 大饭铺煤矿运动学计算 .295.1.1 提矸石运动学计算 .3095.1.2 提人员运动学计算 .325.1.3 提炸药运动学计算 .335.1.4 总循环时间计算 .345.2 大饭铺煤矿动力学计算 .345.2.1 计算变为质量 .355.2.2 提升矸石力学计算 .365.2.3 提升人员力学计算 .385.3 提升系统速度图与力图 .385.3.1 矸石提升系统图 .395.3.2 人员提升系统图 .396 结论 .42致谢 .43参考文献 .44附录 A.45附录 B.51辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1前言矿产资源在国民经济和社会发展中占据极其关键的地位，是人类
11、赖以生存与发展的根蒂。煤矿提升设备是煤矿重要系统，是联系井下与地面的首要通道，它的运转情况是否良好，对煤矿的安全生产起着重要作用。煤矿的提升系可以划分为：主井提升系统、副井提升系统。主井提升设备主要用于运输有利矿产品，如运输煤炭或各类矿物；副井提升系统为辅助运输系统的核心组成部分，担负着提升岩石、下放物料、提升人员和设备的主要任务。同时提升设备较为复杂一旦产生机械故障，就会造成意想不到结果。矿井连续不断的生产，在很大程度上决定于提升设备是否正常运转，因此提升设备必须运转准确、部件稳定、安全可靠。提升设备的特色：在较短间隔内，以很大的运转速度来回。在此种条件下，为了确保提升容器的安全和可靠，提升
12、设备必须具有很好的保护措置和控制设备。因此，提升设备的选用、设计、运转和维持都必须严格遵守煤矿安全规程的规章。并且它的投资大，动力消耗大，它运转的经济技术合理性在降低成本、节约电能方面具有重要意义。因此，必须正确选择提升设备！可靠性的基本理论和准则是副井提升系统的依据之一，系统本身又有许多独特的特征。同时，影响副井提升系统可靠性的要素许多，壁喻矿井所处的天气条件、地貌地质、人为因素与管理等等。矿井生产的周期很长，“机器”、“环境”状况波动大，两个广进之间的差异性很大，可靠性数据相干联系少，很难被直接彼此引用，这些都表明提升系统设计存在着一定的难度，更具有一定的研究价值。此次，毕业设计的选题十分
13、具有现实意义，以大饭铺煤矿为实例进行副井提升设备的选型与布置设计。将理论与实践相结合，我希望能通过本次设计对煤矿的提升体系有进一步的掌握，日后能够独立的进行煤矿提升方面的设计。辽宁工程技术大学毕业设计（论文）21 大饭铺矿井田概况1.1 地形地貌井田坐落于鄂尔多斯高原的东部，整体体地势为北高南低，最低点处于南部的黑岱沟中（周家圪塄南东侧），海拔标高为+1115.7m；最高点处在北部界限附近（肖家圪坦北侧），海拔标高为+1286.8m，其最大高差为 171.1m。正常海拔标高为+1150.0+1250.0m，相对高差大概 100m。井田内第四系风黄土广布，地形切割猛烈，具有典型的高原侵蚀性丘陵地
14、貌特点。1.2 井田生产能力1.2.1 矿井工作制度矿井设计 330d 为年工作日，每天净提升时间为 16h。1.2.2 矿井设计生产能力大饭铺井田具有丰富储量，煤层赋存稳定，且平缓的倾角，布局简单，考虑市场供需等各类因素，设计它的生产能力为 1.8Mt/a、2.4Mt/a、3.0Mt/a 三个方案。经多次分析论证，矿井设计生产能力为 3.0Mt/a 时，但是矿井服务年限尚不足 50a，所以，它的设计不能满足规范要求，不予推荐此设计。而将设计生产的能力确定为 1.8Mt/a 和 2.4Mt/a 时，相对应的服务工作年限为 68a 和 51a，二者都是可行的，其主要理由有：（1）井田内部每层的储
15、量丰厚，所含资源量极为丰富。主要开采的 6 号煤层自然厚度 10.51m35.10m，平均 27.13m，为稳定可采的特厚煤层；初期开采的 5 号煤层自然厚度平均 2.35m，为较稳定的可采煤层。故井田有建设 1.8Mt/a 和 2.4Mt/a 矿井的资源条件。（2）井田具有简单地质构造；它的水文地质条件也不复杂；井田内有两条坐落于井田东部边界的断层，20m 的落差，走向短，对开采不会有太大的影响；煤层倾角一般 5左右；矿井属低瓦斯矿井。综合机械化开采对于上述条件是有利于的，故井田具备建设1.8、2.4Mt/a 的矿井。（3）具有良好的铁路外运条件。矿井工业场地临近矿区专用铁路，是建设车站的不
16、二之选，交通方便，铁路运输足够。（4）产品市场需求前景看好。本矿井所采煤层为中高热值、低硫、高灰熔点长焰煤，是优质发电配煤，是市场畅销产品，拥有十分广阔销售前景。辽宁工程技术大学毕业设计（论文）3（5）目前我国广泛使用走向长壁或倾斜长壁采煤法，58.1%的煤矿产量，也是国际上高效高产综采工作面的布置形式，工作面长度大约 300m 左右，走向推进长度可达至3000m 以上，牵引速度被电牵引采煤机进一步提高，进一步提高了采煤机性能。根据井田煤层特点，主要可采煤层均采用综采和综掘；胶带运输机连续运输井下煤炭，辅助运输采用顺槽连续牵引车运输及大巷蓄电池机车；对设备配套能力及可靠性、管理水平以及矿井自身
17、条件进行综合分析，采高 2.03.0m 的煤层，其单产能力可达到2.03.0Mt/a。（6）较合理的服务年限和较好的投资效益是另一个特点。设计对 1.8Mt/a、2.4Mt/a两种井型进行了井巷工程量盘、回采工作面个数、单位成本、建井工期、区数目、矿井服务年限、吨煤投资等方面进行比较。2.4Mt/a 与 1.8Mt/a 相比，井巷工程量与建井工期基本相同，移交生产时均需要一个回采工作面，但万吨掘进率、单位生产成本和吨煤投资显然前者较高，投资回收期长，所以设计能力在 2.4Mt/a 时，它的投资效益最好。因此分析，本矿井丰富的煤炭资源、优良的煤质；赋存稳定的煤层，构造简单的地质；优越的交通条件；
18、相同的条件下，邻近矿井的生产实践证明其综采设备是可靠的。矿井生产能力可定为 2.4Mt/a。1.3 井田开拓方式1.3.1 井田开拓方式分析井田开拓应符合统简单、尺寸适中、系技术可靠、流程顺畅、布局合理、接替有序、能力适当、集中有度、效益优先的原则。井下开拓布局必须根剧矿井通风设备能力、涌水情况及装备能力、运输方式、以及巷道维护等确定，倾向西北的单斜构造，大巷无论沿南北还是东西向布置，一组大巷均能穿过井田的中部服务于整个井田。基于井田地形与交通运输条件，计提出斜井开拓、斜立混合开拓与立井开拓三个方案。三个方案技术比较如下：方案一主要优点：煤炭采用胶带提升，系统简单、运输连续、成本低、便于管理；副斜井应用于提升设备和材料，结构简单，大件运输是有利的，且成本低；一旦井下出现事故时利于人员及时撤出地面，有利于安全。主要缺点：主斜井长 1070m，施工时间较长；井筒压煤量较大。方案二主要优点：采用胶带提升运输煤炭，具有运输连续、系统简单、便于管理、成本低；副立井提升材料和设备，提升速度快，提升量大。主要缺点：井巷工程量大，
