1 礦山斜井串車提升運(yùn)輸設(shè)計(jì)計(jì)劃書 礦井原始資料： 1 年提升量： 0kt/a ，含矸率 20% 2 工作制度：礦井年工作日 330d，每天凈提升時(shí)間 16h 3 開拓方式：斜井開拓。 4 井筒特征：井口標(biāo)高 +537m，井底標(biāo)高 +440m，傾角為 22. ，斜長 L= 5 提升內(nèi)容：提煤，提矸，下放設(shè)備，材料等提升任務(wù)。 6 提升容器： 翻斗礦車，礦車容積 1.1 ，礦車自重 10車裝載煤重 000大裝載量 800 提升方式：斜井單勾串車混合 提升 8 一次下放車數(shù)：一次串煤車 3 輛或矸石車一輛 9 提升長度： p+L+2=15+0+5=中： 為井口至岔道中心長度； 岔道中心至鉤頭停車處斜長 10 鋼絲繩的懸垂長度： p+ L+20=15+0=中： 20 起坡點(diǎn)至天輪接觸點(diǎn)的鋼絲繩長度。 11 每班下放材料 4 次，每班下放雷管，炸藥 2 次，每班下放其它 3 次。 選型設(shè)計(jì)： 第一節(jié)：提升方式和車場型式的確定： 斜井提升在我國中、小型礦井中應(yīng)用及其廣泛。采用斜井開拓具有初期投 資少、建井快、出煤快、地面布置簡單等優(yōu)點(diǎn)。但一般斜井提升能力較小，鋼絲繩磨損較快，井筒維護(hù)費(fèi)用較高。斜井提升方式大致可分為以下三種：斜井串車提升、斜井箕斗提升、膠帶輸送機(jī)提升。以上三種斜井提升方式，以斜井串車提升應(yīng)用最多，特別是我國南方中、小型礦井應(yīng)用更為普遍。為此我們主要研究斜井串車提升。 斜井串車提升：可分為單鉤串車與雙鉤串車兩種，其中單鉤串車提升井筒斷面小，投資少，可用于多水平提升，單產(chǎn)量較小，電耗大而雙鉤串車提升則恰恰相反。故前者多用于年產(chǎn)量在 210下，傾角小于 25 的斜井中。后者多用于年產(chǎn)量在 300右，傾角不大于 25 的斜井中。 串車提升按車場型式不同又可分為平車場和甩車場兩種方式。甩車場提升方式的優(yōu)點(diǎn)是：地面車場及井口設(shè)備簡單，布置緊湊、井架低，摘掛鉤安全方便；缺點(diǎn)是提升循環(huán)時(shí)間長，提升能力小，每次提升電動機(jī)換向次數(shù)多，操縱復(fù)雜，這種甩車場的提升方式在我國東北地區(qū)采用較多。平車場沒有上述缺點(diǎn)，車場通過能力大，提升機(jī)操作簡單方便。但是，平車場需設(shè)置阻車器和推車器等輔助設(shè) 2 備。故一般情況下甩車場多用于單鉤提升，平 車場多用于雙鉤提升，我國華東、中南地區(qū)中、小型礦井采用斜井平車場雙鉤提升較多。圖 10斜井甩車場單鉤串車提升系統(tǒng)圖。 在串車提升中，為在車場內(nèi)調(diào)車和組車方便，應(yīng)注意一次升降的礦車數(shù)盡可能與電機(jī)車一次牽引的礦車數(shù)成倍數(shù)關(guān)系。 停 車點(diǎn) 3 圖 10井甩車場單鉤串車提升系統(tǒng) 停車點(diǎn) l 4 第二節(jié)：提升容器選擇 （ 2）一次提升礦車數(shù)的確定： 1：提升斜長 L=：確定速度圖各參數(shù) 1. 最大提升速度 煤礦安全規(guī)程規(guī)定：傾斜井巷內(nèi)升降人員或用礦車升降物 料時(shí)，提升容器的最大速度 5m/s。此礦井中 s，專用人車的運(yùn)行速度不得超過設(shè)計(jì)最大允許速度。 根據(jù)此項(xiàng)規(guī)定，結(jié)合設(shè)計(jì)條件，先選出提升機(jī)及提升電動機(jī)以確定 2. 其它參數(shù)確定 （ 1） 初始加速度 礦井中 .1 m/ 2） 車場內(nèi)速度 1.5 m/s。此礦井中 .5 m/s （ 3） 主加、減速度 升降人員時(shí)： 0.5 m/0.5 m/降物料時(shí)：煤礦安全規(guī)程對升降物料的主加速度 主減速度 有限制，一般可用 可稍大些 ，但要考慮自然加減速度問題。此礦井中 .6 m/ 4） 摘掛鉤時(shí)間 1=20s。 （ 5） 電動機(jī)換向時(shí)間 2=5s。 3：一次提升循環(huán)時(shí)間 T 1） 速度圖各段運(yùn)行時(shí)間與行程計(jì)算 重車在井底車場運(yùn)行階段 0001 =s ； 02001 2 =（ 2 = 00202 = 002000201 =中 井底車場長度，即從井底到井底尾車點(diǎn)的距離，根據(jù)一次所拉車數(shù)確定，一般 可取 5 35m。此礦井中 6m 串車提出車場后的加速階段 5 101 a m=（ ；101 2 m =速運(yùn)行階段 33 m = 323 2m =2*速運(yùn)行階段 -(3+6+( 1322 =中 L 提升斜長， L=T+ 井筒斜長， m。 井口甩車運(yùn)行階段： 0000020002 =57s 式中 井口車場長度，即自井口至尾車停車點(diǎn)的距離。一般可取 2535m。 通過以上計(jì)算 可做出速度圖，如圖 10示。 2）一次提升循環(huán)時(shí)間 T=2(tD+t1+ 2+ 1) =2*(+57+20)=930s （ 10 6 L 停 車 點(diǎn)L m / 3 0 . 5 0 . 5L 3L 2L 1L 30 . 5t 4t 3t 2t 1t 0 2t 0 1 t 5 t 6 1 = 2 0T 2重 車 在井 底 車場 運(yùn) 輸重 車 在 井 筒 中途 運(yùn) 行 直 到 全 車組 通 過 道 岔 下 放 到井 口 重 車 道摘掛鉤空 串 車 提 升過 道 岔 下 放圖 10斜井甩車場及其速度圖 7 4:一次提升量 6003600 =(0000*930)/(3600*330*11)=中 : c 提升不均勻系數(shù)，有井底煤倉時(shí)， c=井底 煤倉時(shí)， c=礦井有兩套提升設(shè)備時(shí)， c=有一套提升設(shè)備時(shí)， c= 年工作日； t 日提升小時(shí)數(shù)； 礦井年產(chǎn)量， t/年； 提升能力富裕系數(shù)，對于第一水平 T 一次提升循環(huán)時(shí)間 s。 5:一次提升礦車數(shù) 11 =整 得 4 1 = 式中 裝載系數(shù) 當(dāng)傾角為 20 以下時(shí)， =1，當(dāng)傾角為 21 25時(shí)， =傾角為 25 30時(shí)， =礦井中 = 煤的散集密度， 900 3 V 礦車的有效容積， m 。 算出年 1n 值為小數(shù)時(shí)，應(yīng)圓整為較大整數(shù)。 2）根據(jù)礦車連接器強(qiáng)度計(jì)算礦車數(shù) 礦車沿傾角為的 軌道上提時(shí)，受到斜面產(chǎn)生的阻力， n 輛礦車的總阻力由最前面的礦車連接器來承擔(dān)，為保證連接器強(qiáng)度，所拉礦車數(shù)受到限制。礦車連接其強(qiáng)度一般允許承受拉力 60有礦車連接器強(qiáng)度為 30）因此，礦車連接器強(qiáng)度允許的礦車數(shù)為 2n 8 )co s) ( s i n( 6 0 0 0 0 1112 z =60000/10*(1800+610)*(=中 1m 、 1 單個(gè)礦車的載貨量及其自身質(zhì)量， 1f 礦車運(yùn)行摩擦阻力系數(shù)，礦車為滾動軸承取 1f =動軸承取f = g 重力加速度， 10 2 若計(jì)算出 2n 為小時(shí)數(shù)， 應(yīng)圓整為較小的整數(shù)。 計(jì)算中，若 21 ，可以按 1n 確定礦車數(shù)為 1；若 21 ，即礦車連接器強(qiáng)度不滿足要求，此時(shí)，應(yīng)提高提升速度，以保證產(chǎn)量要求，如果提升速度無法提高，說明此方式無法滿足要求，應(yīng)考慮改變提升方 所以上式中 21 可按 定串車數(shù)為 4 第三節(jié) ： 鋼絲繩的選擇計(jì)算 斜井提升鋼絲繩的選擇計(jì)算與豎井 基本相同，不同之處只是由于斜井筒傾角小于 90，作用在鋼絲繩 A 點(diǎn)（如圖 10最大靜張力是由重車組、鋼絲繩的重力和摩擦阻力組成 。作用于 A 點(diǎn)上井筒方向的分力包括：重串車的重力分力 s 11 z ；重串車的摩擦阻力 111 z ；鋼絲繩的重力分力p ；鋼絲繩的摩擦阻力 p ；與豎井鋼絲繩計(jì)算一樣，按鋼絲繩承受的最大靜負(fù)荷并考慮一定的安全系數(shù)，可得出下m )co s( s i n)co s) ( s i n( 20111每米鋼絲繩質(zhì)量為 9 )c s i c ( s 0111 =)22c o s 39/2 0 0 0*11 )22c o 0 01 8 0 04 （）（= n ( m z 1 ) g c o s n ( ) m1+0斜井鋼絲繩計(jì)算圖 式中 0L 鋼絲繩由 A 點(diǎn)至串車尾車在井下停車點(diǎn)之間斜長， m； 2f 鋼絲繩沿托輥和底板移動阻力系數(shù)，鋼絲繩全部支承在托輥上時(shí)取2f =部支承在托輥上時(shí)取 2f = B 鋼絲繩公稱拉強(qiáng)度， 10 鋼絲繩安全系數(shù)，與 豎井要求相同。 根據(jù)上式計(jì)算得數(shù)值，查鋼絲繩規(guī)格表選擇標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩。斜井提升一般選 6股 7 絲標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩，因?yàn)檫@種鋼絲繩的鋼絲較粗、耐磨。若有面接觸鋼絲繩供應(yīng)時(shí)，也應(yīng)盡先選用。查礦山運(yùn)輸與提升表 2取 6 19 股（ 1+6）繩纖維芯繩 d=2002000N 選擇后，按下式驗(yàn)算鋼絲繩安全系數(shù) 7. 5400 02. 696302000)c s i n)c ( s i n(20111 安全規(guī)程規(guī)定值 式中 所選標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和， N。 所以 6 19 股（ 1+6）繩纖維芯繩適 合 第四節(jié)：提升機(jī)選擇計(jì)算 提升機(jī)選擇計(jì)算方法同豎井。滾筒直徑與滾筒寬度的計(jì)算公式同豎井完全相同，只是將豎井的提升高度 H 變成了斜井的提升斜長 L，故此不贅述，在此僅給出最大靜張力及最大靜張力差的計(jì)算公式。 最大靜張力為 )c o s( s i n)c o s) ( s i n(2111m a x =4 10 (1800+610)（ +10（ =大靜拉力 差：對于單鉤提升，其值等于最大靜拉力，即 F g =610（ = 式中 L 提升斜長， m； 井筒傾角，若與甩車道傾角相差較大時(shí)，應(yīng)按甩車道傾角計(jì)算。 11 根據(jù)計(jì)算的滾筒直徑、寬度及計(jì)算出的最大靜張力，最大靜張力差均應(yīng)不大于提升機(jī)允許的最大靜張力、最大靜張力差，同時(shí)對井筒的寬度還應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，其驗(yàn)算方法同 查礦山運(yùn)輸提升表 3提升機(jī) 卷筒：鋼絲繩最大： 1600 寬度： 1200絲繩最大靜張拉力 鋼絲繩最大直徑 斷力總和 減速比 20 驗(yàn)算卷筒寬度： 7 0 2 . 2 81 6 1 6 . 721600730288900)()34(30L + 22 220= 22 2200 =保提升機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)度 =s 轉(zhuǎn)速比 20 第五節(jié)：天輪選擇 游天輪 40d=800取 徑 1200 變位質(zhì)量 202絲繩直徑 20 最大流動距離 600六節(jié)： 提升機(jī)與井口相對位置的計(jì)算 一、井架高度 井甩車場 12 式中 L 井口至鋼絲繩與天輪接觸點(diǎn)間的斜長，=10+5+12+ 其 水 平 投 影 符 號 上 有 “ ” 如 圖 10示。 R t 13 圖 10斜井單鉤甩車場井口相對位置圖 井口至道岔 A 的距離，一般為 1015m； 過卷距離，在傾斜井巷的上端，必須留有足夠的過卷距離（以上部過卷開關(guān)算起），過卷距離應(yīng)根據(jù)巷道的傾角、設(shè)計(jì)載荷、最大提升速度和實(shí)際制動力等參數(shù)計(jì)算確定，并應(yīng)留有 的備用系數(shù)； 道岔 A 到串車停止時(shí)鉤頭位置的距離，gt 42=12m，m； 天輪半徑， m； 根據(jù)井口車場設(shè)計(jì)的棧橋傾角，一般為 8 12取 10。 二、 鋼絲繩弦長礦安全規(guī)程規(guī)定“天輪到滾筒上的鋼絲繩，最大內(nèi)外偏角不得超過 031 。”由于偏角的限制，可計(jì)算出最小弦長 1 游動天輪 單鉤提升時(shí)（如圖 10 )(m i n x = 1200=中 B 滾筒寬度， m； Y 游動天輪的游動距離。 14 0斜井游動天輪位置 三、提升機(jī)滾筒中心至天輪中心水平距離m i n )( =10 式中 0C=2 提升機(jī)滾筒中心至井口水平高 度。取 2m 將2m 然后再求實(shí)際弦長 202 )( = 15 四、計(jì)算鋼絲繩實(shí)際的外偏角 1 、內(nèi)偏角 2 1 游動天輪 單鉤提升 = =1。 15 為使提升機(jī)主軸的受力狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求和防止鋼絲繩與提升機(jī)基礎(chǔ)相碰，要求鋼絲繩的下出繩角 15x。 最后根據(jù)上述計(jì)算，畫出提升機(jī)與井口相對位置圖，如圖 10 第七節(jié)：預(yù)選提升機(jī)電動 機(jī) （ 1）估算電動機(jī)功率： 單鉤提升 = 1 . 20 . 9 21000 2 . 4 53 9 9 6 6 . 中 根據(jù)選擇的提升機(jī)，由提升機(jī)規(guī)格表查得的標(biāo)準(zhǔn)提升速度， j 減速器傳動效率，單級傳動時(shí)j=級傳動時(shí)j= 電動機(jī)容量備用系數(shù)， = （ 2）估算電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)： 16 7 8 1 r a d / m i 23 . 1 4 202 . 4 56 0 D i 減速器的傳動比。在選擇提升機(jī)時(shí)，根據(jù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)提升速度，由提升機(jī) 規(guī)格表中可查得相應(yīng)的傳動比。 （ 3） 根據(jù) N， n 及礦井電壓等級查電動機(jī)規(guī)格表預(yù)選出合適的電動機(jī)。 （ 4） 確定提升機(jī)的實(shí)際最大提升速度 3 . 1 42060 10001 . 23 . 1 460 m/s （ 10中 預(yù)選出的電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速， 確定出的提升機(jī)的 最大提升速度 斜井串車升降人員或升降物料時(shí) ，專用人車的運(yùn)行速度不得超過人車設(shè)計(jì)的最大允許速度。斜井箕斗升降物料時(shí)，一般 ，當(dāng)采用重型鋼軌、鋪設(shè)固定道床時(shí)， 。 第八節(jié)：提升系統(tǒng)的總變位質(zhì)量： 2=490 202/礦山運(yùn)輸提升續(xù)表 58002 重車組上提、空車組下放時(shí)系統(tǒng)的總變位質(zhì)量， ( 11 =4（ 1800+6100） +02+4580+0334 =4 6100+02+4580+5934kg pL，天輪變位質(zhì)量、筒變位質(zhì)量、動機(jī)變位質(zhì)量 17 第九節(jié)：提升動力學(xué)計(jì)算： 已知：上下車場內(nèi)傾角 0=3 井筒傾角 =22 礦井阻力系數(shù) k=本動力方程 )c s i n)c s i n)c ( s i n()c ( s i n(2112111 1）重車組在井底車場空車組在井口車場運(yùn)行階段 0010120101101)c s i n)c s i n)c ( s i n( =4 10（ 11 1800+61）（ +0(4 61（ +50334 加速終了 00200101012010101101)c o s( s i n)c o s( s i n)c o s) ( s i n)c o s) ( s i n( （ =4 10（ 1800+610）（ +10（ （ 4 61 10（ 10 +50334 速開使 01 0 等速終了： c o s( s i n)c o s( s i n)c o s) ( s i n)c o s) ( s i n( （ =4 10（ 1800+610）（ +10（ 4 610 10（ 26 10（ =） 空重礦車組均在井筒中運(yùn)行階段 主加速開始 m a 1)c o s( s i n)c o s( s i n)c o s) ( s i n)c o s) ( s i n( （ =4 10（ 1800+610）（ +10（ 10 10（ 10 26（ 0334 加速終了 18 12ma)c o s( s i n)c o s( s i n)c o s) ( s i nL)c o s) ( s i n( （ =速開始： 112 速終了 c o s( s i n()c o s( s i n)c o s) ( s i c o s) ( s i n( （ =4 10 （ 1800+610 ）（ + 10 （ （ 610 10(10（ 26+62）（ =減速開始 =減速終了 32321a)c o s( s i n)c o s( s i n)c o s) ( s i c o s) ( s i n(F（=4 10（ 1800+610）（ +10（ 610 10（ 10（ 26+62+ ) 重車組在井 12 車場，空車組在井底車場運(yùn)行階段 等速開始； c s i n)c s i n)c s i n)c ( s i n( =4 10（ 1600=610）（ +10 26（ 10 10（ 10（ 26+2+262）（ =速終了 c o s( s i n)L()c o s( s i n)c o s( s i nL)c o s) ( s i n(）（ =4 10（ 1800+610）（ +10（ 10 10（ 10（ （ =19 減速開始 45 升終了 020101010115 ma)c o s( s i n)c o s( s i n)c o s) ( s i n(F =4 10（ 1800+610）（ 610 10（ 10 十節(jié)：年提升能力計(jì)算 年提升能力 cT 3600= 8 0 . 9 4 k t / 2 9 1 . 84113303600 提升能力富裕系數(shù) =0= 第十一節(jié)：電動機(jī)容量驗(yàn)算 1） 求 2（ ） +(02)+ （ 12 ）+(2)+(32)+(04) =08+08+08+3500*108+08+08 =108 2)等效時(shí)間 （ *2+（ 5+*2+5/3=)求等效力 （ =30243N 求等效功率 20 Nd= 1000