前言隨著國內(nèi)經(jīng)濟不斷改革開放，煤炭工業(yè)必將高速持續(xù)地向前發(fā)展，礦井提高是煤炭生產(chǎn)過程中必不可少重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。礦山提高工作任務是將采場采下礦石，經(jīng)井下港道運到井底車場，然后沿井筒提高到地面，再從地面運往選礦廠，或直接運往向外部運送裝車站；將掘進出來廢石運提到地面，再從地面運往廢石場；此外，還肩負著運送材料器械設備到使用地點和運送人員上、下班任務。在礦山公司中，運送提高作業(yè)勞動量很大，運送提高費用在礦石生產(chǎn)成本中也占很大比重，礦井提高設備耗電量普通占礦井總耗電量30%～40%。因而，對的選取礦山運送提高設備，合理地布置和科學地組織運送提高工作，對提高礦井產(chǎn)量、減少礦石生產(chǎn)成本和提高勞動生產(chǎn)率，將會有很大作用。斜井提高在國內(nèi)中、小型礦井中應用極其廣泛。采用斜井開拓具備初期投資少、建井快、地面布置簡樸等長處。但普通斜井提高能力小，鋼絲繩磨損較快，井筒維護費用高。它涉及斜井串車、斜井箕斗及斜井帶式輸送機三種提高方式。斜井串車提高：可分為單鉤與雙鉤串車兩種，其中，單鉤串車提高井筒斷面小，投資小，生產(chǎn)能力小，耗電量大，但可以用于多水平提高。雙鉤串車提高能力較大，但只能用于單水平提高。普通年產(chǎn)量在210Kt一下小型礦井多采用單鉤，年產(chǎn)量在300Kt左右礦井采用雙鉤，兩者皆合用與傾角在如下狀況本文綜合運用學過關于專業(yè)知識。本設計涉及單鉤甩車場和雙鉤平車場兩某些。通過已知提高條件，分析各某些經(jīng)濟性、安全性、節(jié)能性、技術可行性等諸方面，來做出最佳提高方案。核心詞鋼絲繩；提高機；電動機；效率目錄TOC\o"1-3"\h\u28314前言 I3913第一章主斜井串車提高單鉤甩車場 166131一次提高量和車組中礦車數(shù)擬定 121671.1依照礦井年產(chǎn)量規(guī)定計算礦車數(shù) 1173901.2依照礦車連接器強度計算礦車數(shù) 294462斜井提高鋼絲繩選取計算 329662.1提高鋼絲繩端經(jīng)荷重 3122052.2鋼絲繩單位長度重量計算 372043提高機選取計算 4268733.1提高機直徑選取 4139473.2滾筒寬度 4127734提高系統(tǒng)擬定 5215054.1固定天輪選取 6123064.2井架高度擬定 657304.3滾筒軸中心至天輪中心擬定 6283784.4鋼絲繩內(nèi)外偏角 647094.5鋼絲繩出繩角 6295344.6提高電動機預選 7139105提高系統(tǒng)變位質(zhì)量 786355.1各變位質(zhì)量 7206905.2提高系統(tǒng)變位質(zhì)量 813206提高系統(tǒng)運動學 889626.1重車在井底車場運營 8229936.2重車在井筒中運營 93826.3重礦車在進入棧橋后運營階段 9283206.4一次提高循環(huán)時間 10249407提高系統(tǒng)動力學 10262097.2礦車在井筒中運營段 10234627.3重車在棧橋上運營段 11232597.4等效力計算 11158407.5等效功率 11148048實際提高能力驗算及自然加、減速度 12169328.1每年實際提高能力 12130848.2富裕系數(shù) 1218338.3自然加減速度 1220699耗電量及其效率計算 13307889.1提高耗電量 13205629.2提高設備效率 142568第二章主斜井串車提高雙鉤平車場 1592751一次提高量和車組中礦車數(shù)擬定 1563561.1計算提高斜長 15260811.2依照礦車連接器強度計算礦車數(shù) 16247982斜井提高鋼絲繩選取計算 17249362.1提高鋼絲繩端經(jīng)荷重 178902.2鋼絲繩單位長度重量計算 1724693提高機選取計算 18275643.1滾筒直徑擬定 18314723.2滾筒寬度 18133874提高系統(tǒng)擬定 19320524.1固定天輪選取 2010854.2井架高度擬定 20183664.3滾筒軸中心至天輪中心水平距離擬定 20147444.4鋼絲繩內(nèi)外偏角 2172684.5鋼絲繩仰角 21170584.6提高電動機預選 21156045提高系統(tǒng)變位質(zhì)量 22153715.1各變位質(zhì)量 2253905.2提高系統(tǒng)變位質(zhì)量 23260796提高系統(tǒng)運動學 239786.1重車在井底車場運營 23196996.2重車在井筒中運營 23194736.3重礦車在進入棧橋后運營階段 24135406.4一次提高循環(huán)時間 2499457提高系統(tǒng)動力學 24283817.1重礦車在井底車場階段 2450177.2礦車在井筒中運營段 25275837.3重車在棧橋上運營段 2567047.4等效力計算 2531727.5等效功率 2657938實際提高能力驗算及自然加、減速度 2623198.1每年實際提高能力 2690308.2富裕系數(shù) 26208108.3自然加減速度 2776069耗電量及其效率計算 2840289.1提高耗電量 28255299.2提高設備效率 296599設計選型 304350附錄 314325道謝 322935參照資料 33第一章主斜井串車提高單鉤甩車場原始數(shù)據(jù)礦井年產(chǎn)量：井筒斜長：井筒斜角：工作制度：年工作日天，日工作實數(shù)小時煤松散容重：礦井服務年限：采量MG1.1-6，一噸固定式車廂式礦車提高不均衡系數(shù)：井底車場甩車增長運營距離：串車在井口棧橋上運營距離：1、一次提高量和車組中礦車數(shù)擬定圖1-1斜井甩車場單鉤串車提高系統(tǒng)1一次提高量和車組中礦車數(shù)擬定1.1依照礦井年產(chǎn)量規(guī)定計算礦車數(shù)提高斜長：一次提高持續(xù)時間擬定：初步選定最大速度為4.8m/s，計算每次提高持續(xù)時間小時提高量：一次提高量M：一次提高礦車數(shù)n:式中：裝載系數(shù)當傾角在（）煤松散密度，V礦車容積，MG1.1—6型礦車容積為1.1通過計算算出n值位小數(shù)時，考慮到運用串車型號，取一次提高礦車數(shù)為13。1.2依照礦車連接器強度計算礦車數(shù)：礦車沿傾角為β軌道上提時，受到斜面產(chǎn)生阻力，n輛礦車總阻力由最前面礦車連接器來承擔，為保證連接器強度，所拉礦車數(shù)受到限制。礦車連接器強度普通容許承受拉力60000N，因而，礦車連接器強度容許礦車數(shù)為式中礦車載貨量自身質(zhì)量礦車運營摩擦阻力系數(shù)，礦車系數(shù)取重力加速度，計算中，，即礦車連接器強度不滿足規(guī)定，礦車數(shù)應擬定為。即礦車數(shù)為8輛。2斜井提高鋼絲繩選取計算圖1-2斜井鋼絲繩計算圖2.1提高鋼絲繩端經(jīng)荷重鋼絲繩懸垂長度：2.2鋼絲繩單位長度重量計算式中：鋼絲繩在巷道內(nèi)運營阻力系數(shù)，取=0.20鋼絲繩公拉強度，取鋼絲繩安全系數(shù)依照上式計算數(shù)值，查鋼絲繩規(guī)格表選取原則鋼絲繩。斜井提高普通選用繩6×7股（1+6）繩纖維繩原則鋼絲繩，由于這種鋼絲繩鋼絲較粗耐磨。鋼絲繩破斷力總和鋼絲繩直徑d=26mm鋼絲繩單位長度重量鋼絲繩安全系數(shù)符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定3提高機選取計算3.1提高機直徑選取《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定對于安裝在地面提高機，其直徑與鋼絲繩直徑關系如下式中：Dg為提高機卷筒直徑mm；d為提高鋼絲繩直徑d=26mm可選取滾筒直徑為單滾筒提高機3.2滾筒寬度式中：Lm定期實驗用鋼絲繩長度,普通取30m;3為滾筒上纏繞三圈摩擦繩;4《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定為每季度將鋼絲繩移動1/4圈附加鋼絲繩圈數(shù);ε鋼絲繩在滾筒上纏繞時鋼絲繩間間隙,滾筒直徑Dp=2.5m，取ε=2.5mm;Kc鋼絲繩在滾筒上纏繞圈數(shù),主斜井傾角25度,提高長度550m,取Kc=2Dp鋼絲繩在滾筒上纏繞平均直徑，Dp=Dg+(Kc-1)d=2.5+(2-1)0.027＝2.527(m)依照以上計算，可選取JK—2.5/20型單滾筒提高機技術性能為表1-1表1-1JK—2.5/20型單滾筒提高機技術性能型號卷筒最大靜張力最大靜張力差容繩量提高速度電機轉速傳動比變位質(zhì)量JK-2.5/20個數(shù)直徑m寬度mtt一層二層三層m/smin/r20t12.52994008101290575013.7最大靜張力4提高系統(tǒng)擬定圖1-3斜井單鉤甩車場井口相對位置圖4.1固定天輪選取《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：地面天輪時時天輪直徑查礦用固定天輪目錄表3-3可選型固定天輪變?yōu)橘|(zhì)量550kg4.2井架高度擬定=8.8-1.25=7.55（m）取8m式中井口與天輪中心之間提高鋼絲繩傾角,普通為6～10,此處取10;井口與天輪中心之間預選提高斜長,取50m;天輪半徑;：1.25m4.3滾筒軸中心至天輪中心擬定單鉤固定天輪提高按內(nèi)外偏角不超過得取作為提高機滾筒中心與天輪中心水平距離求得鋼絲繩弦長：式中C為滾筒主軸中心與基座中心高C=0.5m滾筒半徑4.4鋼絲繩內(nèi)外偏角符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定4.5鋼絲繩出繩角單滾筒為上出繩===4.6提高電動機預選電動機功率：==416.94（kw）式中依照選取提高機，由提高機規(guī)格表查得原則提高速度減速器傳動效率，單級傳動時電動機容量備用系數(shù)，取1.1—1.2.查繞線式電動機產(chǎn)品目錄表，可選用JR1510-8型電動機。技術特性見表1-2：表1-2可選用JR1510-8型電動機技術特性型號容量電壓電流轉速效率功率因數(shù)轉子電壓轉子電流額定轉矩轉子轉動慣量電機重量JR1510-8kwVAr/min%cos∮VA203300kg475600058735920.84644704800按電動機額定轉數(shù)核算提高鋼絲繩最大運營速度5提高系統(tǒng)變位質(zhì)量5.1各變位質(zhì)量電動機變位重量天輪變位重量提高機變位重量提高鋼絲繩總長度變位重量總計5.2提高系統(tǒng)變位質(zhì)量6提高系統(tǒng)運動學《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，提高容器最大速度。專用人車運營速度不得超過設計最大容許速度。其她參數(shù)擬定初始加速度。車場內(nèi)速度。主加減速度。升降人員時：；升降物料時：《煤礦安全規(guī)程》對升物料主加速度和主減速度無限制，普通可用0.5m/s也可稍大些，但要考慮自然加、減速度問題。摘掛鉤時間。電動機換向時間。6.1重車在井底車場運營初加速階段時間距離在車場內(nèi)等速階段距離時間6.2重車在井筒中運營在井筒內(nèi)加速度階段時間距離進入棧橋前減速階段時間距離6.3重礦車在進入棧橋后運營階段未減速階段時間距離在線橋上低速等速運營階段距離時間在井筒內(nèi)等速階段距離時間6.4一次提高循環(huán)時間式中：θ為摘掛鉤時間，電動機換向時間之和。7提高系統(tǒng)動力學單鉤串車甩車場需分別計算重車組上提前半循環(huán)與空車組下放后半循環(huán)，重車組上提和空車組下放變位質(zhì)量也不同樣。為了簡化計算鋼絲繩及空重礦車運營中傾角雖有變化，所有按井筒傾角β=25°計算。7.1重礦車在井底車場階段提高開始時初加速終了時低速等速開始時低速等速終了時7.2礦車在井筒中運營段主加速開始時主加速終了時等速開始時等速終了時減速開始時減速終了時7.3重車在棧橋上運營段末等速開始時末等速終了時末減速開始時末減速終了時7.4等效力計算7.5等效功率從以上計算可知，所選電動機容量是適當電動機過載系數(shù)校驗（）由此可見，所選JR150—8型電動機是適當8、實際提高能力驗算及自然加、減速度由于一次提高循環(huán)實際時間為340.24（S）為保證完畢產(chǎn)量一次循環(huán)時間則為460（S），顯然本設計提高能力有較大容裕量，這有助于礦井挖潛。8.1每年實際提高能力式中：8.2富裕系數(shù)8.3自然加減速度選用加、減速度后，若斜井傾角不大于6°，還需要依照自然加、減速度來校驗；傾角在6°以上時，自然加速度已達以上，故不需要校驗。若選用加速度不不大于容器自然加速度時，則此提高機松繩速度不不大于容器運營速度，使下放鋼絲繩松弛。加速完畢等速運轉時，容器仍在做加速運動，直至把鋼絲繩拉緊，此時鋼絲繩將受到一種很大沖擊載荷，有被拉斷危險，為了防止這種事故，規(guī)定≤。自然加速度為式中下放鋼絲繩作用在滾筒圓周上力，N； β井筒傾角；礦車數(shù)；單個礦車自身質(zhì)量kg；下放鋼絲繩端變位質(zhì)量串車組運營阻力系數(shù)；天輪變位質(zhì)量，kg，查天輪規(guī)格表可得。若上提重車時選用減速度不不大于由于重力、摩擦阻力產(chǎn)生自然減速度，鋼絲繩運營速度即小容器上升速度導致松繩，嚴重時能使容器越過鋼絲繩發(fā)生壓繩與掉道事故。提高機停止時，容器還會上升一段距離，然后下落把繩猛然拉緊，使鋼繩受到很大沖擊。為避免導致此種事故規(guī)定＜。重串車自然加速度為 式中每輛礦車載貨量kg上升鋼絲繩張力N 上升鋼絲繩端變位質(zhì)量kg9耗電量及其效率計算9.1提高耗電量爬行段采用主電機控制，一次提高耗電量W式中：附屬設備耗電量附加系數(shù)：1.02減速箱傳動效率，二級傳動，電動機效率取積分項按下式計算：1度電=噸煤電耗式中：有益電耗9.2提高設備效率

第二章主斜井串車提高雙鉤平車場計算條件礦井年產(chǎn)量：=30萬噸井筒斜長：L=550米井筒斜角：工作制度：年工作日br=300天，日工作實數(shù)t=14小時煤松散容重：=0.92t/礦井服務年限：40年采量，一噸固定式車廂式礦車提高不均衡系數(shù)：井底車場甩車增長運營距離：串車在井口棧橋上運營距離：圖2-1斜井平車場雙鉤串車提高系統(tǒng)1一次提高量和車組中礦車數(shù)擬定1.1計算提高斜長一次提高持續(xù)時間擬定：初步選定最大速度，計算每次提高持續(xù)時間：小時提高量：一次提高量M：一次提高礦車數(shù)：式中：—裝載系數(shù)當傾角在—煤松散密度，V—礦車容積，MG1.1—6型礦車容積為通過計算算出n值位小數(shù)時，考慮到運用串車型號，取一次提高礦車數(shù)為6。1.2依照礦車連接器強度計算礦車數(shù)礦車沿傾角為β軌道上提時，受到斜面產(chǎn)生阻力，n輛礦車總阻力由最前面礦車連接器來承擔，為保證連接器強度，所拉礦車數(shù)受到限制。礦車連接器強度普通容許承受拉力60000N，因而，礦車連接器強度容許礦車數(shù)為式中礦車載貨量自身質(zhì)量礦車運營摩擦阻力系數(shù)，礦車系數(shù)取重力加速度，計算中，，即礦車連接器強度滿足規(guī)定，礦車數(shù)應擬定為。即礦車數(shù)為6輛。圖2-2斜井鋼絲繩計算圖2斜井提高鋼絲繩選取計算2.1提高鋼絲繩端經(jīng)荷重鋼絲繩懸垂長度2.2鋼絲繩單位長度重量計算式中：鋼絲繩在巷道內(nèi)運營阻力系數(shù)，取=0.20鋼絲繩公拉強度，取15500N依照上式計算數(shù)值，查鋼絲繩規(guī)格表選取原則鋼絲繩。斜井提高普通選用繩6×7股（1+6）繩纖維繩芯為原則鋼絲繩，由于這種鋼絲繩鋼絲較粗耐磨。鋼絲繩破斷力總和鋼絲繩直徑d=24.5mm單位長度重量鋼絲繩安全系數(shù)符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定3提高機選取計算3.1滾筒直徑擬定《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定對于安裝在地面提高機，直徑與鋼絲繩直徑關系：式中：Dg為提高機卷筒直徑mm；d為提高鋼絲繩直徑d=24.5mm可選取滾筒直徑為雙滾筒提高機3.2滾筒寬度式中：Lm定期實驗用鋼絲繩長度,普通取30m;3為滾筒上纏繞三圈摩擦繩;4《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定為每季度將鋼絲繩移動1/4圈附加鋼絲繩圈數(shù);ε=2.5mm鋼絲繩在滾筒上纏繞時鋼絲繩間間隙,滾筒直徑Dp=2.5m，Kc鋼絲繩在滾筒上纏繞圈數(shù),主斜井傾角25度,提高長度550m,取Kc=2Dp鋼絲繩在滾筒上纏繞平均直徑，Dp=Dg+(Kc-1)d=2.5+(2-1)0.027＝2.527(m)依照以上計算，可選取2JK—2.5/20型雙滾筒提高機技術性能為表2-1表2-12JK—2.5/20型雙滾筒提高機技術性能型號卷筒最大靜張力最大靜張力差容繩量提高速度電機轉速傳動比變位質(zhì)量2JK-2.5/20個數(shù)直徑m寬度mtt一層二層三層m/smin/r20t22.51.295.52205007908.57507.9雙鉤提高時最大靜張力差為4提高系統(tǒng)擬定圖2-3斜井雙鉤平車場井口相對位置圖4.1固定天輪選取《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：地面天輪時時天輪直徑查礦用固定天輪目錄表3-3可選型固定天輪變?yōu)橘|(zhì)量307kg4.2井架高度擬定=8.8-1.25=7.81（m）取8m式中-井口與天輪中心之間提高鋼絲繩傾角,普通為6o～10o,此處取10o;井口與天輪中心之間預選提高斜長,取50m;天輪半徑;4.3滾筒軸中心至天輪中心水平距離擬定雙鉤固定天輪提高按內(nèi)外偏角不超過。由于偏角限制，可計算出最小弦長。按外偏角按內(nèi)偏角（m）式中滾筒寬度；B=1.2m兩滾筒內(nèi)側間隙；a=1.35-1.2=0.15m兩天輪間距，即井筒中軌道中心距，其中為礦車最突出某些寬度；S=880+200=1080mm以作為提高機筒中心之間水平距離，再求出鋼絲繩弦長為式中天輪半徑滾筒半徑C為滾筒主軸中心與基座中心C=0.5(m)4.4鋼絲繩內(nèi)外偏角外偏角符合《煤礦安全規(guī)程》內(nèi)偏角符合《煤礦安全規(guī)程》4.5鋼絲繩仰角下繩仰角符合《煤礦安全規(guī)程》上繩仰角4.6提高電動機預選電動機功率：式中由提高機規(guī)格表查得原則提高速度減速器傳動效率，單級傳動時電動機容量備用系數(shù)，取1.1—1.2.查繞線式電動機產(chǎn)品目錄表可選用JR158-10型電動機。技術特性見表2-2：表2-2用JR158-10型電動機技術特性型號容量電壓電流轉速效率功率因數(shù)轉子電壓轉子電流額定轉矩轉子轉動慣量電機重量JR1510-10kwVAr/min%cos∮VA1.84200kg400600051590920.8260542248000按電動機額定轉數(shù)核算提高鋼絲繩最大運營速度5：提高系統(tǒng)變位質(zhì)量5.1各變位質(zhì)量電動機變位重量=天輪變位重量提高機變位重量提高鋼絲繩總長度變位重量總計5.2提高系統(tǒng)變位質(zhì)量6提高系統(tǒng)運動學《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，提高容器最大速度。專用人車運營速度不得超過設計最大容許速度。見附錄斜井平車場速度圖及力圖圖A。其她參數(shù)擬定初始加速度。車場內(nèi)速度。主加減速度。升降人員時：升降物料時：《煤礦安全規(guī)程》對升物料主加速度和主減速度無限制，普通可用0.5m/s也可稍大些，但要考慮自然加、減速度問題。摘掛鉤時間。電動機換向時間。6.1重車在井底車場運營初加速階段時間距離在車場內(nèi)等速階段距離時間6.2重車在井筒中運營在井筒內(nèi)加速度階段時間距離進入棧橋前減速階段時間距離6.3重礦車在進入棧橋后運營階段未減速階段時間距離在線橋上低速等速運營階段距離時間在井筒內(nèi)等速階段距離=610—（30+30+12.6+12.6）=524.8（m）時間6.4一次提高循環(huán)時間=（5+17.5+4.7+135.9585+4.7+17.5+5+25）=215.35（s）式中：θ為摘掛鉤時間，電動機換向時間之和。7提高系統(tǒng)動力學單鉤串車甩車場需分別計算重車組上提前半循環(huán)與空車組下放后半循環(huán)，重車組上提和空車組下放變位質(zhì)量也不同樣。為了簡化計算鋼絲繩及空重礦車運營中傾角雖有變化，所有按井筒傾角25°計算。見附錄斜井平車場速度圖及力圖圖B。7.1重礦車在井底車場階段提高開始時初加速終了時低速等速開始時低速等速終了時7.2礦車在井筒中運營段主加速開始時主加速終了時等速開始時等速終了時減速開始時減速終了時7.3重車在棧橋上運營段末等速開始時末等速終了時末減速開始時末減速終了時7.4等效力計算7.5等效功率從以上計算可知，所選電動機容量是適當電動機過載系數(shù)校驗（）由此可見，所選JR157—10型電動機是適當8實際提高能力驗算及自然加、減速度由于一次提高循環(huán)實際時間為215.35（S）為保證完畢產(chǎn)量一次循環(huán)時間則為230.43（S），顯然本設計提高能力有較大容裕量，這有助于礦井挖潛。8.1每年實際提高能力式中：8.2富裕系數(shù)闡明上述選型設計合理可行8.3自然加減速度選用加、減速度后，若斜井傾角不大于6°，還需要依照自然加、減速度來校驗；傾角在6°以上時，自然加速度已達以上，故不需要校驗。若選用加速度不不大于容器自然加速度時，則此提高機松繩速度不不大于容器運營速度，使下放鋼絲繩松弛。加速完畢等速運轉時，容器仍在做加速運動，直至把鋼絲繩拉緊，此時鋼絲繩將受到一種很大沖擊載荷，有被拉斷危險，為了防止這種事故，規(guī)定≤。自然加速度為式中——下放鋼絲繩作用在滾筒圓周上力，N； 井筒傾角；礦車數(shù)；單個礦車自身質(zhì)量，kg；下放鋼絲繩端變位質(zhì)量串車組運營阻力系數(shù)；天輪變位質(zhì)量，kg，查天輪規(guī)格表可得。若上提重車時選用減速度不不大于由于重力、摩擦阻力產(chǎn)生自然減速度，鋼絲繩運營速