井下運輸設(shè)備及選型

1、運輸設(shè)備選型和能力計算書神木縣店塔鎮(zhèn)石巖溝煤礦第一節(jié)提升設(shè)備一、主斜井帶式輸送機（一）設(shè)計基礎(chǔ)資料1、設(shè)計條件該礦設(shè)計生產(chǎn)能力為1.20Mt/a,主井采用斜井開拓方式，帶式輸送機運輸，傾角為16o向上運輸。本礦初期井筒掘至5-1煤層，本礦初期開采3-1煤層，原煤經(jīng)3-1煤盤區(qū)主運大巷帶式輸送機轉(zhuǎn)運至3-1煤主運輸暗上山帶式輸送機，經(jīng)4-3煤倉緩沖后，給入5-1煤主運輸大巷帶式輸送機，再搭接至主斜井帶式輸送機，運輸至地面。后期開采5-1煤層，采用長壁綜采采煤法，工作面原煤經(jīng)5-1煤主運輸大巷帶式輸送機運至主斜井帶式輸送機上，運輸至地面。礦井年工作日為330天，日凈提升時間16小時。2、帶式輸送機

2、設(shè)計原始數(shù)據(jù)帶式輸送機設(shè)計原始數(shù)據(jù)見表7-1-1。表7-1-1帶式輸送機設(shè)計原始數(shù)據(jù)表項目單位數(shù)量項目單位數(shù)量礦井井型Mt/a1.20堆積密度kg/m3900工作制度班/d3粒度mm0300輸送機運距m568最大塊度比例%一總提升高度m75.8水分r%9.37最大傾角016靜堆積角45環(huán)境溫度C20含肝率%5（二）主斜井原煤輸送能力的選擇礦井設(shè)計生產(chǎn)能力1.20Mt/a,5-1煤大巷與主斜井皮帶機直接搭接，無緩沖煤倉，主斜井帶式輸送機的運輸能力按照井下采掘工作面設(shè)備生產(chǎn)能力的峰值疊加來確定。根據(jù)礦井的開拓部署和工作面裝備情況，設(shè)計確定主斜井帶式輸送機運量為Q=1000t/ho（三）帶式輸送機的

3、配置選型和計算1、輸送機的運輸能力與輸送機的帶寬和帶速成正比，運輸能力一定時，帶寬與帶速成反比。帶式輸送機越寬需要巷道斷面越大，巷道工程量則越大，投資相應(yīng)增高。提高帶速相對有利，因帶速越高，物料線密度越小，所需膠帶強度越低，減速系統(tǒng)傳動比減小，整機費用降低。但提高帶速必須有以下條件保證：高質(zhì)量托輾；輸送機安全保障，因速度越高，越易發(fā)生機械人身事故；輸送機安裝質(zhì)量，安裝質(zhì)量差時物料在膠帶上跳動，使機架、托輾產(chǎn)生動應(yīng)力，輸送機帶易跑偏；通風(fēng)要求：帶速太高，容易在升巷內(nèi)揚起煤塵，增加煤塵爆炸的危險，成為礦井的安全隱患。帶速如果大于5m/s,托輾直徑相應(yīng)地必須大于？159mm,作為易損耗品的托輾配件供

4、應(yīng)成本很高；同時帶速太高膠帶磨損加劇，物料對托輾的沖擊增大，從而降低了輸送機托輾、膠帶等部件的壽命，同時輸送機產(chǎn)生共振危害的可能性增大。所以帶速取值不僅在理論上要求合理可行，而且必須與國內(nèi)制造安裝水平及礦井通風(fēng)安全要求相適應(yīng)。目前國內(nèi)長距離、大運量帶式輸送機隨著各制造廠商相繼引進國外托輾、驅(qū)動裝置等先進技術(shù)，向高帶速方向發(fā)展。綜合以上因素,并結(jié)合本礦井的實際情況，確定該主斜井帶式輸送機速度不大于3.15m/s主斜井帶式輸送機采用機頭雙傳動滾筒驅(qū)動，頭部卸載、尾部拉緊的方式。2、帶式輸送機設(shè)計計算帶寬B=1000mm,運輸量Q=1000t/h,帶速V=3.15m/s,斜長L=568m,提升角度6

5、=016,提升高度H=75.8m,膠帶強度選用鋼絲純芯ST1000,qB=23.1kg/m,qGG216.091=5.36kg/m。aU3(1)圓周驅(qū)動力計算主要阻力FHFH=fLgqR0+qRu+(2qB+qG)cos6f模擬摩1S系數(shù)，取f=0.03;L輸送機長度，L=568m;g重力加速度，g=9.81kg/m；qR0承載分支托輾組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，qR0=15.75kg/m；qRu回程分支托輾組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，qRu=5.36kg/m；qB每米長度輸送帶質(zhì)量，qB=23.1kg/m;qG每米長輸送物料質(zhì)量，qG=88.18kg/m；輸送機傾角，6=016。Q10003.6v3

6、.63.15=88.18kg/m。傳動滾筒直徑為？1000mm,雙滾筒雙電機驅(qū)動,35槽型托輾，下托輾采用平形托輾，托輾直徑選用？133mm,上托輾采用G118.9,qR0=15.75kg/m;qRua01.2貝UFH=0.03X568X9.81X15.75+5.36+(2X23.1+88,18)cos16=25122N。附加阻力FNFN=(L+100)+L-1)XFH=4423N。主要特種阻力FS1FS1=F+FgiF前傾托輾阻力，本輸送機采用調(diào)心托輾，故F=0附加特種阻力FS2Fs2=AXpX33=(0,01+0,015)X105X0,7=1750NO傾斜阻力FstFst=qGXgXH=8

7、8.18X9.81X75.8=65570N。圓周驅(qū)動力FUFU=FH+FN+FS1+FS2+Fst=25122+4423+956+1750+65570=97821N(2)驅(qū)動功率計算傳動滾筒軸功率PA=FUXv/1000=97821X3.15/1000=308.14kW電動機功率PM=PA/q,)=1.4X308.14=431.4kWo設(shè)計選用雙滾筒雙電機+調(diào)速型液力偶合器驅(qū)動裝置，取電動機功率為N=2X250kW,型號為YB3-355M2-4,電壓等級U=660/1140V。(3)各點張力計算貝Fs1=Fgi=22u21vgl_0.70.3086v2 2b,2 23.152 29009,81

8、60.612 2=956N帶式輸送機布置示意見圖7-1-1。圖7-1-1帶式輸送機布置示意圖Fmax=Si=118200.5N,靜安全系數(shù)m=1000Xl000+118200.5=8.46,滿足安全系數(shù)79的要求。60v603.15,n2=60.19。i=1500=24.92,設(shè)計取減速器速比i=25。電60.19設(shè)計選用的M3PSF70+2FAN型減速器，速比i=25,安全系數(shù)FS=2.191.8滿足。神木德林礦業(yè)有限公司SHLMMUSHLMMUUtUtI IINMiWMJINMiWMJ心O.-LIUO.-LIU第一傳動滾筒圍包角取a1=170,第二傳動滾筒圍包角a2=200,查表得eH1=

9、2.82,e22=3.4O先設(shè)第二傳動滾筒e”2使用足，則PI=P2=97821+2=48910.5NOe22223.4Si-2=P2X=48910.5X=69290NOe222213.41S2=SI-2-P2=69290-48910.5=20379.5NJOSI=SI-2+PI=69290+48910.5=118200.5N=118200.5=1.70602.82（y兩Ji!）0S1-269290269290=3.403.4（才兩Jil）oS220379.5經(jīng)計算，各點張力Si=118200.5N,S2=20379.5N,S3=S4=25137N。輸送帶下垂度校核:a。&QG）gh8（-）a

10、dm=16375NS3=25137N（滿足）。aF回minaU；Bg=8498N輸大巷帶式輸送機運輸能力確定為Q=1000t/h,3-1煤盤區(qū)主運大巷帶式輸送機及3-1煤暗上山主運輸大巷帶式輸送機運輸能力均確定為Q=1500t/ho根據(jù)5-1煤大巷運輸能力確定5-1煤運輸機帶寬為B=1000mm,帶速V=3.15m/s,根據(jù)3-1煤大巷運輸能力確定3-1煤運輸機帶寬為B=1200mm,帶速V=3.15m/s,上托輾選用三輾式槽型托輾， 托輾槽角為35,輾徑為133mm；下托輾采用平形托輾，輾徑為133mme5-1煤主運輸大巷帶式輸送機長度1060m傾角a=0-800下運。3-1煤盤區(qū)主運大巷帶

11、式輸送機長度1720m傾角a=00水平運輸。3-1煤暗上山主運輸大巷帶式輸送機長度720ml傾角a=0-800下運。三、帶式輸送機設(shè)計計算1、5-1煤主運輸大巷帶式輸送機帶寬B=1000mm,運輸量Q=1000t/h,帶速V=3.15m/s,全長L=1060m,提升角度a=0-800下運，提升高度H=-22m,膠帶型號ST1000,qB=23.1kg/m;qG主要阻力FHFH=fLgqRO+qRu+(2qB+qG)cos5f模擬摩1S系數(shù)，取f=0.03;L輸送機長度，L=1060m；g重力加速度，g=9.81kg/m；qR0承載分支托輾組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，qR0=15.75kg/m；qR

12、u回程分支托輾組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，qRu=5.36kg/m；qB每米長度輸送帶質(zhì)量，qB=23.1kg/m;qG每米長輸送物料質(zhì)量，qG=88.18kg/m；輸送機傾角，6=0-80下運。MFH=0.03X1060X9.81X(15.75+5.36+2X23.1+88.18)=48506N。附加阻力FNFN=(L+100)+L-1)XFH=4576N。主要特種阻力FSIQ1000=88.18kg/m；qR0=3.6v3.63.15(1)圓周驅(qū)動力計算G118.9a01.2G216.09,=15.75kg/m；qRu=jj=5.36kg/m0FS1=F+Fgl盤杏匍懷羋惠喝金20.70.30

13、8629009.81622=956NO3.1520.612附加特種阻力FS2FS2=AXpX33=(0.01+0.015)X105X0.7=1750NO傾斜阻力FstFSt=qGXgXH=-88.18X9.81X22=-19031N。圓周驅(qū)動力FUFU=FH+FN+Fsi+FS2+Fst=48506+4576+956+1750-19031=36657(2)驅(qū)動功率計算傳動滾筒軸功率PA=FUXv/1000=36657X3.15/1000=115.5kW電動機功率PM=PA/(刀刀,刀)=1.4X115.5=161.7kW0電動機功率取N=2X160kW。電動機選用YB3-355M2-4防爆電機

14、，電壓等級U=660/1140V,數(shù)量兩臺。(3)張力計算輸送帶不打滑條件校核輸送帶不打滑條件為:1F2(S1)minFUmaxe1式中：Fumax=KAXFU=1.5X36657=54986N。根據(jù)給定條件，取以=0.35,巾=200,查表得e=3.4。則F2(S1)min22911N。輸送帶下垂度校核F承mina0(qBqG)g=16375N31789N(滿足)。8凸admaF回minaU；Bg=8498N1.8,滿足要求。(6)液力耦合器設(shè)計選用YOXVRZ560型液力耦合器， 數(shù)量兩臺， 采用水為介質(zhì)， 傳遞功率范圍為120270kW。(7)制動器選型制動器安裝于高速軸端，經(jīng)計算所需制

15、動力矩Mz=1098Nm,設(shè)計選用BYWZ5-400/121電力液壓塊式制動器，額定制動力矩為10002000Nm,滿足要求。(8)拉緊裝置的選擇該皮帶機拉緊裝置選用中國礦大自控液壓拉緊，在皮帶機機頭傳動部分安裝，型號為ZYJ系列，最大拉緊力為F=130kN,小車?yán)o行程為S=10m。2、3-1煤盤區(qū)主運大巷帶式輸送機帶寬B=1200mm,運輸量Q=1500t/h,帶速V=3.15m/s,全長L=1000m(后期L=1720m),提升角度a=00水平運輸，膠帶型號ST1000,qB=27.72kg/m;qGQ1500G122.14G220.74,=132.28kg/m；qR0=18.45kg/

16、m；qRu=6.91kg/m。3.6v3.63.15a01.2aU3(1)圓周驅(qū)動力計算主要阻力FHFH=fLgqR0+qRu+(2qB+qG)cos5f模擬摩1S系數(shù)，取f=0.03;L輸送機長度，L=1720m；g重力加速度，g=9.81kg/m；qR0承載分支托輾組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，qR0=18.45kg/m；qRu回程分支托輾組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，qRu=6.91kg/m；.R1=-=150060.19=24.52,取i=25oqB每米長度輸送帶質(zhì)量，qB=27.72kg/m;qG每米長輸送物料質(zhì)量，qG=132.28kg/m；輸送機傾角，6=0水平運輸。則FH=0.03X172

17、0X9.81X(18.45+6.91+2X27.72+132.28)=107860N。附加阻力FNFN=(L+100)+L-1)XFH=6271N。主要特種阻力FSIFS1=F+FglF前傾托輾阻力，本輸送機采用調(diào)心托輾，故F=0.2一_2-u2Ivgl_0.70.4639009.816附加特種阻力FS2FS2=AXpX33=(0.012+0.018)X105X0.7=2100NO傾斜阻力FStFSt=qGXgXH=0N。圓周驅(qū)動力FUFU=FH+FN+FSI+FS2+FSt=107860+6271+1503+2100=117734N(2)驅(qū)動功率計算傳動滾筒軸功率PA=FUXv/1000=1

18、17734X3.15/1000=370.86kW電動機功率PM=PA/(刀刀,刀)=1.4X370.86=519.2kWo電動機功率取N=2X315kW0電動機選用YB3-355L2-4防爆電機，電壓等級U=660/1140V,數(shù)量兩臺，軟啟動。(3)各點張力計算取第一傳動滾筒圍包角取a1=170,第二傳動滾筒圍包角a2=200,查表得e11=2.82,eu202=3.4。先設(shè)第二傳動滾筒e”202使用足，則PI=P2=117734+2=58867NO貝FS1=Fgl=1503NO-2_23.150.73盤戀緯番軋當(dāng)烹喝甕急S2=SI-2-P2=83395-58867=24528N。SI=SI

19、-2+PI=83395+58867=142262N。S142262=1.70602.82（y兩Ji!）S1-283395SLA=83395=3.4a0(qBhqG)g=23544NS3=42058N(滿足)。8(一)admaF回minaU:Bg=10197N1.8滿足。(6)制動力計算和制動器選擇制動器安裝于減速器的高速軸端，設(shè)計選用BYWZ5-500/121電力液壓塊式制動器，數(shù)量兩臺，額定制動轉(zhuǎn)距為112022402m。(7)拉緊裝置的選擇型號為ZYJ500液壓自控張緊，在皮帶機頭部安裝，最大拉緊力為F=100kN,小車?yán)o行程為S=10m。3、3-1煤主運暗上山大巷帶式輸送機S1-2=P

20、2X22e=58867X3.43.41=83395NO帶寬B=1200mm,運輸量Q=1500t/h,帶速V=3.15m/s,全長L=720m,提升角度a=0-80,膠帶型號ST1000,qB=22.8kg/m;qG=-=1500=132.28kg/m;3.6v3.63.15器密隱梵設(shè)罌總囑今招G122.14,qR0=18.45kg/m；qRu=a01.2G220.74aU3=6.91kg/m。(1)圓周驅(qū)動力計算主要阻力FHFH=fLgqRO+qRu+(2qB+qG)cos6f模擬摩1S系數(shù)，取f=0.03;L輸送機長度，L=720m；g重力加速度，g=9.81kg/m；qR0承載分支托輾組

21、每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，qR0=18.45kg/m；qRu回程分支托輾組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，qRu=6.91kg/m；qB每米長度輸送帶質(zhì)量，qB=22.8kg/m;qG每米長輸送物料質(zhì)量，qG=132.28kg/m；輸送機傾角，6=0-80。設(shè)計按最不利條件考慮，即水平段空載，傾斜段重載：貝(JFH水平=0.03X338X9.81X(18.45+6.91+2X22.8)=7059N;FH傾斜=0.03X382X9.81X(18.45+6.91+(2X22.8+132.28)cos8)=22654N;FH=FH水平+FH傾斜=7059+22654=29713N。附加阻力FNFN=(L+100)

22、+L-1)XFH=4127N。主要特種阻力FSIFS1=F+FglF前傾托輾阻力，本輸送機采用調(diào)心托輾，故F=0_2_2 一u21vgl0.70.4639009.816FS1=Fg尸J=22=1503N附加特種阻力FS2FS2=AXpX33=(0.012+0.018)X105X0.7=2100NO傾斜阻力FStFSt=qGXgXH=132.28X9.81X(-53)=-68776N。圓周驅(qū)動力FUFU=FH+FN+FSI+FS2+FSt=29713+4127+1503+2100-68776=-31333N圓周驅(qū)動力為負(fù)值，說明電動機處于發(fā)電工況。(2)驅(qū)動功率計算傳動滾筒軸功率PA=FuXv/

23、1000=31333X3.15/1000=98.7kW電動機功率PM=PA/(刀刀,刀)=1.4X98.7=138.18kW0電動機功率取N=2X132kW。電動機選用YB3-315M-4防爆電機，電壓等級U=660/1140V,數(shù)量兩臺，軟啟動。(3)各點張力計算取 第 一 傳 動 滾 筒 圍 包 角 取a1=170, 第 二 傳 動 滾 筒 圍 包 角a2=200, 查 表 得e01=2.82,eu202=3.4。先設(shè)第二傳動滾筒e”202使用足，則PI=P2=31333+2=15666.5NO22eSI-2=P2X2-2=15666.5Xe22221S2=SI-2-P2=22194-15

24、666.5=6527.5NOSI=SI-2+PI=22194+15666.5=37860.5N=37860.5=1.70602.82(才兩足)oS1-222194222194=3.403.4(,兩Ji!)oS26527.5輸送帶下垂度校核：F承mina(q/G)g=23544N。8()admaF回minaUqBg=10197No8(-)adma按垂度條件，應(yīng)滿足S21F回min110197N,取S2=10197N。S3=S2-FH2-FSt2=10197-6248-11854=-7905N其中：FH2=fLg(qRU+qBcosS)=0.03X720X9.81X(6.91+22.8cos8)=

25、6248N。FSt2=gqBHi=9.81X22.8X53=11854N。D34=22194NO3.41由上述計算，S3不能滿足輸送帶下垂度條件，故最小張力應(yīng)由S3來決定。取S3=23544N,則S2=S3+FH2+Fst2=23544+6248+11854=41646NoS1=S2+FU=41646+31333=72979N0(4)帶強及靜安全系數(shù)Fmax=Si=72979N,靜安全系數(shù)m=1200X100072979=16.44,滿足要求。(5)減速器選型計算60v603.15n2=75.24。D3.140.8i=1500=19.94,設(shè)計取減速器速比i=20。0275.24設(shè)計選用的H2

26、SH8+FAN型減速器，速比i=20,安全系數(shù)FS=2.31.8滿足。(6)制動力計算和制動器選擇制動器安裝于減速器的低速軸端，經(jīng)計算所需制動力距MZ=50714N-m。設(shè)計選用KPZ1200/4x100型盤式制動器，數(shù)量一臺，額定制動轉(zhuǎn)距為110kN-m,滿足要求。(7)拉緊裝置的選擇型號為DYL-01-6/5液壓自動張緊，最大拉緊力為F=60kN,小車?yán)o行程為S=4m,安裝于卸載滾筒處。4、井下帶式輸送機技術(shù)特征匯總見表5-1-1。四、帶式輸送機的保護1、逆轉(zhuǎn)保護裝置：裝在膠帶上的摩擦輪反轉(zhuǎn)時觸動限位開關(guān)，使制動閘動作，輸送機停車。2、打滑保護裝置：當(dāng)膠帶打滑時，裝在膠帶上的摩擦輪速度變

27、化使繼電器動作，輸送機停車。3、防跑偏保護裝置：在膠帶機的兩側(cè)、驅(qū)動輪、尾輪及中部安裝。膠帶跑偏時，繼電器動作，輸送機停車。4、緊急停車?yán)K開關(guān)：在輸送機人行道一側(cè)通長布置。5、輸送機采用運輸機綜合保護監(jiān)控裝置一套。設(shè)計選用鋼純芯阻燃抗靜電膠帶輸送機，帶強為1000N/mm。膠帶最大張緊力表5-1-1帶式輸送機技術(shù)特征匯總表項目單位帶式輸送機5-1煤主運輸大巷帶式輸送機3-1煤主運暗上山膠帶輸送機3-1煤盤區(qū)主運大巷帶式輸送機輸送量t/h100015001500帶寬mm100012001200帶速m/s3.153.153.15帶式輸送機長度m10607201000提升高度m-22-530托輻槽

28、角353535托輻直徑mm133133133帶強N/mm10006301000傳動滾筒直徑mm1000800800電機功率kW2X1602X1322X315輸送帶安全系數(shù)16.810.368.43驅(qū)動裝置規(guī)格/數(shù)量雙電機驅(qū)動雙電機驅(qū)動雙電機驅(qū)動第三節(jié)輔助運輸方式及設(shè)備一、輔助運輸方式礦井設(shè)計生產(chǎn)能力1.20Mt/a,移交生產(chǎn)時井下布置一個綜采工作面、 一個綜掘工作面和一個炮掘工作面。井下輔助運輸系統(tǒng)由副斜井、5-1煤輔助運輸大巷、3-1煤輔運暗上山、3-1煤輔助運輸大巷、3-1煤盤區(qū)輔運大巷和工作面輔助運輸巷（順槽）組成。該井田開采煤層具有無軌運輸?shù)臈l件。無軌運輸?shù)膬?yōu)點：車輛適應(yīng)性強，可以適應(yīng)

29、巷道的起伏變化；運輸距離長，可實現(xiàn)從地面到井下所需地點的連續(xù)運輸；機動靈活，可實現(xiàn)一車多用；運輸速度快，效率高；占用人員少，搬家速度快。采用無軌膠輪車運輸是我國大型礦井的主要輔助運輸方式，尤其是神府礦區(qū)的礦井，順應(yīng)了我國煤炭行業(yè)高產(chǎn)、高效的發(fā)展趨勢。只要條件適宜，輔助運輸都優(yōu)先選用無軌運輸。無軌運輸?shù)娜秉c：車輛車體較寬（高），行駛中的安全間隙較大，考慮會車等碉室，故井巷工程投資大。從經(jīng)濟上看，有軌運輸在初期比無軌運輸有明顯優(yōu)勢，但是從運行角度以及長遠(yuǎn)來看,無軌運輸系統(tǒng)簡單，利于管理，可實現(xiàn)直達運輸。綜上所述，設(shè)計確定該礦井井下輔助運輸采用無軌膠輪車運輸。二、輔助運輸設(shè)備1、設(shè)計依據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)

30、能力1.20Mt/a,在井下布置一個綜采工作面， 一個綜掘工作面和一個炮掘工作面。井下輔助運輸采用防爆低污染柴油機無軌膠輪車從地面到工作面連續(xù)運輸方式。輔助運輸系統(tǒng)由副斜井、輔助運輸大巷和工作面回風(fēng)巷組成。無軌膠輪車在井下各巷道中雙向行駛，為方便相向行駛的車輛錯車，在巷道相應(yīng)位置設(shè)置會車躲避碉室。井下主要輔助運輸工作內(nèi)容為：運送人員、設(shè)備、什石、錨桿、坑木、波紋鋼帶、水泥砂石、綜采支架及其它材料等。綜采工作面輔助運輸工作量為：人員13人/班，坑木3n3/d,其它材料2t/d;綜掘工作面輔助運輸工作量為： 人員6人/班， 錨桿850kg/d,波紋鋼帶550kg/d,其它材料2t/d;炮掘工作面輔助運輸工作量為：人員6人/班，水泥砂石20t/d,錨桿1250kg/d,其它材料2t/d。最大班下井工人數(shù)53人。最大部件