礦山斜井串車提升運(yùn)輸設(shè)計項(xiàng)目計劃書

礦山斜井串車提升運(yùn)輸設(shè)計計劃書礦井原始資料：1年提升量： An=30kt/a，含矸率 20%2工作制度：礦井年工作日 330d,每天凈提升時間16h開拓方式：斜井開拓。4井筒特征：井口標(biāo)高+5373井底標(biāo)高+440m,傾角為22.,斜長L=258.9米提升內(nèi)容：提煤，提矸，下放設(shè)備，材料等提升任務(wù)。6提升容器：MCG1.1-6型翻斗礦車，礦車容積 1.1m,礦車自重Q=610kg,礦車裝載煤重Q=1000kg,最大裝載量Q=1800kg提升方式：斜井單勾串車混合提升一次下放車數(shù)：一次串煤車 3輛或矸石車一輛提升長度： Lt=Lp+L+L1+L2=15+258.9+10+5=288.9式中：為井口至岔道中心長度； 岔道中心至鉤頭停車處斜長鋼絲繩的懸垂長度：Lc=Lp+L+20=15+258.9+20=293.9M式中： 20起坡點(diǎn)至天輪接觸點(diǎn)的鋼絲繩長度。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：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 210kt以下，傾角小于 25的斜井中。后者多用于年產(chǎn)量在 300kt左右，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)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10-1為斜井甩車場單鉤用車提升系統(tǒng)圖。在用車提升中，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。

圖10-1斜井甩車場單鉤用車提升系統(tǒng)第二節(jié)：提升容器選擇一次提升礦車數(shù)的確定：1:提升斜長L=188.9m2:確定速度圖各參數(shù).最大提升速度Vm《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，提升容器的最大速度Vm&5m/s。此礦井中vm=0.8m/s,專用人車的運(yùn)行速度不得超過設(shè)計最大允許速度。根據(jù)此項(xiàng)規(guī)定，結(jié)合設(shè)計條件，先選出提升機(jī)及提升電動機(jī)以確定 Vm。.其它參數(shù)確定初始加速度a0<O.3m/s2o此礦井中a0=0.1m/s2車場內(nèi)速度v001.5m/s。此礦井中vo=0.5m/s主加、減速度升降人員時：ai<0.5m/s2,aa<0.5m/s2；升降物料時：《煤礦安全規(guī)程》對升降物料的主加速度ai和主減速度a3沒有限制，一般可用0.5m/s2也可稍大些，但要考慮自然加減速度問題。此礦井中a尸a3=0.6m/s2摘掛鉤時間 8i=20s。電動機(jī)換向時間82=5s。一次提升循環(huán)時間T1)速度圖各段運(yùn)行時間與行程計算2L2L01 -^0-=0.52/ (2X0.1)=1.25s2a0v0t01——=0.5/0.1=5s；a0Lq2=Ld-L01=26-1.25=24.75m;t02 t02 L02=24.75/0.5=49.5s；VoVoLq2tDto1to2- =54.5sao Vq式中LD——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Ld=25?35m此礦井中LD=26m用車提出車場后的加速階段

titi =(0.8-0.5)/0.6=0.5s;Li減速運(yùn)行階段v0v減速運(yùn)行階段v0vm+ti=0.325m2Vt3」=Vt3」=0.8/0.6=1.3a3L3 」=0.82/(2*0.6)=0.5m2a3等速運(yùn)行階段L2=L-(LD+L3+Li)=288.9-(26+0.325+0.5)=262.0m3=327.5s: L2 L(LdL33=327.5st2vm vm式中L 提升斜長，L=Ld+Lt+Lk；Lt——井筒斜長，m,井口甩車運(yùn)行階段：th2v0a。Lth2v0a。L v2Lha° v0v0 a0Lkv0=57s式中LK——井口車場長度，即自井口至尾車停車點(diǎn)的距離。一般可取25?35m通過以上計算可做出速度圖，如圖10-9所示。2)一次提升循環(huán)時間T=2(tD+ti+t2+ 9 2+tK+ 9 1) =2*(54.5+0.5+327.5+5+57+20)=930s(10-39)ya,nm/S0.3t,s0.50.35LiL,m0i=20ti5t4 t5 t6T20.30.L3t31.2l_Dt01t02重車注重車在井筒

井底工途運(yùn)行直到相場運(yùn)輸組通過疏;重車下放到空串車

過道2空車下放向圖10-9斜井甩車場及其速度圖一次提升量TmshcafAnTm3 -一二(1.25*1.2*30000*930)/(3600*330*11)=3.2t36003600brt式中：c——提升不均勻系數(shù)，有井底煤倉時，c=1.1~1.15,無井底煤倉時，c=1.2,當(dāng)?shù)V井有兩套提升設(shè)備時，c=1.15,只有一套提升設(shè)備時，c=1.25;br 年工作日；t——日提升小時數(shù)；An——礦井年產(chǎn)量,t/年；a-——提升能力富裕系數(shù),對于第一水平a-=1.2。T——一次提升循環(huán)時間so一次提升礦車數(shù)q—=0.56/0.9306=3.36,取整得4mimiV=0.94X0.9乂1.1=0.9306t式中 ——裝載系數(shù) 當(dāng)傾角為20以下時， =1,當(dāng)傾角為21°~250時，=0.95~0.9;當(dāng)傾角為25~30°時，=0.85~0.8;此礦井中 =0.94 煤的散集密度，900kg/m3;V——礦車的有效容積，1.1m3。算出年％值為小數(shù)時，應(yīng)圓整為較大整數(shù)。2)根據(jù)礦車連接器強(qiáng)度計算礦車數(shù)礦車沿傾角為B的軌道上提時，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60KN(也有礦車連接器強(qiáng)度為30KN的)因此，礦車連接器強(qiáng)度允許的礦車數(shù)為n260000叫— - g(m1mz1)(sin f1cos)=60000/{10*(1800+610)*(sin22+0.02cos22)}=6.3式中m1、mz1 單個礦車的載貨量及其自身質(zhì)量，kg;3——礦車運(yùn)行摩擦阻力系數(shù)，礦車為滾動軸承取 ％=0.015,滑動軸承取f=0.02;g 重力加速度，10m/s2。若計算出血為小時數(shù)，應(yīng)圓整為較小的整數(shù)。計算中，若可以按n1確定礦車數(shù)為nn1；若?。?,即礦車連接器強(qiáng)度不滿足要求，此時，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山＜1可按n1確定用車數(shù)為4第三節(jié)：鋼絲純的選擇計算斜井提升鋼絲繩的選擇計算與豎井基本相同，不同之處只是由于斜井筒傾角小于90°,作用在鋼絲純A點(diǎn)(如圖10-5)的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：重用車的重力分力n(m〔 mQgsin;重用車的摩擦阻力n(m1mz1)gf〔cos;鋼絲繩的重力分力mpgL°sin ;鋼絲繩的摩擦阻力f2mpgL°cos;與豎井鋼絲繩計算一樣，按鋼絲純承受的最大靜負(fù)荷并考慮一定的安全系數(shù)，可得出下bSn(m1mz1)(sin f1cos)gmpL0(sin f2cos)g ma每米鋼絲純質(zhì)量為

n(m1 mz1)(sin f1cos)mp 11—B-L0(sin f2cos)ma4(18006100)(sin220.02cos22) =1.1811*2000/9293.9*(sin220.25cos22)圖10-5斜井鋼絲繩計算圖式中 Lo——鋼絲繩由A點(diǎn)至用車尾車在井下停車點(diǎn)之間斜長， m；f2——鋼絲繩沿托輾和底板移動阻力系數(shù)， 鋼絲繩全部支承在托輾上時取f2=0.15~0.20,局部支承在托輾上時取f2=0.25~0.4;鋼絲繩公稱拉強(qiáng)度，Pa；

ma——鋼絲純安全系數(shù)，與豎井要求相同。根據(jù)上式計算得數(shù)值，查鋼絲純規(guī)格表選擇標(biāo)準(zhǔn)鋼絲純。斜井提升一般選 6(1+6)純纖維芯股7(1+6)純纖維芯時，也應(yīng)盡先選用。查《礦山運(yùn)輸與提升》表2-2選取6X19股繩d=20mmQp=302000N302000 ^ 302000 ^ 7.540002.696n(mimzi)(sin ficos)gmpL0(sin f2cos)g安全規(guī)程規(guī)定值6.5式中Qp——所選標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和， Nop所以6X19股(1+6)純纖維芯純適合第四節(jié)：.提升機(jī)選擇計算提升機(jī)選擇計算方法同豎井。滾筒直徑與滾筒寬度的計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算公式。最大靜張力為Fjmaxng(m〔mz1)(sin f〔cos)Lmpg(sin f2cos)=4X10X(1800+610)X(sin22+0.02Xcos22)+288.9X1.18X10X(sin22+0.25cos22)=39966.92N最大靜拉力差：對于單鉤提升，具值等于最大靜拉力，即FcmaxFjmax-nmt1⑻門0-f18s0)g=39966.92-4X610X(sin22-0.02Xcos22)=31278.98N式中L 提升斜長，m；———井筒傾角，若B與甩車道傾角相差較大時，應(yīng)按甩車道傾角計算。根據(jù)計算的滾筒直徑、寬度及Fjmax、Fcmax查提升機(jī)規(guī)格表選出合適的提升機(jī)，而計算出的最大靜張力，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3-1選JTB1.6X1.2-20型提升機(jī)卷筒：鋼絲繩最大：1600mm寬度：1200mm鋼絲繩最大靜張拉力4.5t 鋼絲繩最大直徑24.5mm破斷力總和34.5t 減速比20驗(yàn)算卷筒寬度:L30(43)DKDp'

288900307 16002 1616.7)702.28, 2 2K-1.4d-202Dp=D+2=16002-1 2 22-1 .4202-202=1616.7mm確保提升機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)度Vm''=2.45m/s轉(zhuǎn)速比20第五節(jié)：天輪選擇游天輪Dt>=40d=800mm選取TD12-20型游動天輪：直徑1200mm變位質(zhì)量202kg鋼絲繩直徑20mm 最大流動距離600mm第六節(jié)：提升機(jī)與井口相對位置的計算一、井架高度Hj1.斜井甩車場HjLsin=4.8m井口至鋼絲繩與天輪接觸點(diǎn)間的斜長，LLbLtLg0.75R=10+5+12+0.75*1.2=27.9,圖10-6斜井單鉤甩車場井口相對位置圖Lb——井口至道岔A的距離，一般為1075mLg——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)計載荷、最大提升速度和實(shí)際制動力等參數(shù)計算確定，并應(yīng)留有1.5倍的備用系數(shù)；Lt——道岔A到用車停止時鉤頭位置的距離，Lt1.5nLg=1.5X4X2=12mLg為一輛礦車的長度，m；Rt 天輪半徑,m；——根據(jù)井口車場設(shè)計白^棧橋傾角，一般為 80~12。取10。二、鋼絲純弦長Lx根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定“大輪到滾筒上的鋼絲純，最大內(nèi)外偏角不得超過130?！庇捎谄堑南拗?，可計算出最小弦長Lxmino.游動天輪單鉤提升時(如圖10-8):BYBYLxmin 19.1(BY)=19.1X(1200-600)=11.462tan22tan130式中B——滾筒寬度，m；Y 游動天輪的游動距離。

圖10-8斜井游動大輪位置、提升機(jī)滾筒中心至天輪中心水平距離LsLs《Limin(HjC0)2=11.11 (10-29)式中 C0=1.5?2——提升機(jī)滾筒中心至井口水平高度。取2m將Ls取為接近計算值較大的整數(shù)，Ls=12m然后再求實(shí)際弦長LxLs(HjC0)2=12.32m四、計算鋼絲純實(shí)際的外偏角1、內(nèi)偏角.游動大輪單鉤提升arctanB-Y=arctan——0.5—=1.14<1 .302Lx 212.32求出的內(nèi)外偏角均應(yīng)小于130。五、求出鋼絲繩的下出純角1.當(dāng)滾筒直徑與大輪直徑不同時下出純角HjCo DDt . 2.8 . 1.2xarctan arcsin =arctan +arcsinLs 2Lx 12.32 12.32=18.4>15為使提升機(jī)主軸的受力狀態(tài)滿足設(shè)計要求和防止鋼絲繩與提升機(jī)基礎(chǔ)相碰，要求鋼絲純的下出純角 x150最后根據(jù)上述計算，畫出提升機(jī)與井口相對位置圖，如圖10-6。第七節(jié)：預(yù)選提升機(jī)電動機(jī)(1)估算電動機(jī)功率：Fjmaxvm 39966.922.45單鉤提升 N = 1.2127.72kw1000j10000.92式中 Vm——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，m/s;j——減速器傳動效率，單級傳動時 j=0.92,雙級傳動時j=0.85;電動機(jī)容量備用系數(shù),=1.1~1.2

電動機(jī)容量備用系數(shù),=1.1~1.2(2)估算電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù):60vmi60.2.4520

n - 781rad/min冗D3.141.2式中i——減速器的傳動比。在選擇提升機(jī)時，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)際最大提升速度冗Dne3.141.2冗Dne3.141.21000…vm 3.14m/s60i6020(10-19)式中ne 預(yù)選出的電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min確定出的提升機(jī)的最大提升速度斜井用車升降人員或升降物料時vm5m/s,專用人車的運(yùn)行速度不得超過人車設(shè)計的最大允許速度。 斜井箕斗開降物料時，一般vm7m/s,當(dāng)采用重型鋼軌、鋪設(shè)固定道床時， vm9ms第八節(jié)：提升系統(tǒng)的總變位質(zhì)量:md=G2di2/D2=490X202/1.22=13611.1kg查《礦山運(yùn)輸提升》續(xù)表mj=4580kg,mt=202kgms、 mx——重車組上提、空車組下放時系統(tǒng)的總變位質(zhì)量， kg;msn(m〔mQmpLpmtmjn=4X(1800+6100)+288.9X1.18+202+4580+13611.1=50334kgmxnmz1mpLpmtmjmd=4X6100+288.9X1.18+202+4580+13611.1=25934kgLp,mt二天輪變位質(zhì)量、mj=卷筒變位質(zhì)量、md=電動機(jī)變位質(zhì)量第九節(jié)：提升動力學(xué)計算：TOC\o"1-5"\h\z已知：上下車場內(nèi)傾角 00=3井筒傾角6=22礦井阻力系數(shù) k=1.1基本動力方程Fn(km1 mz1)(sin if1cosi)g mp(Lx)(sin if2cos i)gnmz1(sin if1cos i)gmpx(sin if2cosi)gma1)重車組在井底車場空車組在井口車場運(yùn)行階段F01n(km1mz1)(sin0f1cos0)gmpL(sin f2cos)gnmz1(sin0f1cos0)g ma0=4X10X(11X1800+61)(sin3+0.02cos3)+208.9*1.18*10(sin22+0.25coss22)-4x61x(sin3-1.02cos3)+50334X0.1=13802.14初加速終了F01'n(km1 mz1)(sin 0f1 cos0)gm(pL—L01)(sinf2cos )gnmz1(sin 0f1cos 0)g mpL01(sin0f2cos0)g ma0=4X10(1.1X1800+610)X(sin3+0.02cos3)+1.18X10X(288.9-1.25)X(sin22+0.25cos22)—4x61x10(sin3-0.02cos3 )-1.18x10x1.25(sin3-0.25cos3)+50334X0.1=13796.1等速開使 F02=F01’— ma0等速終了：F02'n(km1 mz1)(sin 0f1 cos0)g m(p L—LD)(sin f2cos)gnmz1(sin 0f1cos 0)g mpLD(sin 0 f2cos0)g=4X10X(1.1x1800+610)x(sin3+0.02cos3)+1.18x10(288.9-26)(sin220.25cos22)—4X610X10(sin3-0.02cos3)-1.18x26X10(sin3-0.25cos3)=8643.24空重礦車組均在井筒中運(yùn)行階段主加速開始F1n(km1 mz1)(sin0f1cos0)g m(p L—LD)(sin f2cos )gnmz1(sin 0f1cos0)gmpLD(sin 0 f2cos0)g ma1

=4X10(1.1X1800+610)(sin22+0.02cos22)+1.18X10(288.9-26((sin22+0.25cos22)-4X610X10(sin22-0.02cos22)-1.18X10X26(sin22-0.25cos22+50334X0.1=38913.23主加速終了F1'n(km1mz1)(sin0f1cos0)gm(pL— LD— L1)(sin f2cos)gnmz1(sin f1cos)g mpLD(sin f2cos)gma1=38910.9等速開始： F等速開始： F2 F1'-Ma1=33877.9等速終了F‘2 n(km1mz1)(sinf1cos)gm(pL—LD—L1— L2)(sin f2cos)gnmz1(sinf1cos)gmp(LDL1L2(sinf2cos)g=4X10X(1.1X1800+610)(sin22+0.02cos22)+1.18X10(288.9-26-0.325-262.0 )(sin22+0.25cos22)-4X610X10(sin22-0.02cos22)-1.18X10(26+0.325+262)(sin22-0.25cos22)=31560.73主減速開始F3F2’- ma3=1360.33主減速終了F3' n(km1 mz1)(sin0f1cos 0)g m(p L— LD— L1—L2— L3)(sin f2 cos)gnmz1(sin f1cos)g mp(LD L1L2L3)(sin f2cos)g— Ma3=4X10X(1.1X1800+610)(sin22+0.22cos22)+1.18X10X(88.9-26-0.325-262-0.325 )(sin22+0.25+0.25cos22 ) -4x610x10(sin22-0.02cos22 )-1.18x10(26+0.325+262+0.325)(sin22-0.25cos22)-50334X0.6=1357.4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；F4n(km1mz1)(sin0f1cos0)gmpLk(sin0f2cos0)gnmz1(sin0f1cos0)gmp(LDL1L2L3)(sinf2cos)g=4X10X(1.1x1600=610)x(sin3+0.02cos3)+1.18X10X26(sin3+0.25cos3)-4X610X10(sin3-0.02cos3)-1.18x10X(26+0.325X2+262)(sin22-0.25cos22)=6307.73等速終了F4 n(km1mz1)(sin0f1coso)gmp(Lk Loi)(sin0f2cos0)gnmz1(sin0 f1coso)gmp(L—Loi)(sin f2cos)g=4X10X(1.11x1800+610)(sin3+0.02cos3)+1.18X10X(26-1.25)(sin3+0.25cos3)-4X610X10X(sin3-0.02cos3)-1.18x10(288.9-1.25)(sin22-0.25cos22)=6300.75減速開始F5F4'Ma'=1267.35提升終了F5 n(km1 mz1)(sin0 f1cos0)g nmz1(sin 0f1cos 0)g mpL(sin f2 cos)g ma=4X10X(1.1x1800+610)(sin3+0.02cos3)-4X610X10(sin3-0.02cos3)-1.18x10X288.9(sin22-0.25cos22)-50334X0.1=1193.63第十節(jié)：年提升能力計算年提升能力A 3600brtnm1 36003301141.8An -= 80.94kt/acT 1.29930 A提升能力富裕系數(shù) af」=80.94/30=2.7An第十一節(jié)：電動機(jī)容量驗(yàn)算T1)求 F2dt0TTOC\o"1-5"\h\zFdt=( F01 + F01' ) 10,2+(F02+F02F02' +F02' )t 02/3+ (F1 +F1' )0t1/2+(F22+F2F2； +F2' 2)t 2/3+(F 32+F3‘ 2)t 3/2+(F 042+F04F04' +F04' 2)t 02/3=9.5*10 8+37.5*108+7.6*108+3500*108+0.0092*108+19.67*108=3574.28*10 82)等效時間Td=1/2(t01+t02+t1)*2+t2+?/3=1/2X(5+49.5+0.5)*2+327.5+25/3=390.