完整版矿井提升与运输课程设计终极版Word文档下载推荐.docx
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2.3.4电动机功率
F辺
202685x0.92
N—=
==219.4KW
1000H
1000X0.85
v为刮板链运行速度,0.92m/s;
n为减速器的机械效率,0.85。
考虑到采区的电压降,双机头驱动两电机负荷不均匀及难以准确
计算的额外阻力,实际配备的电动机的功率,应在计算值上增加15%
~20%勺备用量,则N=(1.15~1.2)N=252.2〜263.3kw,SGW730/180
型号刮板输送机配备两台90Kw的电动机,功率不满足要求,故重新选型。
2.4重新选型
若选SGZ—730/264W型号刮板输送机,其链速为v=0.95m/s,链单位长度质量q。
=52Kg/m,1条26*92的C级圆环链的破断拉力为850KN输送能力为Q=600t/h,有两台160KW勺电动机。
重新计算上述步骤,得Q=326t/hv600t/h,故运输能力满足
要求。
计算Fzh=88932N,Fk=61356N,F°
=181848N,N=203
KW,N=233.5〜243.6KW而该刮板输送机电机为264KW故功率满足要
求。
2.5刮板链强度验算
2.6
安全系数是链条拉力与最大张力之比,要求大于3.5。
因为
FzhFk0,所以刮板链3点的张力最小,令F3=0,则:
Fma)=F4=F3+Fzh=88932N
中双链型负荷分配不均匀系数取0.9,安全系数
2FdA2X850X1000X0.9
n=L2F^=―=143>
35
n为链条的安全系数;
Fd为一条链条的破断拉力,850KN
Fmax为刮板链的最大静张力,88932N;
入为双链负荷不均匀系数,0.9。
刮板链的强度满足要求,可以在要求的条件下工作。
根据以上计算,刮板输送机可以在要求的条件下工作。
第二章带式输送机选型设计
3.1关于带式输送机
带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备,可
输送矿石、煤炭等散装物料和包装好的成件物品。
由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输途中对物料的损伤小等优点,被广泛应用于国民经济的各个部门。
在矿井巷道内采用带式输送机运送煤炭、矿石等物料,对建设现代化矿井有重要作用。
图2-1所示是带式输送机的结构简图。
3.2输送机的选型
3.2.1带速V的确定
带速V根据带宽和被运物料性质确定,我国带速已标准化,具体选取参考课本表3-19初步确定带速V=2m/s。
3.2.2带宽B的确定
按给定条件Q=650t/h,输送机长度L=800m倾角=4°
散煤
容重=1000kg/m,最大块度a=300mm查表3-18,得k=0.99,求出
物料断面积
按槽角a=45°
,堆积角B=0°
查表3-17,取带宽B=1000mm
3.2.3圆周力Fu
Fu=Fh+Fn+Fs1+Fs2+Fst=CfL[(2qB+qG)cos[3+qRc+qRQ+qGHg+Fs〔+Fs2
查表3-22得:
f=0.025。
查表3-23得:
nm=39kg,RRU=42kg。
取IR<
=1.2m,lRU=3m,贝U
3942
qR—=32.5kg/m,qRU^=14kg/m
查表3-6和表3-7得,选钢丝绳芯胶带GX-4000,得qB=66kg/m,
则
qG^=90/3.6亠一=90kg/m
倾斜阻力:
Fst二q(Hg=GG洱〕衣工已=90=9.8一--二…匸=49392N
特种主要阻力:
Fs1=Fsa+Fsb
按重载段为等长三托辊、前倾角—二
Fsa=〔._•“;
(qB+qG)…丁怒厂乞:
氏
=0.5■〔二:
W〕・!
?
丄…丸--7〔:
■.j.:
^1上丄]
=5632N
由于不设裙板,故Fsb=0。
FS2=Fsc+Fsd
Fsc二AP=0.0042二.L…-亠…N
Fsd=n:
:
._丄二」…一二
Fs2:
N
故
Fu=1.05X0.C25X800X9.»
[32.5+14+C2X47.1十90)cos4D]+49392+5632+1605
=102407N
3.2.4各点张力计算
按启动时的工况求出F1、F2,取n=1.3、a=a1+a2=300°
、卩=0.4,则
F1=Fma>
=-——=-—-=:
'
■-<
F]120840
=—=24882N
正常运行时各点的张力:
空段阻力Fk,忽略传动部分长度,则
Fk=qBLfgcosB+qRULfg一qBLgsinB
=800X0.025X9.8C47.1cos4°
+14)一47.1x800x
Xsin4;
=-13892N
重段阻力Fzh
Fzh=(4b+qG)(fcos5+血閃Lg+qR0Lfg
=(47.1+90X0.025cos4&
+sm4°
)X800X9.8+32.5X600
X0.025X9.8
=108428N
F3~F2=24882N
F4=F3+Fk=24882-13892=10990N
F5=F6-Fzh=120840-108428=12412N
3.2.5校核垂度
垂度校核必须分别校核重段垂度和空段垂度,两者都要找出最小
张力点。
由各点的张力计算值可知,重段最小张力点在位置5,空段最小
张力点在位置4。
重段垂度所需要的最小张力为:
■A通过
空段垂度所需要的最小张力为:
通过
326校核胶带安全系数
ofcB40000X100
fZT=120840
3.2.7电动机功率的确定
F(jv
102407X2
N—-
=241KW
1000nm
1000X0.85
可选3台大于241KW的电机,其中两台工作,一台备用
3.2.8拉紧力计算
Fh=F4+Fs=990+12412=13402N
此拉紧力是按稳定运行条件计算的,启动和制动工况还要按加、减速度的惯性力增大拉紧力,以免输送带在滚筒上打滑。
第三章副井落地式摩擦提升机选型设计
4.0设计依据
井口标高
井底车场水平
最大班工作量:
下送人员
提升矸石
运送坑木
沙石、水泥
饮水车
油脂车
炸药
雷管
其它
最大件重量
4.1关于副立井提升设备
+1500.00m
+600.00m
130人/班,
485t/天
38nV天
28nV天
2车/天
20车/天
1车/天
40000kg
矿井提升设备是沿井筒提升煤炭、矸石,升降人员和设备,下放材料的大型机械设备。
它是矿山下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽,是矿山运输的咽喉。
因此,矿井提升设备在矿山生产的全过程中占有极其重要的地位。
此外,矿井提升设备是一大型的综合机械化一电气设备,其成本和耗电量比较高,所以在新矿井的设计和老矿井的改建设计中,确定合理的提升系统时,必须经过多方面的技术经济比较,结合矿井具体
条件,保证提升设备在选型和运转两个方面都是合理的,即要求矿井
提升设备具有经济性。
副井罐笼规格的选择按如下规定确定:
根据井下运输使用的矿车名义载重量确定罐笼的吨位;
根据运送最大班下井工人的时间不超过40min或每班总作业时间是否超过6h来确定罐笼的层数。
一般应先考虑单层罐笼,不满足要求时再选择双层罐笼。
综采工作面使用液压支架需整体下运,其宽度为1.5m,为矿井
外形尺寸最大件。
4.2设备类型的确定
4.2.2选择钢丝绳
经常性作业中,以提矸作业载荷最重,故以此条件选择钢丝绳。
一次提矸量Q
Q2q?
v213501.74950kg
根据罐笼型号,决定选用四绳摩擦提升机,n=4;
采用两根尾绳,
n仁2。
已知提人又提货的钢丝绳安全系数ma按《煤矿安全规程》规定应用下式计算
讥8.20.0005Hc7.72
h为主绳最大垂长,m其值为
HcHsHjHb9004025965m
井塔高度H暂取40m尾绳环高度H取25m
主绳单位重力p
QgQ2g2qcg
p2c31.92N/m
n(0.11-BHJma
根据计算出的p值,选用6A(34)钢丝绳其主要参数值为:
d=31mmP=39.41N/m,max2.2mm,Qq690.5kN。
根据主绳情况,选
用6*37钢丝绳做尾绳。
其只要参数值为dw47.5mm,q79-29N/m-
由于n:
qnp0.59%3%,可认为本系统为等重尾绳系统。
np
下面验算安全系数ma
4Qq
ma
QgQzg2qcg4pHj2q(HHh)
4690500
42009.81161109.8127159.81431.9240279.29(69025)
8.337.88
所选钢丝绳符合要求。
4.2.3选择提升机
D100d3100mm
D1200max2640mm
可选用JDM3.25/4(I)型多绳提升机。
配用导向轮直径Dt=3m
导向轮的变位重力Gt=30.6kN.
上述提升机的有关数据是:
D=3.25m,
Fj450kN,Fjc140kN,Gj136kN。
2
衬垫允许比压Pb200N/Cm.
下面分别验算Fj.max,Fjc,Pb的值。
FjcQgQzg2qcg4pHj2q(H击)
42009.81161109.8127159.81431.9240279.29(69025)331.8kN450kN
FjcQg4.29.8141.2kN136kN
FsFx22
pb—-175.8N/cm200N/cm
Dndn
提矸石时上升罐笼静张力Fs及下放侧静张力Fx表示
式为
FsQgQZg2qcg4pHj2q(HHb)331.8kN
FxQzg2qcg4p(HjH)2qHh
161109.8127159.81431.92(40690)279.2925
267.4kN
根据以上计算结果,可知所选提升机满足要求。
4.2.4相对位置计算
落地式布置的相对位置图与图7-7类似。
取主导轮与导向轮
中心垂直高差Ht=5m围包角a为
180
ao3.39rad
180o
之计算值为
rRsrR
arcsinarctan
.Ht2(srR)Ht
上式中R,r分别为主导轮及导向轮的半径。
井塔高度Hj
HjHtHg0.75R30m
考虑到安全设施和设备安置的需要,确定Hj=40m,由于Vm在
10m/s左右,故上式的过卷高度Hg定为10m
4.2.5预选电动机
经济速度V
v0.4,H0.4,69010.5m/s
拟用交流异步电动机,由v值查得上述提升机应配以i10・5的减速器。
电动机的同步转速n600r/min。
初步计算电动机容量N
kQgvm
N巴793.9kW
j
•=0.85,取E=1.3,k=1.2
根据上述n值,选用YR800-10/1180型高压6kV交流电动机
其主要参数为:
Ne=800kWne
591r/min;
d
0.92,
22
2.06;
(GD)d7.15kN/m
4.2.6运动学计算
计算总变位质量
m
先计算变位重力
G
GQ2(
Qzs2qc)g
GzGw
GjGtGd827.61kN
Gz为主绳变位重:
力,Gz
np(H
2Hj)Gw为尾绳变位重力,
Gwngq(H2Hh):
为电动机转子变位重力,
Gd
(GD)di2
D2i
根据G可求出变位质量m
mG84363kgg
4.2.7加减速度的确定
考虑到《煤矿安全规程》的规定,a1,a3均应小于0.75m/s。
以
充分利用电动机的过载能力和减速器允许最大力矩的限制为原则,
计算出的加速度a1<
0.66m/s2。
取实际的工a1=0.65m/s2。
考虑到
以自由滑行运转的减速度0.64m/s2,而采用适当制动力时的减速
度为0.87m/s2,决定采用0.75m/s2作为实际的减速度a3
运行学参数计算
先用下式确定Vm
罐笼提升通常采用五阶段速度图。
采用h4=2.5m,v4=0.5m/s,若略去最后停车阶段,可得出相应各阶段的行程和时间
h92.5m;
h2475.8m;
h379m;
h42.5m
t115.8s;
t249.7s;
t313.3s;
t45s
取0=22s,则
Tx=t1+t2+t3+t4+0=105.8s
4.2.8防滑验算
取摩擦系数卩=0.2,此时°
d>
1.75.
动防滑验算
取卩=0.25。
在提升货载时,验算加速阶段的。
d>
1.25;
在下
放货载时,验算紧急制动时,可令'
d1。
这里,只验算正常最重货载(矸石)提升,以及正常最重载
(因为材料重力小于矸石,较重设备与矸石重力相近,故仍以矸石
为准)下放两种情况
由以上计算结果可以看出,本系统在正常作业时,防滑安全系
统均较为富裕。
考虑到副井作业的多样性(例如偶尔下放大件设备)
这也是合理的。
4.2.9动力学计算
由以上已知各参数,代入动力方程式,各阶段拖动力计算结果
如下
4.2.10电动机容量验算
等效容量Nd
过负荷验算:
在确定al时,已经考虑了过负荷能力。
由于多绳罐笼采用摇台
作为承拉装置,因此可不必再进行负荷性能的校验。
根据以上分析,预选的Nc=800kw的电动机是满足要求的,而
Ne800
1.07
且具有肌741.5的富裕系数。
副井最大班作业时间平衡表(电算输出)
附表1副井作业时间平衡表
N
ZYS
CZ
CI
S
TX/
MN
TS/
1
RY
65
9
.9
142
43
21.
5
11.
3
LG
240
.1
534
8.9
4
ZA
.6
393
6
6.5
ZH
600
677
29
BO
15
92.
1.5
7
SH
50
8
127
17.
05
TG
22
109
99.
181
.48
注:
最大班井工人按
130人计算,提矸石作业量按40000kN计
工作制度:
310d/a;
15h/d
设计提升能力:
700万t/a
提升钢丝绳、提升机、井架、
卸载高度:
16m
提升方式:
双箕斗提升
5.1
关于主井提升系统
矿井的提升设备主要是由提升容器、
天轮和装卸载设备等组成。
进行提升设备选型设计时,矿井年产量An和矿井深度Hs为已知条件,当提升容器的类型确定后,还要选择容器的规格。
在提升任务确定后,选择提升容器的规格有两种具体情况:
一是选择均较大的规格的容器,一次提升量较大,则提升次数少。
这样,因为一次提升量较大,
所需的提升钢丝绳直径和提升机直径较大,因而初期投资较多。
但提
升次数较少,运转费用较少。
二是选择较小规格的容器,情况和上述
相反,因而初期投资较少,而运转费用较多。
其原则是:
一次合理提升量应该使得初期投资费和运转费的加权平均总和最小。
其结构简单
5.2设备选型
5.2.1提升容器的确定
小时提升量As
CafAn1.15X1.2X700X104
As=…“=2077t/h
fbjJ310X15f
Ah—小时提升能力,t/h;
af—提升能力富裕系数,a
=1.2;
br—年工作日,br=310d;
t—日工作时间,t=15h
提升高度估算H
H=20+672+16=708m
提升速度估算
V)=0,6XV708=16m/s
一次提升时间估算
一次提升量
选择提升容器
由于主提升是矿井的咽喉,根据矿井现有提升的经验,主提升留有一定的富裕能力是很有必要的。
因此,主提升容器选择一对50t箕斗。
箕斗主要技术参数见下表。
箕斗主要技术参数
序
号
项目
单
位
结果
名义载重Q
t
有效容积V
3m
52.5
自重
全高
9.25
最大提升高度
800
一次提升量Q=40.6t
5.3选择钢丝绳
绳端荷重
Q=Q+C=(22+20)x10=42000kg
实际提升高度
Ht=20.4+807.43+15+7.61+0.3=850.74m
钢丝绳的悬垂长度
Hj2+H+H-Hx=899.24m
钢丝绳单位长度重量
Qd42000
4(1.1/mHc)=4(1.115700/7899.24)=669kg/m
主提升钢丝绳主要技术参数
主钢丝绳直径d
mm
39.00
主钢丝绳单重p
kg/
7.840
主钢丝绳最粗钢丝直
径5
3.20
主钢丝绳全部钢丝破
断力总和Q
kN
1090.
00
主钢丝绳抗拉强度b
MP
1950.
a
尾绳选择
尾绳钢丝绳主要技术参数
钢丝绳直径(宽x厚)
166x
26
钢丝绳单重q
17.68
钢丝绳全部钢丝破断
力总和Qw
2110
钢丝绳抗拉强度"
w
1373.a00
5.4系统不平衡重量计算
△=2qk—4pk=2Xl7.68—4X7.84=0kg/m
△/4pk=0/(4X7.84)=0,提升系统按等重尾绳计算。
5.5选择提升机
5.5.1主导轮直径
Dg>
90d=80X39=3120mm
12005=1200X3.2=3840mm
5.5.2最大静张力
F=(42000+4X7.84x893.01)x9.81x10-=686.75kN
5.5.3最大静张力差
Fc=20x9.81=196.2kN
5.5.4选择提升机
选择JKM—4.5x4(皿)E型落地式四绳摩擦提升机,其主要技
术参数如下:
主导轮直径:
D=4.5m
天轮直径:
CM=4.5m
最大静张力:
Fj0=900kN
最大静张力差:
Fo=220kN
旋转部分变位重量
G=29t
天轮变位重量:
G=11.5x2=2
衬垫摩擦系数:
a=0.25
衬垫比压:
Pm=1.962MPa
钢丝绳间距:
a=350mm
5.6提升机衬垫比压及钢丝绳安全系数验算
561钢丝绳安全系数验算
规程要求的安全系数:
m=7.2—0.0005Hc=7.2—0.0005X899.24
=6.75
钢丝绳实际安全系数:
m=410901.177=7.47>
6.75
686.75
5.6.2比压验算
pb2Fj—F=2686.75T96.2=1.49MPa<
1.962MPa
nDd44.544
5.7选择电动机
5.7.1提升速度
《煤矿安全规程》允许的最高速度:
Vm=0.6X..837.51=17.36
m/s取Vn=14m/s。
5.7.2
电动机功率
选用同步电动机1台,其主要
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