运输专项设计及设备选型.docx
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运输专项设计及设备选型
第一节 矿车
一、矿车
矿井整合前辅助运输使用1t矿车,本次设计根据矿井生产能力选用1t固定式矿车、2t材料车和2t平板车,配备油脂专用车、重型平板车等。
二、各类矿车的数量
矿井达产时各类矿车规格特征及数量见表4-2-1、表4-2-2。
达产时各类矿车规格特征表
表4-2-1
矿车名称
矿车型号
容积
(m3)
名义载重
(t)
外形尺寸(mm)
轨距
(mm)
轴距
(mm)
自重
(kg)
长
宽
高
固定式矿车
MG1.1—6A
1.1
1
2000
880
1150
600
550
610
材料车
MLC2—6
2
2000
880
1150
600
600
580
平板车
MPC2—6
2
2000
880
415
600
550
490
重型平板车
非标特制
20
3460
1300
364
600
1100
1240
重型平板车
非标特制
10
3460
1300
304
600
1100
1010
油脂专用车
MYC1.1-6
1.1
2400
1050
1190
600
905
达产时各类矿车数量表
表4-2-2
矿车名称
矿车型号
矿车数量(辆)
备 注
生产
备用
合计
固定式矿车
MG1.1—6A
40
10
50
已有30辆
2t材料车
MLC2—6
8
2
10
2t平板车
MPC2—6
10
5
15
重型平板车
20t
8
2
10
重型平板车
10t
8
2
10
油脂专用车
MYC1.1-6
1
1
2
合计
97
第二节 运输设备选型
井下煤炭运输采用胶带输送机的运输方式,辅助运输采用无极绳连续牵引车牵引矿车的运输方式。
一、煤炭运输设备
(一)主斜井带式输送机验算
1、原始数据及工作条件
(1)矿井年产量:
1.2Mt/a,工作制度330d,16h/d。
(2)井口卸载点至井底煤仓斜长:
L=674.4m,提升垂高297m。
(3)井筒倾角:
δ=23.5°-21°;
(4)散煤容重:
950kg/m3;
(5)输送能力:
Q=320t/h(井底煤仓设GLD1500/4/S给料机,功率4kW);
(6)工作环境:
温度、湿度适中,灰尘较多,机头部分处于室内。
(7)带式输送机布置形式及力学简图见图7-1-1。
图 7-1-1 主井大倾角带式输送机设计示意图
2、选型设计计算:
(1)基本参数设定:
输送带种类:
选用阻燃型抗静电钢丝绳芯带,带宽B=1000mm,带强ST2500,带速V=2.5m/s,每自然米输送带重量qB=36.8kg/m。
(矿方建议选用)
承载托辊采用4辊深槽角,托辊直径φ=133mm,L=380mm,轴承为6305/C4,辊子承载能力P0=2.27kN,托辊实际最大静载荷Pmax=e×a0×(Im/v+qB)×9.8=0.68kN,最大动荷载P′max=0.824kN,<P,满足使用寿命;承载托辊形式:
每9组槽型托辊加1组槽型前倾托辊,ε=1.383°;上托辊间距a0=1.2m,每米上托辊转动部分承载重量qRO=18.4g/m。
下托辊直径φ=133mm,L=1150mm,轴承为6305/C4;回程托辊形式:
4组平行加1组V型,λ=10°ε=1.5°;回程分支托辊间距aU=3.0m,每米下托辊转动部分重量qRU=5.7kg/m。
每米带式输送机上物料重量qG=35.6kg/m;导料槽长度4500mm;模拟摩擦系数:
f=0.035;长度附加系数C=1.17。
(2)输送机输送能力计算
选用B=1000mm的带式输送机,其能力校验:
Q=3.6×0.1216×2.5×0.77×950=801t/h>320t/h满足
(3)园周力及传动功率计算
①、主要阻力FH
FH=fLg[qRO+qRU+(2qB+qG)Cosδ]=28732N
②、提升阻力
FSt=qGgH=91989(N)
③、主要特种阻力
FS1=Fε+Fgl
前倾上托辊摩擦阻力:
Fε上=Cε·μ0·Lε上(qB+qG)·g·cosδsinε=2084N
前倾下托辊摩擦阻力:
Fε下=μ0·Lε下·qB·g·cosδsinε=2120N
物料与导料槽板间摩擦力:
Fgl=μ2I2VρgL/v2b12=110(N)
FS1=Fε上+Fε下++Fgl=4316(N)
④、附加特种阻力
FS2=Fa+n3Fr=3500N
Fa—犁式卸料器附加阻力,本设备没有犁式卸料器,故Fa=0
胶带与清扫器的摩擦阻力:
清扫器设置:
2个弹簧,2个空段。
⑤、园周驱动力
Fu=CFH+FSt+FS1+FS2=133422N
⑥、功率计算
传动滚筒轴功率
PA=(Fu×V)/1000=334(kW)
电机轴功率:
PA=1.5PA=467(kW)
选用YB2450S2-4型电动机,(250KW×210KV),能满足要求。
(4)张力计算
①、按垂度条件
承载分支F承min≥[a0(qB+qG)g]/[8(h/a)adm]=10636(N)
回程分支F回min≥(aUqBg)/[8(h/a)adm]=13524(N)
②、按不打滑条件
按不打滑条件F2(S1)min≥FUmax/(eμφ-1)=KaFU/(eμφ-1)
式中:
μ=0.3;
φ1=190°,φ2=190°;
eμφ=5.24;
起动系数取Ka=1.5
最大圆周驱动力:
Fumax=1.5×FU=200133(N)
按P1:
P2=1:
1,第二传动滚筒的力用足
F2min=F2umax/(eμφ2-1)=77563(N)
③、各特性点张力
根据以上条件,传动滚筒奔离点的张力为97563(N),令S2=97563(N)则各点张力如下:
S3=S2=97563(N)
S4=1.02S3=99514(N)
S5=S6=S7=S4+fLg(qRU+qB)+Fr-qB·H·g=17636(N)
S8=1.04S7=18341(N)
S9=S8+fLg[qro+(qB+qG)]+FS1+qG·g·H+qB·g·H=230848(N)
S1=S10=1.02S9=240083(N)
S1-2=164274(N)
④、验算不打滑、胶带安全系数
总围包角:
S1/S2=2.46<5.24=eμφ
第1围包角S1/S1-2=1.4<eμφ=2.29
第2围包角S1-2/S2=1.68<eμφ=2.29,不打滑
带式输送机安全系数:
n=7-9
m=10.4
(5)传动滚筒
第一传动滚筒的合力为404KN,选用直径1250传动滚筒,其所需扭矩为33.4KN.m,选用传动滚筒100125,其许用应用450KN,许用扭矩52KN.m,满足使用要求。
(6)逆止器力矩计算
FL=2(FSt-FH)=164276N(f=0.012)
作用于传动滚筒上的力矩:
M′=FL·D/2000=103KN.m
3、选型结果:
主斜井带式输送机技术参数及特征表
序号
项目
单位
主斜井带式输送机(DTC100/32/2×250
1
运输量
t/m3
320
2
运输物料
原煤(0-300mm)
3
松散密度
t/m3
γ=0.95
4
带宽
mm
B=1000
5
带速
m/s
V=2.5
6
输送机倾角
度
23.4——21
7
输送距离
m
674.4
8
输送机的提升高度
m
264
9
驱动方式
变频软启动
10
最大张力
N
240083
11
胶带(钢丝绳芯MT668-2008)
宽度
mm
B=1000
带强
N/mm
ST2500
12
电动机
型号
YB2450S2-4
功率
kW
N=250
台数
台
2
电压
V
10kV
13
减速器
型号
B3SH15
速比
I=40
14
偶合器
型号
15
拉紧装置
型号
ZYJ-140
功率
16
制动器
型号
KZP-1400/156
台数
2
17
逆止器
型号
DSN200
台数
2
18
安全系数
10.4
带式输送机设有防跑偏、打滑、断带、沿线急停等各种保护装置,依据故障性质和程度,分别动作于事故报警或紧急停机。
4、配电控制
主斜井皮带电机为10kV直供,两回10kV电源引自工业广场主副井10kV变电所10kV侧不同母线,皮带机头配电室设1台TKD-NT-10型双电源柜引接电源;0.4kV电控电源引自主副井10kV变电所0.4kV侧不同母线。
胶带机电控系统采用带式输送机变频控制系统PLC控制,控制系统设备及带式输送机起停;设有带式输送机防跑偏、打滑、断带、纵撕、溜槽堵塞、沿线急停、驱动滚筒温度保护、烟雾、洒水等各种安全保护装置及信号系统。
控制设在主斜井井口房内。
在井筒中每隔25m设置1套PDBS断带抓捕器。
(二)集中运输大巷带式输送机(东段)
集中运输大巷带式输送机水平长1100m,提升高度10m,主要为一、二采区煤炭运输服务。
设备选型如下:
(1)设计依据
带式输送机运量:
Q=900t/h;
带式输送机水平长度:
Lh=1100m;
垂高:
H=10m
煤的松散容重:
ρ=950kg/m3;
带宽:
B=1000mm
(2)带式输送机选型计算
根据输送带上物料的最大截面积、带速和倾斜系数,经核算带宽B=1000mm、带速v=3.15m/s满足Q=900t/h生产能力的要求。
Q=3.6.S.V.ρ.K=1144t/h
图4-3-1集中运输大巷带式输送机(东段)计算简图
①、圆周驱动力的计算
托辊运行阻力系数:
动力运行f=0.035
传动滚筒摩擦系数:
μ=0.25;;
承载托辊直径φ=133mm,L=380mm
回程托辊直径φ=133mm,L=1150mm
采用35°槽角
承载托辊间距α0=1.2m;
回程托辊间距αu=3.0m;
清扫器设置:
2个弹簧,2个空段。
带速:
v=3.15m/s;
初选带强:
钢丝绳芯阻燃抗静电胶带ST1250,符合MT668-2008
物料重量:
qG=79.4kg/m
每米胶带重量:
qB=24.7kg/m
上托辊每米长转动部分重量:
qR0=15.75kg/m
下托辊每米长转动部分重量:
qRu=5.36kg/m
系数:
c=1.09。
主要阻力:
FH=fLg[qR0+qRu+(2qB+qG)cosδ]=56544N
倾斜阻力:
Fst=qG·g·H=11939N
主要特种阻力:
Fs1=Fε+FGL=CεμoLε(qB+qG)gcosδsinε+
=8458N
附加特种阻力:
Fs2=n3·Fr+Fα=n3·A·P·μ3+B·K2=3500N
所需传动滚筒所需圆周驱动力:
Fu=FH+Fs1+Fs2+Fst=85531N
②、电动机计算
轴功率:
PA=FuV/1000=269kW
驱动电机功率:
PM=1.5PA=404kW
选用YB2-450S1-4(220KW×2,1140V)电动机
③、张力计算
A、按垂度条件(重载)
承载分支F承min≥[a0(qB+qG)g]/[8(h/a)adm]=15298(N)
回程分支F回min≥(aU
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