礦井提升機畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　礦井提升機是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人員、下放材料的大型機械設(shè)備。它是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐,故要求具有很高的安全性,其成本和耗電量也比較高。因此本次在礦井提升機選型設(shè)計中, 主要是根據(jù)所給參數(shù)確定礦井提升設(shè)備，包括選擇提升容器、鋼絲繩、提升機、卷筒及校核提升能力,并經(jīng)過多方面的技術(shù)經(jīng)濟比較,結(jié)合礦井的具體

2、條件,做到設(shè)計切合實際。保證提升機的選型及其的,確定具有經(jīng)濟安全合適的提升系統(tǒng)。</p><p>　　礦井排水是通過排水泵經(jīng)過管路把井下的水排到地面，保證正常生產(chǎn)。本次設(shè)計主要是通過計算，設(shè)計從中央泵房把水從立井中的管路排放到地面。</p><p>　　礦井通風(fēng)是采礦科學(xué)的一個重要組成部分。為了使井下各工作地點都有良好的通風(fēng)，有足夠的新鮮空氣，使其中有毒，有害，粉塵不超過規(guī)定值。礦井通風(fēng)在

3、礦業(yè)工程中占重要地位。通風(fēng)機分為軸流式和離心式，本次設(shè)計中主要是做到對通風(fēng)機有合理的選型。</p><p>　　關(guān)鍵詞：礦井提升機 礦井排水 礦井通風(fēng) 選型設(shè)計 </p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　本設(shè)計選題根據(jù)是解決煤礦礦井生產(chǎn)中的提升;排水及通風(fēng)問題。</p><p>　　礦山提升設(shè)備

4、是礦井運輸中的非常重要設(shè)備，占有特殊地位，是井下與地面聯(lián)系的主要工具。礦井提升機是礦山運輸中的主裝式交-交變頻提升機。后者主回路和磁場回路均采 用電力電子器件，實現(xiàn)變頻和整流。由于采集設(shè)備，是井下與地面聯(lián)系的重要工具。礦井提升機又是礦山最大的固定設(shè)備之一，它的耗電量占礦山總耗電量的30～40%。電力電子技術(shù)較早就用于礦井提升機的傳動，并且發(fā)展迅速，從60年代的模擬控制SCR-D直流提升機發(fā)展到目前最先進(jìn)的同步機內(nèi)用交流電機，沒有電刷問題

5、，提升機容量可以大幅度增加，例如南非帕拉波礦井內(nèi)裝式提升機電機功率達(dá)6300kW。我國東歡坨、大雁、陳四樓等礦均引進(jìn)了內(nèi)裝式提升機。目前，全數(shù)字電力電子器件構(gòu)成的國產(chǎn)直流提升機已占領(lǐng)了國內(nèi)市場，并開始出口。但是由于我國的科技和生產(chǎn)水平的限制，我國的礦井提升機還有很大一部分需要依賴于進(jìn)口發(fā)達(dá)國家的設(shè)備。礦山提升機是大型固定機械之一。礦山提升機從最初的蒸汽拖動的單繩纏繞式提升機發(fā)展到今天的變頻拖動的多繩摩擦式提升機和雙繩纏繞式提升機，經(jīng)歷了

6、170多年的發(fā)展歷史。目前，國內(nèi)外經(jīng)常使用的提升機有單繩式和多繩摩擦式兩種形式。國產(chǎn)單繩纏繞式提升機有JT和</p><p>　　按提升鋼絲繩(簡稱提升繩)的工作原理，可分為纏繞式礦井提升機和摩擦式礦井提升機兩類。纏繞式礦井提升機,有單卷筒和雙卷筒兩種，鋼絲繩在卷筒上的纏繞方式與一般絞車類似。單筒大多只有一根鋼絲繩，連接一個容器。雙筒的每個卷筒各配一根鋼絲繩，連接兩個容器，提升機運轉(zhuǎn)時一個容器上升，另一個容器下降

7、。纏繞式礦井提升機大多用于年產(chǎn)量在120萬噸以下、井深小于400米的礦井中。摩擦式礦井提升機適用于鑿井以外的各種豎井提升。提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩端各連接一個容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。為提高經(jīng)濟效益和安全性，摩擦式礦井提升機采用尾繩平衡提升方式，即配有與提升繩重量相等的尾繩。尾繩兩端分別與兩個容器（或容器和平衡重）的底部連接，形成提升繩-容器-尾繩-容器(或平衡重)-提升繩的封閉

8、環(huán)路。容器處于井筒中的任何位置時，摩擦輪兩側(cè)的提升繩和尾繩的重量之和總是相等的。一般將布置在井筒頂部塔架上的這種提升機稱為塔式摩擦式礦井提升機。塔架高出地面幾十米，在地震區(qū)和地表土層特厚的礦區(qū)建造井塔耗資較大。提升機布置在地面的稱為落地摩擦式礦井提升機，這種提升機的提升繩通</p><p><b>　　礦井提升機的組成</b></p><p>　　礦井提升機主要由電動

9、機、減速器、卷筒（或摩擦輪)、制動系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)組成，采用交流或直流電機驅(qū)動。采用低速電動機時可不用減速器，電動機直接與卷筒主軸相連，或?qū)㈦妱訖C轉(zhuǎn)子裝在卷筒主軸的末端。傳動功率大時，可采用2臺或 4臺電動機同時驅(qū)動。一臺提升機的總功率已達(dá)到11600千瓦。制動系統(tǒng)是保證提升機安全運行的重要裝置。遇緊急情況時，制動系統(tǒng)應(yīng)通過可調(diào)節(jié)制動力矩的液壓系統(tǒng)產(chǎn)生兩級安全制動，以保證提升機及時停車又不產(chǎn)生制動過猛現(xiàn)象。交流

10、電動機驅(qū)動的提升機，其制動系統(tǒng)還要具有靈敏的制動力矩可調(diào)性能，以準(zhǔn)確控制提升機在臨近停車點時的運行速度。</p><p>　　礦井提升機的用途及在礦山生產(chǎn)中所占的地位</p><p>　　提升機是礦山的大型固定設(shè)備之一，是聯(lián)系井下與地面的主要運輸工具。礦井提升工作是整個采礦過程中的重要環(huán)節(jié)。從地下采出的煤炭、礦石必須提升至地面才有實際應(yīng)用價值。廢石的提升，工作人員、材料及設(shè)備的升降等都要靠

11、提升工作來完成。礦井提升設(shè)備就是完成上述工作的多種機電設(shè)備組成的大型成套裝備。礦井提升設(shè)備在工作中一旦發(fā)生機械或電氣事故，就會造成停產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。</p><p>　　單繩纏繞式提升機的工作原理及結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　　上圖所示是單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)示意圖，固定在提升機滾筒1上。啟動提升

12、機，一根鋼絲繩想滾筒上纏繞，使井底重箕斗向上運動；另一根鋼絲根提升鋼絲繩7連接，兩根提升鋼絲繩7的另一端則繞過安裝在井架3上的天輪2，以相反的方向繩自滾筒上放松，處于井底車場的重礦車8，把礦車內(nèi)的煤炭卸入井底煤倉9，再經(jīng)過裝載設(shè)備11把煤炭裝入主井底的箕斗內(nèi)。與此同時，已提至井口卸裝位置的重箕斗4，通過井架3上的卸載曲軌5的作用。箕斗底部的閘門開啟，把煤炭卸入地面煤倉6中。處于井上、井下的兩箕斗分別通過連接裝置與兩使井口輕箕斗向下運動，

13、從而完成了一次提升煤炭任務(wù)。</p><p>　　單繩纏繞式提升機只有一根鋼絲繩與容器相連。鋼絲繩的一端固定在提升機卷筒上，另一端繞過天輪與提升容器連接，當(dāng)卷筒由電動機拖動以不同方向轉(zhuǎn)動時，鋼絲繩在卷筒上纏繞或放出，實現(xiàn)容器的提升和下放。</p><p><b>　　圖1-2</b></p><p>　　如圖1-2是JK系列提升機外形圖，位于右

14、側(cè)固定卷筒的右輪轂與軸采用靜配合無鍵聯(lián)接，左側(cè)的游動卷筒通過調(diào)繩離合器與主軸聯(lián)接。卷筒采用全焊接結(jié)構(gòu)。</p><p>　　卷筒外邊一般設(shè)有刻制繩槽的木襯，以引導(dǎo)鋼絲繩規(guī)則排列，減少繩的磨損，并在一定范圍內(nèi)增加筒殼的強度和剛度。木襯厚度不小于2倍鋼絲繩直徑，寬度在100mm左右。裝配木襯時，應(yīng)使其與筒殼接觸良好，接觸不勻會使筒殼應(yīng)力分布不均。由于更換木襯費工費時費料，因此近年生產(chǎn)的提升機有的采用加厚筒殼，直接在筒

15、殼上車槽，稱為帶繩槽卷筒。</p><p>　　單層纏繞時，卷筒表面刻螺旋繩槽；多層纏繞時刻環(huán)形平行繩槽。多層纏繞若采用螺旋繩槽，在纏偶數(shù)層時，繩圈螺旋方向改變，卷筒每轉(zhuǎn)一周鋼絲繩發(fā)生兩次跳躍式移動。多層纏繞采用環(huán)形平行繩槽時，卷筒每轉(zhuǎn)一周，繩槽過渡只發(fā)生一次沖擊，可以相對減少鋼絲繩的卡咬現(xiàn)象。</p><p>　　多層纏繞鋼絲繩磨損最嚴(yán)重的部分是相鄰兩層過渡處，此處繩圈與擋繩板間形成一楔

16、形段，鋼絲繩在拉力作用下，擠入或拉出楔形段會產(chǎn)生咬繩現(xiàn)象。在層間過渡處設(shè)置合理的幾何形狀過渡楔塊，可以引導(dǎo)鋼絲繩順利完成層間過渡，減少咬繩。</p><p>　　主軸是承受所有外部載荷，并將此載荷經(jīng)主軸傳給地基的主要承力部件。主軸承支撐主軸，并承受機器旋轉(zhuǎn)部件的軸向及徑向負(fù)荷，一般采用滑動軸承。</p><p>　　提升機采用中硬齒面平行軸減速器或行星齒輪減速器。行星齒輪減速器傳動體積小、

17、質(zhì)量輕、效率高，與同等能力平行軸齒輪減速器相比，質(zhì)量約為后者的30%～40%，效率提高約5%。目前廣泛應(yīng)用于礦井提升機上。</p><p>　　雙卷筒提升機都裝有調(diào)繩離合器，離合器的作用是使活卷筒與主軸連接或脫開，以便調(diào)節(jié)繩長時，使兩卷筒能相對轉(zhuǎn)動。</p><p>　　調(diào)繩離合器有三種基本類型：蝸輪蝸桿離合器、摩擦離合器和齒輪離合器。應(yīng)用較多的是齒輪離合器</p><

18、p>　　礦井提升機的發(fā)展趨勢</p><p>　　從50年代第一代仿制的蘇式БM型提升機到目前新型礦井提升機,我國提升設(shè)備總的發(fā)展趨勢主要是:主軸裝置由鑄造支輪、螺栓聯(lián)接的筒殼發(fā)展為全焊接組裝式卷筒;主軸支承由滑動軸承發(fā)展為滾動軸承;調(diào)繩離合器由手動蝸輪蝸桿發(fā)展為液動徑向齒塊式;制動系統(tǒng)由氣動角移塊式重錘制動發(fā)展為液動盤式彈簧力制動;操縱方式由機械杠桿式變?yōu)殡姴倏v,手動變?yōu)榘胱詣由踔寥詣印⑽C控制;減速器

19、由軟齒面平行軸發(fā)展為硬齒面磨齒行星齒輪傳動;運行監(jiān)控顯示由單一指針式發(fā)展為計算機多媒體數(shù)字、圖形、指針綜合顯示;電控系統(tǒng)由繼電器、接觸器式發(fā)展為計算機為核心的全自動系統(tǒng);大型提升設(shè)備(容量1000kW以上)發(fā)展趨勢是低速直流電機拖動,采用電機轉(zhuǎn)子和滾筒主軸直聯(lián)的結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　礦井排水</b></p><p>　　在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中，從各種渠道

20、來的水源源不斷地涌入礦井。如果不及時排除，必將影響煤礦的安全和生產(chǎn)。因此，必須設(shè)置排水設(shè)備，把涌入礦井的水及時從井下排至地面。另外，由于煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，有可能遭到突然大量涌水而淹沒礦井，這時需要排水設(shè)備搶險排水，以盡快恢復(fù)礦井生產(chǎn)?？傊?，礦井排水始終伴隨著煤礦建設(shè)和生產(chǎn)，直至礦井報廢，才完成它的歷史使命。因此，礦井排水是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中不可缺少的一部分，它對保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。</p><p>

21、　　涌入礦井的水簡稱礦水，礦井涌水分為礦井自然涌水與礦井開采工程涌水。礦井自然涌水來源于自然存在的地面水和地下水。地面水是指江、河、湖以及季節(jié)性雨水、融雪等，如有較大裂縫與井下溝道相通，就會造成水災(zāi)。地下水包括含水層水、斷層水和老空水。含水層水是指地下厚土層和各種各樣的巖層中含有的水。斷層水是指附近破碎巖石中的積水。老空水是指廢棄井巷和采空區(qū)的積水。礦井開采工程涌水是與采掘方法或工藝有關(guān)的涌水。如水砂充填時礦井的充填廢水、水采礦井的動力

22、廢水等。</p><p>　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，集成電路控制系統(tǒng)及計算機的應(yīng)用。排水系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性有了飛速的發(fā)展。</p><p><b>　　礦井通風(fēng)</b></p><p>　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分,擔(dān)負(fù)著連續(xù)不斷地供給新鮮空氣,排出有毒有害氣體作業(yè)人員生命安全的重要任務(wù),因此,通風(fēng)系統(tǒng)的安全性對于整個礦井的安全生

23、產(chǎn)至關(guān)重要.本文在分析系統(tǒng)優(yōu)化的條件、多目標(biāo)優(yōu)化解的特征以及基本求解方法的基礎(chǔ)上,從礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性和基本要求出發(fā),研究礦穩(wěn)定性、可靠性以及它們與礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性的關(guān)系. 應(yīng)用系統(tǒng)優(yōu)化的相關(guān)知識,確立礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性指標(biāo)與指標(biāo)權(quán)系數(shù).其中,安全性指標(biāo)體系中各確定,采用構(gòu)造判斷矩陣法,并結(jié)合各專家評價經(jīng)驗值,構(gòu)造各指標(biāo)之間的相對重要度.礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性指標(biāo),以通風(fēng)阻力測定計算、巷道風(fēng)流穩(wěn)定性分析、風(fēng)機可靠性分析等方法得出.通過對通

24、風(fēng)系統(tǒng)安全性的分析,及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行過程中可能出現(xiàn)的故障和事故隱患,給礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計和管理提供科學(xué)依據(jù),可以有效的防止和減少礦井通發(fā)生. 通風(fēng)系統(tǒng)是個復(fù)雜的系統(tǒng),本論文結(jié)合礦井通風(fēng)阻力測定和通風(fēng)巷道的實際情況對通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)量的有效性,通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)行分析.主要針對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)實際狀況,通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),控制風(fēng)流的通風(fēng)設(shè)</p><p>　　第一章 礦井提升機選型設(shè)計</p>&l

25、t;p>　　1.1 設(shè)計方案及參數(shù)</p><p>　　提升機：井深242米，年產(chǎn)量45萬噸</p><p>　　單繩選6×19普通鋼絲繩，多繩選6△（30）三角股鋼絲繩，2.5箕斗自重2.8t，年工作天數(shù)：=300天；日工作小時數(shù)： =14小時；裝載不均勻系數(shù)：=1.15；富裕系數(shù)：=1.2。</p><p>　　1.2 提升容器的選擇</p

26、><p>　　1.2.1計算提升高度H:</p><p>　　………………（2.1）</p><p>　　式中：=242米， =18米，=16米。</p><p>　　1.2.2計算提升速度</p><p>　　…………………（2.2）</p><p>　　1.2.3估算一次提升循環(huán)時間T:<

27、/p><p>　　…………………………………（2.3）</p><p><b>　　式中： 。</b></p><p>　　1.2.4計算一次提升量</p><p>　　………………（2.4）</p><p>　　………………（2.5）</p><p>　　式中： C=1.

28、15, 噸/年</p><p>　　1.2.5小時提升次數(shù):</p><p>　　……………………………（2.6）</p><p>　　1.2.6一次合理提升量:</p><p>　　……………………………………（2.7）</p><p>　　選擇JL-3型立井單繩箕斗，其技術(shù)規(guī)格如下：</p><

29、p><b>　　箕斗自重3.8t，</b></p><p><b>　　箕斗斗箱容積</b></p><p>　　箕斗全高Hr=7.78米</p><p>　　兩箕斗中心距s=1.83米 </p><p><b>　　箕斗實際裝煤量</b></p><

30、p>　　1.3 選擇提升鋼絲繩</p><p>　　1.3.1鋼絲繩終端荷重 : </p><p>　　……………………（2.8）</p><p>　　1.3.2鋼絲繩懸垂長度: </p><p>　　…………… （2.9）</p><p><b>　　式中：Hj取35米</b></p

31、><p>　　1.3.3鋼絲繩單位長度重量:</p><p>　　…………………………………（2.10）</p><p><b>　　式中： </b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　選擇619-28-170普通圓股鋼絲繩，其規(guī)格是：d=28毫米,=1

32、.8毫米,p=27.4N/m， =492500/N</p><p>　　1.3.4驗算鋼絲繩安全系數(shù):</p><p>　　……………（2.11）</p><p>　　所選鋼絲繩滿足要求。</p><p><b>　　1.4 選擇提升機</b></p><p>　　1.4.1提升機滾筒直徑D<

33、;/p><p>　　………………………………（2.12）</p><p>　　…………………………（2.13）</p><p>　　1.4.2驗算滾筒寬度B</p><p><b>　　857（2.14）</b></p><p>　　式中： n為纏繞層數(shù)，取n=2,</p><p&

34、gt;　　2.079（2.15）</p><p>　　1.4.3作用在滾筒上的最大靜張力:</p><p><b>　　………（2.16）</b></p><p>　　1.4.4作用在滾筒上的最大靜張力差:</p><p>　　選擇2JK-2.5/20型提升機。基本規(guī)格為：</p><p>　　以

35、上看出所以提升機強度滿足要求</p><p>　　所選提升機符合要求。</p><p>　　1.5 提升機對井筒的相對位置</p><p>　　1.5.1選擇天輪:</p><p><b>　　天輪直徑：</b></p><p>　　………………….(2.17)</p><p&

36、gt;　　因為……………………………….(2.18)</p><p><b>　　所以選擇TSG型</b></p><p>　　1.5.2確定井架高度:</p><p>　　……………....(2.19)</p><p><b>　　選取米</b></p><p>　　1.5

37、.3計算鋼絲繩最小弦:</p><p>　　1.鋼絲繩內(nèi)外偏角最大允許值:</p><p><b>　　2.根據(jù):</b></p><p>　　…………….(2.20)</p><p>　　…………(2.21)</p><p>　　3.滾筒與井筒中心距：</p><p>　

38、　…………(2.22)</p><p>　　………………………………………(2.23)</p><p><b>　　取Ls=27米</b></p><p><b>　　4. 將：</b></p><p>　　……………….(2.24)</p><p>　?。?）計算實際鋼絲繩

39、的內(nèi)外偏角。</p><p><b>　　(1)外偏角</b></p><p>　　……………(2.25) </p><p>　　…………………………………(2.26)</p><p>　　(2)計算鋼絲繩繩角。</p><p><b>　　a下出角繩</b></p&g

40、t;<p>　　………………(2.27)</p><p><b>　　b上出繩角</b></p><p>　　……………(2.28)</p><p><b>　　1.6預(yù)選電動機</b></p><p>　　1.6.1估算電動機容量</p><p>　　…………

41、………………(2.29)</p><p><b>　　(2)電動機轉(zhuǎn)數(shù)</b></p><p>　　……………………………(2.30)</p><p>　　(3)提升機實際速度</p><p>　　…………………………….（2.31）</p><p>　　1.7計算提升系統(tǒng)變</p>

42、<p>　　有效載荷變位重量Q=4180公斤</p><p><b>　　(1)變位重量</b></p><p><b>　　提升容器變位重量</b></p><p><b>　　鋼絲繩變位重量</b></p><p><b>　　式中：</b>

43、;</p><p>　　……………………（2.32）</p><p><b>　　天輪變位重量，</b></p><p>　　電動機變位重量……………（2.33）</p><p>　　總變位重量……………….………（2.34）</p><p><b>　　(2)總變位重量</b&g

44、t;</p><p>　　……………………………（2.35）</p><p><b>　　1.8運動學(xué)計算</b></p><p>　　(1).確定速度圖階段：采用六階段速度圖1-1。</p><p><b>　　確定提升加速度</b></p><p><b>　　

45、(1初加速度</b></p><p>　　……………………………（2.36） </p><p>　　ZHLR-242 </p><p><b>　　(2主加速度</b></p><p><b>　　a.一般情況下：</b></p><p>　　b.按減速器

46、輸出軸允許最大扭矩</p><p>　　………………（2.35）</p><p>　　…………………（2.36）</p><p>　　c.按充分利用電動機過負(fù)荷能力。</p><p>　　…………………………………………（2.37）</p><p><b>　　其中</b></p>

47、<p>　　…………….（2.38）</p><p><b>　　(2)選擇</b></p><p><b>　　減速器</b></p><p>　　采用自由滑行減速方式</p><p><b>　　………（2.39）</b></p><p>

48、　　(3)爬行距離及爬行速度</p><p><b>　　采用自動控制 </b></p><p>　　………………………………………………（2.40）</p><p>　　(4).速度圖各參數(shù)計算：</p><p><b>　　a. 初加速度階段</b></p><p>　

49、　a0=0.48m/s2 </p><p><b>　　=2.35m</b></p><p>　　t0==3.12s………………………………………（2.41）</p><p><b>　　b. 主加速度：</b></p><p>　　………………………………（2.42）</p>&l

50、t;p>　　………………………（2.43）</p><p><b>　　c. 減速階段</b></p><p>　　………………………（2.44）</p><p>　　………………………（2.45）</p><p><b>　　d. 爬行階段</b></p><p>　

51、　……………………………………（2.46）</p><p><b>　　f. 等速階段</b></p><p>　　…………………………（2.47）</p><p><b>　　g. 停車制動階段</b></p><p><b>　　制動減速度，</b></p>

52、<p><b>　　減速時間</b></p><p>　　h. 一次提升循環(huán)時間</p><p>　　……….……………..…….（2.48）</p><p><b>　　(5).動力學(xué)計算</b></p><p><b>　　a. 提升開始 </b></p&

53、gt;<p><b>　　..（2.49）</b></p><p>　　b. 初加速終了 </p><p>　　………………（2.50）</p><p>　　c. 主加速度開始 </p><p><b>　　………（2.51）</b></p><p>　　d

54、. 主加速終了 </p><p>　　………………（2.52）</p><p><b>　　e. 等速開始 </b></p><p>　　……………………（2.53）</p><p>　　(f. 等速終了 </p><p>　　…………………（2.54）</p><p&g

55、t;　　g. 減速開始 </p><p>　　……………………（2.55）</p><p>　　h. 減速終了 </p><p>　　……………………（2.56）</p><p><b>　　j. 爬行開始 </b></p><p>　　……………………（2.57）</p>

56、<p><b>　　k. 爬行終了 </b></p><p>　　…………………（2.58）</p><p>　　1.9 驗算電動機容量</p><p><b>　　1.按等效容量驗算</b></p><p><b>　　(1)計算等效力</b></p>

57、;<p>　　a)求……（2.59）</p><p><b>　　b)求等效時間</b></p><p>　　…………………（2.60）</p><p><b>　　c)求等效力</b></p><p>　　…………………………（2.61）</p><p>　　

58、(2)電動機等效功率</p><p>　　………………………………（2.62）</p><p><b>　　經(jīng)驗算。 </b></p><p>　　(2)按工作過負(fù)荷驗算。</p><p>　　(3)特殊過負(fù)荷效驗：調(diào)繩離合器作單鉤提升</p><p>　　4782.5公斤……（2.64）<

59、;/p><p>　　…………………（2.65）</p><p>　　經(jīng)驗算。預(yù)選電動機是合適的</p><p>　　1.10計算提升設(shè)備電耗及功率</p><p>　　(1)一次提升設(shè)備電耗及功率:</p><p>　　……………………（2.66）</p><p>　　………………………………………

60、（2.67）</p><p><b>　　(2)噸煤電耗:</b></p><p>　　……..……………………………………（2.68）</p><p><b>　　(3)設(shè)備效率:</b></p><p>　　…..……………………………（2.69）</p><p>　　…

61、…………………………………（2.70）</p><p>　　1.11 核算提升能力</p><p>　　(1)年實際提升能力:</p><p>　　……………………（2.71）</p><p><b>　　(2)富裕系數(shù):</b></p><p>　　……………………（2.72）</p>

62、;<p>　　說明上述選型合理可行。</p><p>　　第二章 排水設(shè)備的選型</p><p>　　2.1 設(shè)計方案及參數(shù)</p><p>　　有一個開拓方式為豎井的礦井，井深400米。正常涌水量為480m3/h：最大涌水量為620m3/h，持續(xù)時間65d.礦水為中性，密度為1020kg/m3.該礦井屬低沼氣礦井，年產(chǎn)0.6Mt,試選擇可行的排水方案

63、。</p><p>　　從給定的條件，只需要在井底車場副井附近設(shè)立中央泵房，將井底所有涌水直接排至地面。</p><p>　　2.2 預(yù)選水泵的型號與臺數(shù)</p><p>　　1、水泵必須具備的總排水能力</p><p>　　正常涌水期 QB≥1.2gz=1.2×480=576m3/h</p><p>　　最

64、大涌水期≥1.2qmax=1.2×620=744 m3/h</p><p>　　2、水泵所需楊程的估算</p><p><b>　　HB==</b></p><p><b>　　3、初選水泵 </b></p><p>　　從泵的產(chǎn)品目錄中選取D320-550×10 型號泵，其額

65、定流量=450m3/h,額定揚程He=600m。則：</p><p>　　工作泵臺數(shù) n1≥=,取n1=2</p><p>　　備用泵臺數(shù) n2≥0.7 n1=0.7n1=1.4 和n2≥-n1==0.32，故取n2=２。</p><p>　　檢修泵臺數(shù)?。睿场荩?２５n1=０.２５×２=０.５，?。睿?1。</p><p>　　因

66、此，共選擇五臺泵。</p><p>　　2.3 選擇管路系統(tǒng)</p><p><b>　　1、管路趟數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)泵的總臺數(shù)，選用典型的五泵三趟管路系統(tǒng)，兩條管路工作，一條管路備用。正常用水時兩臺泵向兩趟管路供水，最大用水時，只要三臺泵同時工作就能達(dá)到在二十小時內(nèi)排除二十四小時的最大用水量，故從減少能耗的角度可采用三泵向三

67、趟管路供水，從而可知每趟管路流量等于泵的流量。</p><p><b>　　2、 管路材料 </b></p><p>　　由于井深遠(yuǎn)大于200米，確定采用無縫鋼管。</p><p>　　3 、排水管內(nèi)徑 </p><p><b>　　由于有:</b></p><p>　　

68、=0.0188 =0.237~0.287m</p><p>　　選擇ø320×13鋼管，則排水管內(nèi)經(jīng) =325-2×13=299mm。</p><p><b>　　4、 驗算壁厚 </b></p><p>　　δ≥0.5dp（-1）+C=0.5×29.9（-1）+0.15</p><p

69、>　　=1.24cm﹤1.3cm</p><p><b>　　因此壁厚合適。</b></p><p>　　5、選擇吸水管徑 </p><p>　　根據(jù)選擇的排水管徑，吸水管選用φ351×8無縫鋼管。</p><p>　　驗算流速 ===1.42m/s</p><p>　　2.4

70、 計算管路特性</p><p><b>　　1、管路分布 </b></p><p>　　管路分布方案如下圖 </p><p>　　這種方案可以使任何一臺泵都可以經(jīng)過三趟管路中的任何一趟排水。</p><p>　　2、估算管路長度 </p><p>　　排水管長度可以估算為=+(40~50)=5

71、62.5~572.5m,取=570m,吸水管路長度可估算為=7m。</p><p><b>　　3、阻力系數(shù)的計算</b></p><p>　　計算沿途阻力系數(shù)。對于吸、排水管分別為：</p><p><b>　　=0.0291</b></p><p><b>　　===0.0302<

72、;/b></p><p>　　局部阻力系數(shù)，對于吸、排水管福建及其阻力系數(shù)分別列于下表1-1、表1-2中。</p><p><b>　　表1-1</b></p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　管路阻力系數(shù)。由式（1-1）可知；</p><p>

73、;<b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=741.89=5.72×10</p><p><b>　　4、管路特性方程</b></p><p><b>　　新管 H=H</b></p>

74、<p><b>　　舊管 H=H</b></p><p>　　5、繪制管路特性曲線，確定工況點 </p><p>　　根據(jù)求得新、舊管特性方程，取八個流量值求得相應(yīng)的損失，如表1-3所示。</p><p><b>　　表1-3 </b></p><p>　　利用表2-3中各個點的數(shù)據(jù)繪

75、出管路特性曲線如圖2-2所示，新舊管網(wǎng)特性曲線與揚程特性曲線的交點分別為和，即為新舊管工況點，由圖可知：新管工況點參數(shù)為，，，，舊管工況點參數(shù)為，，，，，因、均為大于0.7，允許吸上真空度，符合《規(guī)范》要求。</p><p><b>　　2.5 校驗計算</b></p><p>　　1、由舊管工況點驗算排水時間 </p><p>　　正常涌水

76、時，若采用2泵2排水，則：</p><p>　　最大涌水時，采用四泵三管排水，并聯(lián)等效管的總損失系數(shù)為。作并聯(lián)等管路特性曲線與4泵并聯(lián)等效泵的揚程曲線，交點為等效泵工作點。反推可求得每泵的工況點。以該工況點的流量代入下得：</p><p>　　實際工作時，只要3臺水泵同時工作即能完成在20h內(nèi)排除24h的最大涌水量。</p><p><b>　　2、經(jīng)濟性

77、校核 </b></p><p><b>　　3、穩(wěn)定性校核</b></p><p>　　2.6 計算允許吸水高度</p><p>　　取，，，則允許的吸水高度為：</p><p><b>　　=5.4-10+</b></p><p><b>　　=4.6

78、1m</b></p><p>　　2.7 電動機功率計算</p><p><b>　　N= </b></p><p><b>　　=1.1×</b></p><p><b>　　=1064</b></p><p><b>

79、　　根據(jù)產(chǎn)品樣本取</b></p><p><b>　　2.8 電耗計算</b></p><p><b>　　1、全年排水電耗</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　= </b></p>&l

80、t;p>　　2、噸水百米電耗校驗</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=0.395kw.h/(t.100) </p><p>　　第三章 通風(fēng)機的選型計算</p><p>　　某礦井為低沼氣礦井，采用中央式通風(fēng)系統(tǒng)。礦井年產(chǎn)量為150萬噸。服務(wù)年限為45年。礦井所需風(fēng)量為95/s,礦井最大負(fù)

81、壓為2100N/m3，最小負(fù)壓為1750N/m3,試按個體特性曲線選擇軸流式通風(fēng)機。</p><p>　　3.1通風(fēng)機風(fēng)量的計算，取漏風(fēng)系數(shù)1.1</p><p>　　3.2因軸流式風(fēng)機提供靜壓特性，則風(fēng)機的靜壓為：</p><p><b>　　(估算)</b></p><p><b>　　3.3預(yù)選通風(fēng)機&l

82、t;/b></p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)預(yù)選兩臺2k-4N0.24(Z1=14 Z2=14)的軸流式通風(fēng)機，一臺工作，一臺備用。轉(zhuǎn)速n=750r/min</p><p>　　3.4 確定通風(fēng)機的工況點</p><p>　　則礦井在開采末期和初期的網(wǎng)絡(luò)特性曲線方程式分別為：</p><p><b>　　末期 </

83、b></p><p><b>　　初期 </b></p><p>　　根據(jù)上述兩方程式，用描點法在所選的2k60-4N024(Z1=14,Z2=14)的性能曲線圖上，描繪出末期和初期的網(wǎng)路特性曲線，既兩工況點A,B如圖所示</p><p>　　A點： </p><p>　　B點：

84、</p><p><b>　　3.5功率的計算</b></p><p>　　電動機輸出功率，因2K60型通風(fēng)機的效率和功率曲線中，已包括傳動機械損失，所以</p><p>　　計算電動機功率時，不休要考慮傳動效率</p><p>　　電動機容量的確定，因</p><p>　　故在起整個服務(wù)年限內(nèi)選

85、用一臺電動機，其容量為，</p><p>　　根據(jù)，確定選用JR-1512-8型繞線式電動機，其功率為570KW,轉(zhuǎn)速為750r/min,額定電壓為6000V.</p><p>　　3.6年耗電量的計算</p><p><b>　　噸煤通風(fēng)耗電量計算</b></p><p><b>　　第四章 小結(jié)</b

86、></p><p>　　礦山提升設(shè)備是礦井運輸中非常重要的設(shè)備，占有特殊地位，是井下與地面聯(lián)系的主要工具。礦井提升工作是整個采礦過程中的重要環(huán)節(jié)。從地下采出的煤炭、礦石必須提升至地面才有實際應(yīng)用價值。廢石的提升，工作人員、材料及設(shè)備的升降等都要靠提升工作來完成。礦井提升設(shè)備就是完成上述工作的多種機電設(shè)備組成的大型成套裝備。礦井提升設(shè)備在工作中一旦發(fā)生機械或電氣事故，就會造成停產(chǎn)，甚至造成人身傷亡,因此，其設(shè)

87、計至關(guān)重要，必須考慮安全性，經(jīng)濟性。做到設(shè)計切合實際，合理經(jīng)濟</p><p>　　礦井排水系統(tǒng)及礦井通風(fēng)系統(tǒng)也是礦井的重要組成部分，在煤礦生產(chǎn)中有著非常重要的作用，對于礦井的安全十分重要，在工作中一旦發(fā)生機械或電氣事故，就會造成停產(chǎn)，甚至造成人身傷亡,因此，其設(shè)計至關(guān)重要，必須考慮安全性，經(jīng)濟性。做到設(shè)計切合實際，合理經(jīng)濟</p><p>　　本次設(shè)計的突出特點就是實用性比較強，經(jīng)濟合理

88、，能在比較惡劣的工作環(huán)境下工作。設(shè)計過程中，各個部分都嚴(yán)格的進(jìn)行了校核，符合工況要求，保障質(zhì)量要求，提升機完全能夠在中小礦井中正常運行，提升機的性能穩(wěn)定，能夠長久穩(wěn)定的進(jìn)行工作。</p><p>　　提升系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)由于水平有限設(shè)計還存在一些不足之處，提升過程中的高度控制不夠精確，提升的效率還不夠高，一次提升量不夠大，有時存在安全問題，為此以后還要不斷改造，完善提升機的性能，提高它的效率，提高產(chǎn)量和每

89、次的提升量，提高其自動化程度和安全性，能夠在任何惡劣的條件下都能進(jìn)行工作。</p><p>　　由于我的水平有限加之做這樣的大型設(shè)計很少，又缺乏經(jīng)驗，故設(shè)計中錯誤和不妥之處在所難免，敬請各位老師和領(lǐng)導(dǎo)批評和指正。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］潘英編 礦井提升機機械設(shè)計 江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)出版社

90、 2000</p><p>　?。?］機械設(shè)計零件手冊.北京：機械工業(yè)出版社1998</p><p>　?。?］李儀鈺編. 礦山機械(提升運輸機械部分). 冶金工業(yè)出版社 1980</p><p>　　［4］夏榮海編. 礦井提升機機械設(shè)備. 江蘇：中國礦大出版社 1987</p><p>　?。?］于忠升編. 礦山運輸提升.

91、 哈爾濱：東北工學(xué)院出版社 1992</p><p>　?。?］洪曉華編. 礦井運輸提升. 江蘇：中國礦大出版社 2000</p><p>　　［7］張景松編. 流體機械. 江蘇：中國礦大出版社 2001</p><p>　?。?］李儀鈺. 礦山機械(提升運輸機械部分). 冶金工業(yè)出版社 1980</p><p>　　［9］夏榮海.

92、 礦井提升機械設(shè)備 中國礦大出版社 1987</p><p>　?。?0］于忠升. 礦山運輸提升 東北工學(xué)院出版社 1992</p><p>　?。?1］洪曉華. 礦井運輸提升 中國礦大出版社 2000</p><p>　?。?2］張景松. 流體機械 中國礦大出版社 2001</p><p>&

93、lt;b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　緒論2</b></p><p>　　礦井提升機的組成3</p><p>　　單繩纏繞式提升機的工作原理及結(jié)構(gòu)4</p><p><b>　　

94、礦井排水6</b></p><p><b>　　礦井通風(fēng)7</b></p><p>　　第一章 礦井提升機選型設(shè)計7</p><p>　　1.1 設(shè)計方案及參數(shù)7</p><p>　　1.2 提升容器的選擇7</p><p>　　（1）計算提升高度H:7</p>

95、;<p>　?。?）計算提升速度7</p><p>　　（3）估算一次提升循環(huán)時間T:7</p><p>　　(4)計算一次提升量8</p><p>　　(5)小時提升次數(shù):8</p><p>　　(6)一次合理提升量:8</p><p>　　1.3 選擇提升鋼絲繩9</p>&

96、lt;p>　　(1)鋼絲繩終端荷重 :9</p><p>　　(2)鋼絲繩懸垂長度:9</p><p>　　(3)鋼絲繩單位長度重量:9</p><p>　　(4)驗算鋼絲繩安全系數(shù):9</p><p>　　1.4 選擇提升機10</p><p>　　(1)提升機滾筒直徑D10</p>

97、<p>　　(2)驗算滾筒寬度B10</p><p>　　(3)作用在滾筒上的最大靜張力:10</p><p>　　(4)作用在滾筒上的最大靜張力差:10</p><p>　　1.5 提升機對井筒的相對位置11</p><p>　　(1)選擇天輪:11</p><p>　　(2)確定井架高度:11

98、</p><p>　　(3)計算鋼絲繩最小弦:11</p><p>　?。?）計算實際鋼絲繩的內(nèi)外偏角。12</p><p>　　1.6預(yù)選電動機13</p><p>　　(1)估算電動機容量13</p><p>　　(2)電動機轉(zhuǎn)數(shù)13</p><p>　　(3)提升機實際速度13

99、</p><p>　　1.7計算提升系統(tǒng)變13</p><p>　　(1)變位重量14</p><p>　　(2)總變位重量14</p><p>　　1.8運動學(xué)計算14</p><p>　　(1).確定速度圖階段：采用六階段速度圖1-1。14</p><p><b>　　(

100、2)選擇15</b></p><p>　　(3)爬行距離及爬行速度15</p><p>　　(4).速度圖各參數(shù)計算：15</p><p>　　(5).動力學(xué)計算17</p><p>　　1.9 驗算電動機容量18</p><p>　　1.按等效容量驗算18</p><p&g

101、t;　　1.10計算提升設(shè)備電耗及功率19</p><p>　　(1)一次提升設(shè)備電耗及功率:19</p><p>　　(2)噸煤電耗:20</p><p>　　(3)設(shè)備效率:20</p><p>　　1.11 核算提升能力20</p><p>　　(1)年實際提升能力:20</p><

102、;p>　　(2)富裕系數(shù):20</p><p>　　第二章 排水設(shè)備的選型20</p><p>　　2.1 設(shè)計方案及參數(shù)20</p><p>　　2.2 預(yù)選水泵的型號與臺數(shù)20</p><p>　　1、水泵必須具備的總排水能力20</p><p>　　2、水泵所需楊程的估算20</p>

103、<p><b>　　3、初選水泵20</b></p><p>　　2.3 選擇管路系統(tǒng)21</p><p><b>　　1、管路趟數(shù)21</b></p><p>　　2、 管路材料21</p><p>　　3 、排水管內(nèi)徑21</p><p>　　4、

104、 驗算壁厚21</p><p>　　5、選擇吸水管徑22</p><p>　　驗算流速 ===1.42m/s22</p><p>　　2.4 計算管路特性22</p><p><b>　　1、管路分布22</b></p><p>　　2、估算管路長度23</p><

105、;p>　　3、阻力系數(shù)的計算23</p><p>　　4、管路特性方程24</p><p>　　5、繪制管路特性曲線，確定工況點24</p><p>　　2.5 校驗計算25</p><p>　　1、由舊管工況點驗算排水時間25</p><p>　　2、經(jīng)濟性校核25</p><p

106、>　　3、穩(wěn)定性校核25</p><p>　　2.6 計算允許吸水高度25</p><p>　　2.7 電動機功率計算26</p><p>　　2.8 電耗計算26</p><p>　　1、全年排水電耗26</p><p>　　2、噸水百米電耗校驗26</p><p>　　第三

107、章 通風(fēng)機的選型計算27</p><p>　　3.1通風(fēng)機風(fēng)量的計算，取漏風(fēng)系數(shù)1.127</p><p>　　3.2因軸流式風(fēng)機提供靜壓特性，則風(fēng)機的靜壓為：27</p><p>　　3.3預(yù)選通風(fēng)機27</p><p>　　3.4 確定通風(fēng)機的工況點27</p><p>　　3.5功率的計算28<