立井提升系统毕业设计(共28页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上立井提升系统毕业设计目 录矿 井 概 况峰峰集团*矿井田在峰峰煤田东北部,位于*市*镇境内,是*集团骨干矿井之一,矿井地理坐标位于北纬3633,东经11411,主井地面标高+234.8m,井田西部以F4断层为界,南部以技术边界与*矿为界,东部以F3断层及技术边界与*矿为邻,北部以大煤-300m等高线垂直下切与大淑村矿为界,开采范围以1#44#坐标点圈定,开采标高在+207-380m,井田走向长约6000m,倾斜长约2251.8m,面积13.5Km2,形状不规则。现有在册人数4724人,矿井原设计生产能力90万吨,1991年经过矿井改扩建后,设计能力核定为135万吨,1
2、996年又进行了储装运技术改造,2004年进行了生产能力核定,确定矿井综合生产能力为150万吨。2005年集团公司下达该矿原煤产量138万吨。矿井回采生产模式为“两轻一高”即两组轻放回采工作面,一组薄煤高档工作面,井田划分为三个水平,一水平标高+30m,二水平标高-120m,三水平标高-280m,目前一、二水平已开采完毕,生产主要集中在三水平的八九盘区、十盘区和十一盘区。矿井开拓方式为立井及暗斜井多水平开拓方式。通风方式为混合式,2004年矿井瓦斯鉴定:瓦斯相对涌出量14.05m3/t,绝对涌出量40.92m3/t,属高瓦斯矿井。该矿为老矿井,存在运输战线长,环节多等特点,特别是副井提升为该运
3、输管理中的重中之重,本设计特针对副井运人、提料、出碴等作业流程进行设计和规划。 副 井 提 升 系 统 设 计该矿井年产量120万吨,含矸率12%,最多每班出矸400吨,每班回料最多24吨,矿车为1.2吨矿车,装矸1.8吨,提升高度204米,每班最多下井人数750人。年提升天数为353天,日提升小时为20小时,设计一副井提升系统,能够按要求完成提升任务。该矿井为煤与瓦斯突出矿井。一、选择提升容器1、计算经济提升速度Vj=0.30.35 提人时取:0.33 则:Vj=0.33 =4.71(m/s)2、提矸及物料时循环时间T1= + +t+Q= + +12+15=75(S)Vj最大提升速度 Vj
4、=4.71m/saj提矸时加速度 设为1 m/st爬行时间,一般取12SQ上下矿车时间,一般取15SH提升高度3、提人时循环时间Tr= + +t+Q= + +12+26=87.59(S)取提人时间为88S。Vj最大速度ar提人时加速度,设为0.75m/s2(规程第四百二十四条 立井中用罐笼升降人员时的加速度和减速度,都不得超过0.75m/s2)t爬行时间12SQ上、下人时间取26SH提升高度4、计算载人数要求副井罐笼应能在40分钟内运送完全部人员。最大上、下人数为750人,由此计算提升罐笼乘人数量:750(4060Tr)=750(406088)=28(人)即罐笼应能容纳28人,又根据规程第三百
5、八十一条第六款“罐笼内每人占有的有效面积应不小于0.18m2”的规定,可计算罐笼面积为:0.1828=5.04m2根据产品说明书,选择三吨普通罐笼。三吨普通罐笼的规格为1.474=5.88m2,符合要求。5、换算提料及运送矸石时间要求:每班必须能在5小时内完成运送任务。计算运送矸石及物料时间:运送矸石罐数:4001.8=222(罐)运送物料罐数:241.2=20(罐)每天运送罐数:222+20=242(罐)提升物料及矸石时间:242(606075)=5(小时)即可以在5小时内完成每班的最大运送任务。6、结论说明可见使用三吨普通罐笼可以按要求完成提升任务。因该罐笼为运送人员和物料两用提升装置,因
6、此必须设有防坠器,以保证提升人员的安全。采用三吨普罐笼配用的BF311型罐笼抓捕器。罐笼技术数据:自重:Qz=4300kg罐笼全高:HG=5.25m最大载重:3吨7、承接装置的选择目前摇台的应用比较广,维护方便,且使用摇台,罐笼不会发生墩罐事故,尤其对提升人员较为有利,所以我们选用摇台作为井底承接装置。井口采用推车机上罐,采用复式阻车器。井底采用前后闭锁式气动阻车器。8、井筒导向装置采用38kg/m钢轨作为罐道,结构较简单,配合罐笼上罐可以容易保证罐笼的安全提升。井筒直径为6m,井筒钢梁为30#槽钢,棚距为6m。井筒内有安全行人梯。二、提升钢丝绳的选择规程第四百条规定:升降人员时安全系数为9,
7、升降物料时为7.5。选用619+143.5特型钢丝绳。计算公式:ma=Qq(Q+Qz+PHc)ma安全系数Qq钢丝绳破断力总合,NQ载重Qz罐笼重量 4300kgP钢丝绳单重 6.6kg/mHc钢丝垂悬长度,提升高度为204m,井架高度取为16m,Hc=220m1、计算载人时的安全系数每次提升人数为28人,每人重量按70kg计算。Q=7028=1960(kg)ma=(1960+4300+6.6220)9.81)=149满足规程要求。2、提升物料时的安全系数ma=(3000+4300+6.6220)9.81)=12.757.5满足规程要求。三、验算提升机是否适用1、计算提升机滚筒直径D规程第四百
8、一十六条第二款规定:“除移动式的或辅助性的绞车外,提升装置的天轮、滚筒、摩擦轮、导向轮和导向滚等的最小直径与钢丝绳直径之比值,应符合下列要求:井上提升装置的滚筒和围抱角大于90的天轮,不得小于80;围抱角小于90的天轮,不得小于60”。规定:计算滚筒直径:D80d43.5803480(mm)根据规程第四百一十七条规定:“立井的天轮、主动摩擦轮、导向轮的直径或滚筒上绕绳部分的最小直径与钢丝绳中最粗钢丝的直径之比值,必须符合下列要求:井上的提升装置,不小于1200。”计算滚筒直径:619+143.5特型钢丝绳,最粗钢丝直径3.1mmD120012003.13720(mm)D滚筒直径4000mmd所
9、选钢丝绳的直径,d=43.5mm所选钢丝绳中钢丝直径,=3.1mm2、选择标准提升机根据计算结果,选用滚筒直径为4米的提升机是合适的。选用241.8型双筒提升机是符合要求的。选用绞车型号为:2JK4/11.5。绞车的技术参数:额定最大静张力:18000kg额定最大静张力差:12500kg传动比:11.5 提升速度:5.03米/秒1)验算滚筒宽度B=( +3)(d+)=( + 3)(43.5+3)=1065.1(mm)式中:B滚筒宽度H提升高度D滚筒直径d钢丝绳直径钢丝绳在滚筒上缠绕时的间隙可见所需滚筒宽度1.065m小于绞车滚筒宽度1.8m,所以所选绞车滚筒宽度符合要求。2)提升机强度验算:F
10、jmax=Q+Qz+PHc =3000+4300+6.6220 =8752(kg)Fjmax钢丝绳实际最大静张力。Q罐笼载重Qz罐笼自重P钢丝绳每米重量Hc钢丝绳垂悬长度小于241.8型提升机允许的钢丝绳最大静张力18000kg。Fc=Q+PHc =3000+6.6220 =4452(kg)Fc钢丝绳实际最大静张力差。Qz罐笼自重P钢丝绳每米重量Hc钢丝绳垂悬长度Fc=4452kg小于241.8型提升机允许的钢丝绳最大静张力12500kg。强度校验合格。通过以上计算,使用241.8型提升机是符合提升要求的,选用减速比为11.5的减速机,经济速度4.71米/秒接近,且小于额定速度5.03米/秒,
11、所以选用该提升机是合适的。可以选用转速为294转,功率360kw的配套电机。四、选用天轮根据定型成套装备中规定,可选用4米天轮,使用4米天轮,能够满足规程对天轮直径的要求。五、计算提升机与井筒的相对位置1、井架高度HjHj=Ht+Hg+0.75R =5.25+6+0.754 =14.25(m)Hj井架高度Ht罐笼高度Hg过卷高度R天轮半径在计算钢丝绳时,曾估取井架高度Hj为16m,经过上述计算,说明原估取数值可用,可将Hj定为16m。取过卷高度Hg为6m(由规程第三百九十七条计算得过卷高度不小于5.65m)。2、提升机滚筒中心至井筒中钢丝绳间水平距离LsLs0.6 Hj+3.5+D0.616+
12、3.5+4=17.1mLs滚筒中心至井筒中钢丝绳间水平距离Hj井架高度D天轮半径考虑到井口上、下矿车,轨道铺设等原因,为了满足有足够的甩车场空间,绞车至井口的水平距离要保证矿车能够顺利的通过,根据实际情况取Ls=45m时。3、计算钢丝绳弦长钢丝绳弦长Lx:Lx= = =46(m)Dt天轮直径,米C0滚筒中心线与井口水平高差,750mmHj井架高度Ls滚筒中心至井筒中钢丝绳间水平距离Lx钢丝绳弦长分析以上数值,弦长46m所引起的震动不大,钢丝绳是不会跳离天轮轮缘的。4、计算钢丝绳偏角最大外偏角:1=arctg =arctg =0.7976=4751B滚筒宽度,B=1.8米S两罐笼中心距,S=2.
13、22米a两滚筒之间间隙,a=0.18米d钢丝绳直径滚筒上缠绕纲丝绳之间间隙内偏角:2=arctg =arctg =0.1074=118B滚筒宽度,B=1.8米S两罐笼中心距,S=2.22米a两滚筒之间间隙,a=0.18米d钢丝绳直径滚筒上缠绕纲丝绳之间间隙D滚筒直径Lx钢丝绳弦长可见:内、外偏角都在规程(第四百一十八条 天轮到滚筒上的钢丝绳的最大内、外偏角都不得超过130。单层缠绕时,内偏角应保证不咬绳。)允许范围内。内、外偏角都不会使钢丝绳产生咬绳现象,是安全的。5、滚筒下出绳角=arctg +arctg =arctg (16-0.75)/(45-2)+arctg (4+4)/(246) =
14、33.546+4.9697 =38.5157 =383057Hj井架高度Dt天轮直径,米C0滚筒中心线与井口水平高差,750mmD滚筒直径Ls滚筒中心至井筒中钢丝绳间水平距离Lx钢丝绳弦长滚筒下出绳角可见实际出绳角大于允许值15,是安全的。(摘自矿山提升设备第216页之规定。) 图一 提升机的相对位置图该公式出自矿山提升设备第98页 该公式出自矿山提升设备第211页 该公式出自矿山提升设备 第211页该公式出自矿山提升设备 第212页该公式出自矿山提升设备 第212页该公式出自矿山提升设备 第212页该公式出自矿山提升设备 第213页该公式出自矿山提升设备 第213页该公式出自矿山提升设备 第
15、213页该公式出自矿山提升设备 第214页该公式出自矿山提升设备 第215页该公式出自矿山提升设备 215页该公式出自矿山提升设备 第216页该公式出自矿山提升设备 第216页该公式出自矿山提升设备 第216页六、预选电动机1、估算电动机容量N=(KQmV/1000i)= =225(kw)K 矿井阻力系数,取1.15Qm 一次提升货载最大重量Ni 减速机传动效率 双级传动取0.85V 初定的提升速度 动力系数(考虑加减速度及钢丝绳重力影响)罐笼取1.2。2、估算电机转数nn=60Vi/Dg= =258 r/minn电机转速V提升速度I减速机传动比Dg滚筒直径3)根据计算所得N n及矿井电压等级
16、为6KV,从煤矿电工手册中,选型 171220型交流电动机。转速294 r/min,功率360kw。其具体参数:电机型号 171220额定功率 360KW转速 294r/min额定电压 6000V3、计算提升机实际速度Vm=Dne/60= =5.35r/minVm实际速度D滚筒直径ne电机转速七、提升系统的运动学、动力学计算1、运动学计算(1)、提升系统运动部分总变位质量:m= Q+2QZ+2P(Hc+Lx+3D+30)+Gj+2Gt+md= 3000+24300+26.6(220+46+123.14+30)+32500+22160+1189 =6124kg.S2/m式中:Q一次提升重量QZ
17、为提升容器自重44000NP钢丝绳每米重量Hc钢丝绳垂悬长度Lx钢丝绳弦长Gj机器旋转部份变位质量,32500kgGt 天轮变位质量Md 电动机变位质量1189kg.S2/m(2)、选取加速度1)规程第四百二十四条规定:立井中用罐笼升降人员时的加速度和减速度,都不得超过0.75m/s2,其最大速度,不得超过用下列公式所求得的数值,且最大不得超过12m/s。2)提升系统加速度必须小于减速器允许动力矩的要求。即电动机通过或减速器作用于滚筒上的拖动力矩必须小于减速器的最大扭矩。即:根据减速机扭矩计算提升加速度:a1 2.01 m/s2Mmax减速器最大扭矩由减速器规格表中查得,N/m。D滚筒直径md
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