本科畢業(yè)論文礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)

1、河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文專 業(yè)：機(jī)械電子工程 題 目：礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： 目 錄摘要1Abstract2第1章 概 述1 11 地形地貌1 12 氣象1 13 井田范圍1 14 可采煤層及開采技術(shù)條件2 15 可采煤層頂?shù)装鍘r性2 16 提升系統(tǒng)及能力3 17 通風(fēng)系統(tǒng)及能力3 18 排水系統(tǒng)及能力4 19 供電系統(tǒng)及能力4 110 地面儲(chǔ)裝系統(tǒng)及能力 4第2章 工業(yè)廣場(chǎng)布置情況5第3章 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)5 31 原始數(shù)據(jù)設(shè)備選型設(shè)計(jì)5 32 提升容器的選擇6 33 提升鋼絲繩的選擇7 34 提升機(jī)的選擇7 35 提升電動(dòng)機(jī)的預(yù)選9 36 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置9 37 提升系

2、統(tǒng)變位質(zhì)量11 38 速度圖各參數(shù)的確定12 39 提升速度圖計(jì)算13 310 提升動(dòng)力學(xué)計(jì)算14 311 電動(dòng)機(jī)功率的驗(yàn)算15 312 提升設(shè)備電耗及效率設(shè)備實(shí)際年產(chǎn)提升能力16 第4章 TAK-A型提升機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介18 41 加速階段18 42 等速階段19 43 減速階段19 44 節(jié)爬行與停車階段20第5章 設(shè)計(jì)說(shuō)明2125 第6章 謝辭26第7章 參考文獻(xiàn)27 第1章 礦井概況礦井提升設(shè)備是沿井筒提升煤炭，矸石，升降人員和設(shè)備。下放材料的大型機(jī)械設(shè)備，它是礦井井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場(chǎng)相連接的樞紐，是礦山運(yùn)輸?shù)难屎?，因此，礦井提升設(shè)備在礦山的全過(guò)程中占有極其重要的地位。隨著科學(xué)

3、技術(shù)的發(fā)展，礦井原有提升設(shè)備，其成本和耗電量比較高，所以在新的設(shè)計(jì)中要確定合理的提升系統(tǒng)，結(jié)合本礦的具體條件，保證提升設(shè)備在造型和運(yùn)轉(zhuǎn)兩個(gè)方面都是合理的，經(jīng)濟(jì)的。11 地形地貌 井田地表為一 簡(jiǎn)單丘陵，由西向東緩慢傾斜，其坡度約為11.3，最高處在西部上官莊風(fēng)井附近，海拔180m，最低在井田東部，海拔標(biāo)高134m。在長(zhǎng)期地質(zhì)年代中，地表形成了數(shù)條泄洪沖溝，其中最大的有五條，霍莊羊渠河斷裂中溝，霍莊霍莊南臺(tái)中溝，王莊北溝，張家溝和佐城溝。這些中溝皆源于鼓山，均屬季節(jié)性中溝，雨季水大，排水暢通，平時(shí)干枯或僅有小股流水。地表除上述大小沖溝外，均為農(nóng)田和農(nóng)村。主要村莊有：羊一附近的王莊、南臺(tái)村、羊渠河

4、及霍莊村；羊二有張莊、苗莊、佐城村等。12 氣象 羊渠河礦地處溫暖帶大陸性氣候。冬季干旱，間有雨雪，主，付井筒淋水有結(jié)冰現(xiàn)象。冬春季多為北風(fēng)和西北風(fēng)，風(fēng)力5-6級(jí)。夏季較長(zhǎng)氣候炎熱，七八月份為雨季，氣溫最高可達(dá)40度，常有中到大雨，多大南風(fēng)和西南風(fēng)，需要年年雨季防洪防汛。年平均降雨量616.1，最大1273.4(1963年)，374.9(1965)：最大積雪厚度15,最大凍土深度22，最低氣溫-15.7度，最高氣溫41.9度，最大風(fēng)速20m/s。13 井田范圍 羊渠河井田屬華北煤田， 位于太行山支脈鼓山東麓約5km處，行政區(qū)隸屬河北省邯鄲市峰峰礦區(qū)。井田中心地處北緯36°，東經(jīng)114

5、°，中心海拔標(biāo)高156米。井田走向長(zhǎng)5.0-7.3km，傾斜寬2.0-2.8km，井田面積13.23km2。交通發(fā)達(dá)，公路交通主要有邯峰公路和馬峰公路。鐵路交通有羊牛薛及羊淑鐵路專線與馬峰鐵路支線在新坡車站接軌。14 可采煤層及開采技術(shù)條件 礦井開拓方式為中央并列豎井，水平石門分層運(yùn)輸大巷、暗井延深各水平，采區(qū)前進(jìn)，區(qū)內(nèi)后退，雙翼式單翼開采，工作面采用走向長(zhǎng)壁采煤法。井田內(nèi)共有可采煤層六層即大煤、野青、山青、小青、大青、下架煤。在可采煤層中，上三層目前能夠開采，下三層煤及-290m以下山青煤由于受下伏、大青、奧灰承壓水層威脅，暫不能開采。煤層頂板類型為三、四類頂板，巖性為粉砂巖、細(xì)粒

6、砂巖、石灰?guī)r、粉砂質(zhì)泥巖。煤層底板巖性為粉砂質(zhì)泥巖，粉砂巖和中粒砂巖、細(xì)粒砂巖。 15 可采煤層頂?shù)装鍘r性 大煤為井田最上部的一厚煤層，厚度穩(wěn)定，平均厚度為6.0M復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤，普遍含三層夾石：（1）頂夾石：厚0.05m,距頂板0.5m左右，砂質(zhì)泥巖。(2)中夾石：厚0.01-3.3m，位于煤層中部。（3）底夾夾石均很穩(wěn)定，可作為煤層對(duì)比的標(biāo)志層。中夾石厚度變化較大，局部厚度達(dá)0.6m以上時(shí)，使大煤分成頂大煤和底大煤兩個(gè)穩(wěn)定程度不同的自然煤層。井田內(nèi)大煤被中夾石分層，面積約占井田面積的五分之二，約五平方公里。 野青煤層是穩(wěn)定性煤層，煤厚0.8-2.1m平均厚1.3m，含1-3層夾石。富含黃鐵礦，

7、不穩(wěn)定。井田內(nèi)，一坑井±0水平以上，二坑井北翼區(qū)煤層較厚。頂板石灰?guī)r厚0.5-2.5m。底板灰色，深灰色中粒砂巖，厚1.5-5m，局部為碳質(zhì)泥巖，厚0.5m左右。 山青煤穩(wěn)定煤層，煤層0.81.7m，平均1.4m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，井田內(nèi)一坑煤層較薄，二坑較厚。頂板大部分地區(qū)為薄層石灰?guī)r，厚0-1.5m，其它多為砂質(zhì)頁(yè)巖，厚5.0m，底板灰黑色粉砂巖，下至伏青灰?guī)r，厚1.5-1.7m。小青煤煤層厚1.2-2.3m，平均厚0.86m，極不穩(wěn)定煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至較簡(jiǎn)單，局部不可采，不含夾石。下架煤穩(wěn)定煤層，煤厚1.64-4.0m，平均厚0.86m，極不穩(wěn)定煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，普通發(fā)育1-2層，夾石

8、厚0.1-2.8m。小青、大青、下架煤層通稱“下三層”，僅為鉆孔勘探資料。 16 提升系統(tǒng)及能力礦井提升系統(tǒng)，主井為立井提升，由羊一主井擔(dān)負(fù)，提升高度195m，該主井絞車于1959年安裝投運(yùn)，絞車型號(hào)23000/1516，電動(dòng)機(jī)型號(hào)YR630-10/1180，功率630KW。1993年9月對(duì)絞車的電機(jī)、減速機(jī)進(jìn)行了更新，提高了設(shè)備的安全性能。2003年12月對(duì)絞車的電控系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，更新提升箕斗為鋁合金箕斗，為雙碼箕斗提升。主井提升系統(tǒng)能力核定為144.1萬(wàn)t/a。 該礦共有三個(gè)輔助提升立井，分別為羊一副井、羊二南井、羊二北井。羊一副井，深度158.6m，裝備一對(duì)單層單車罐籠，配置

9、捷克產(chǎn)2×4×1.2型提升絞車，電動(dòng)機(jī)功率470KW，只擔(dān)負(fù)羊一地區(qū)上下人員，提人滿足要求。羊二南井，深度273m,裝備一對(duì)單層單車罐籠，配置23000/1515.84型提升絞車，電動(dòng)機(jī)功率480KW，只擔(dān)負(fù)羊二地區(qū)上下人員，提人滿足要求。羊二北井，深度273m,原裝備一對(duì)單層單車罐籠，配置23000/1520型絞車，電動(dòng)機(jī)功率380KW，最大提升速度5.8m/s。2000年2月對(duì)井口鎖口盤和提升罐籠進(jìn)行了更換，提升罐籠改為了單層雙車鋁合金罐籠，擔(dān)負(fù)全礦井矸石、材料、設(shè)備的提升任務(wù)。羊二北井提升系統(tǒng)提升能力核定為172.8萬(wàn)t/a。羊二矸石山絞車，型號(hào)22000/1020，

10、電動(dòng)機(jī)功率為200kw，配置一對(duì)2.7m3前（側(cè)）式卸載箕斗。井下主暗斜井絞車，型號(hào)2JK-2.5/16E，電動(dòng)機(jī)功率280KW，擔(dān)負(fù)400水平、240水平提矸運(yùn)送物料任務(wù)。井下副暗斜井絞車，型號(hào)22500/1220，電動(dòng)機(jī)功率200KW，擔(dān)負(fù)著400水平、240水平提矸運(yùn)送物料任務(wù)。井下進(jìn)風(fēng)道絞車，型號(hào)JK2.5/20，電動(dòng)機(jī)功率為280KW，擔(dān)負(fù)著110水平、240水平、400水平人員運(yùn)送任務(wù)，配置四輛XRC15型斜井人行車。 17 通風(fēng)系統(tǒng)及能力 礦井現(xiàn)有四個(gè)入風(fēng)井和三個(gè)回風(fēng)井，通風(fēng)方式為混合式。四個(gè)入風(fēng)井總?cè)腼L(fēng)量19167m3/min，三個(gè)回風(fēng)井總回風(fēng)量為20959m3/min。礦井為

11、高瓦斯礦井，2006年，礦井瓦斯等級(jí)鑒定絕對(duì)涌出量為64.2m3/min，相對(duì)涌出量為25.48m3/t。壓風(fēng)系統(tǒng)，現(xiàn)有110和400兩個(gè)水平壓風(fēng)機(jī)房，其中110水平壓風(fēng)機(jī)房安有2臺(tái)壓風(fēng)機(jī)，地面井口有2臺(tái)壓風(fēng)機(jī)，型號(hào)均為MLGF28/7.5風(fēng)冷式螺桿壓風(fēng)機(jī)，供二坑110水平、240水平、二坑地面及一坑全部地區(qū)用風(fēng)。400水平壓風(fēng)機(jī)房有臺(tái)壓風(fēng)機(jī)，其中有6臺(tái)型號(hào)為SM-5185型水冷式壓風(fēng)機(jī)，另外兩臺(tái)為MLGF28/7.5風(fēng)冷式螺桿壓風(fēng)機(jī)，供整個(gè)450水平以上全部生產(chǎn)用風(fēng)。 18 排水系統(tǒng)及能力礦井四個(gè)水平均建有水倉(cāng)、泵房和排水設(shè)備，承擔(dān)各水平的排水任務(wù)。羊一井±0水平排水泵房安裝3臺(tái)水

12、泵，單臺(tái)水泵的排水能力為280m3/h,有兩趟273mm排水管直達(dá)地面，一級(jí)排水方式，最大排水能力560 m3/h，正常涌水量82.8 m3/h,兩條水倉(cāng)總?cè)萘?800m3。羊二110水平井底泵房現(xiàn)有三臺(tái)排水泵，單臺(tái)水泵排水能力為280 m3/h，有兩趟273mm排水管直達(dá)地面，一級(jí)排水方式，最大排水能力560 m3/h，水倉(cāng)容積1100 m3。110水平治水泵房有6臺(tái)排水泵，單臺(tái)水泵的排水能力為450 m3/h，有兩趟426mm管路排至地面，一級(jí)排水方式，最大排水能力2250 m3/h，正常涌水量139.8 m3/h,水倉(cāng)容積2400 m3。240水平泵房現(xiàn)有4臺(tái)排水泵，單臺(tái)水泵的排水能力為

13、280 m3/h，有趟273mm排水管，直達(dá)地面，一級(jí)排水方式，最大排水能力為840 m3/h，水倉(cāng)容積2240 m3。-240治水泵房有3臺(tái)排水泵，單臺(tái)排水能力為450 m3/h，最大排水能力為900 m3/h，由一趟426mm管路排至-110水平，正常涌水量156.6 m3/h,流入水倉(cāng)。-400泵房現(xiàn)有7臺(tái)排水泵，單臺(tái)水泵的排水能力為280 m3/h，由兩趟273管路和一趟426管路排至-110水平流入水倉(cāng)，最大排水能力1680 m3/h，正常涌水量145.2 m3/h,水倉(cāng)容積2270 m3。各水平泵房排水能力能滿足礦井設(shè)計(jì)要求。1·9 供電系統(tǒng)及能力 礦井供電系統(tǒng)，羊一坑口

14、供電由東大井變電站引出6KV三路電源和羊二站6KV一路電源，其中13#、18#架空線路直接進(jìn)入一坑地面變電所，羊二站640#架空線路直接進(jìn)入一坑地面變電所，東大井14#架空線路供霍莊風(fēng)井，并通過(guò)霍莊風(fēng)井與一坑地面變電所聯(lián)絡(luò)。由一坑地面變電所供出負(fù)荷負(fù)擔(dān)焦化廠、主井絞車、副井絞車、霍莊風(fēng)井及一坑口工業(yè)廣場(chǎng)用電。由一坑地面變電所經(jīng)下井I、II、III回路供井下負(fù)荷，負(fù)擔(dān)三臺(tái)主排水泵、二臺(tái)清水泵、主斜皮帶機(jī)及采區(qū)變電所用電。羊二坑口供電均由邯鄲市電業(yè)局羊二變電站6KV兩段母線直接供給。羊二地面變電所所分三段母線，四路電源線均來(lái)自羊二變電站，其中633#、634#電源供東段母線，635#電源線路供中段

15、母線，638#電源線路供西段母線。羊二井地面變電所供出負(fù)荷擔(dān)負(fù)主井絞車、副井絞車、矸石山絞車及2臺(tái)800KVA變壓器，廠區(qū)外有供崔莊風(fēng)井、佐城風(fēng)井的4趟架空線路及所有地面生產(chǎn)用電。羊二地面變電所共有下井線路10趟，其中：下井一、二回路供110水平治水泵房變電所。下井三、四回路供110水平井底泵房變電所。下井五、六回路供240水平泵房變電所。下井七、八回路供400水平泵房變電所。下井九、十回路供400水平42變電所。1.10 地面儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)及能力 羊一地面煤場(chǎng)儲(chǔ)裝能力12萬(wàn)噸，裝一車廂所用時(shí)間為6分鐘，一車廂裝載60噸，年運(yùn)能力為252萬(wàn)噸，羊二沒有地面儲(chǔ)裝煤場(chǎng)。第2章 工業(yè)廣場(chǎng)布置情況因羊渠河

16、礦分羊一、羊二兩個(gè)井口，本設(shè)計(jì)是針對(duì)羊一井設(shè)計(jì)的，故對(duì)羊一廣場(chǎng)布置情況進(jìn)行簡(jiǎn)述。羊一井深159m，主井筒至副井筒50m，主井筒至地面變電所50m。羊一供電系統(tǒng)進(jìn)線：東大井變電站羊一地面變電所；東大變電站霍莊風(fēng)井羊一地面變電所，羊二變電所羊一地面變電所。出線：羊一地面變電所羊一工業(yè)廣場(chǎng)，羊一地面變電所中央變電所各采區(qū)變電所。主井筒至機(jī)修廠130m，主井筒經(jīng)皮帶機(jī)到煤場(chǎng)115m，儲(chǔ)煤場(chǎng)12萬(wàn)噸。主井筒至辦公樓105m，主井筒至燈房10m，主井筒至小車房30m。設(shè)備加至坑木場(chǎng)220m。第3章 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)31原始數(shù)據(jù)1、礦井年產(chǎn)量：An=105萬(wàn)噸2、提升工作為年工作日：br=300天，每日

17、工作小時(shí)數(shù)：t=14h 3、井口至井下運(yùn)輸水平深度：Hs=160m4、卸載水平至井口運(yùn)高度：Hx=20m5、卸載水平至井下運(yùn)輸水平高度：Hz=20m6、松散煤密度：R=0.95t/m37、主井提升方式：雙箕斗單純纏繞式（同側(cè)裝卸），井底高有煤倉(cāng)，定量自動(dòng)裝載。8、礦井電壓等級(jí)：6kv32提升容器的選擇1、提升高度：H=Hs+Hx+Hz=160+20+20=200m2、經(jīng)濟(jì)提升速度：V2=0.4=0.4=5.65m/s式中H提升高度m3、一次提升循環(huán)時(shí)間估算T加速度a暫取0.8m/s，爬行階段附加時(shí)間M，暫取10s，休止時(shí)間暫取8sT=+m+=+10+8=60.3式中：a提升加速度，估取a=0.

18、8m/sM箕斗在爬行階段內(nèi)時(shí)間Q箕斗裝卸載時(shí)間（休止時(shí)間）V2經(jīng)濟(jì)提升速度4、小時(shí)提升次數(shù)：n=59.7次5、小時(shí)提升量：As因沒有煤倉(cāng)，不均衡系數(shù)C取1.15，因?yàn)橐粋€(gè)水平提升，故富裕系數(shù)af為1.2As=345t/hH提升高度根據(jù)煤礦安全規(guī)程V=0.6=8.48m./s因?yàn)?.25m/s < 8.48m./s所以故合適33 提升鋼絲繩的選擇 1、 估算鋼絲繩每米至力P 鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度6B=1666Mpa,按煤礦安全規(guī)程規(guī)定，安全系數(shù)為6.5，預(yù)估井架高度Hi為35m，由于提升量不大，且井較淺，可考慮選用普通圓股繩6*19型鋼絲繩，r0 9450kg/ m3鋼絲繩每米至力P為P=4

19、.4131kg/m式中：g至力加速度 Q一次提升量 Q容器質(zhì)量 6B鋼絲繩抗拉強(qiáng)度 pa r0鋼絲繩重度 ma鋼絲繩安全系數(shù) HC鋼絲繩最大垂長(zhǎng)度 m2、選擇鋼絲繩 查表選用GB110274鋼絲繩6（19）-3T-1666-I-光-右同，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：鋼絲繩直徑d=37mm，最粗鋼絲直徑d=2.4mm，鋼絲繩每米質(zhì)量p=4.87kg/m,鋼絲破斷拉力總和Q=858480N3、鋼絲繩安全系數(shù)驗(yàn)算M=7.11ma=6.5由于實(shí)際安全系數(shù)大于6.5，故上述鋼絲繩可用。式中：Qq鋼絲繩破斷拉力總和（N） 其余符號(hào)同前34 提升機(jī)的選擇1、 筒的直徑：根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，對(duì)于安裝地面提升機(jī) D=80

20、d D=1200d對(duì)于安裝井下的提升機(jī) D=60d D=900d 所以卷筒直徑 D=80d=80×37=2960D=1200×Q =1200×2.42880=2914.26根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查表選用標(biāo)準(zhǔn)卷筒直徑為3m式中：d鋼絲繩直徑（） Q最粗鋼絲直徑（）2、卷筒寬度：對(duì)于產(chǎn)井提升可采用雙居纏繞，卷筒平均纏繞直徑為：DP=D+. DP=3000+×=3031(mm)式中:DP平均纏繞直徑 D卷筒直徑 K纏繞層數(shù)d鋼絲繩直徑繩圈間的間隙，一般在卷筒直徑小時(shí)2-3，但要保證不撓繩 卷筒寬度B為： B=×（d+）=×(37+3)=620故選卷

21、筒寬度 1.5合適式中：n-錯(cuò)繩圈數(shù) n=2-4圈3、確定減速器傳動(dòng)比：按上面計(jì)算的V2=5.65m/s，在表中選用相近的速度為5.6m/s，則減速器選傳動(dòng)比為204、選用提升機(jī)：查表選用2JK3/20型礦井提升機(jī)，主要數(shù)據(jù)如下：卷筒直徑3m,卷筒寬度1.5m，最大靜張力差78.4KN, 最大靜力127.KN,u減速器傳動(dòng)比20，鋼絲繩最大速度5.6m/s,機(jī)器旋轉(zhuǎn)部分的變位質(zhì)量19175Kg,兩卷筒中心距16285、最大靜張力驗(yàn)算（Q+Qz+PH）g=(6270+5000+4.871×199)9.8 =119945N<F=127400N故合適式中：Q一次提升量 Kg Qz容器

22、質(zhì)量 Kg Fi最大靜張力 N6、最大靜張力差驗(yàn)算：（Q+PH）g=(6270+4.87×199)×9.8=1.945N<FC=78400N故合適 式中：FC最大靜張力差35 提升電動(dòng)機(jī)的預(yù)選 1、提升電動(dòng)機(jī)的功率： 礦井阻力系數(shù)K=1.15，提升速度V=5.6m/s,動(dòng)力系數(shù)P=1.2,對(duì)于二級(jí)傳動(dòng)效率N=0.85,電動(dòng)機(jī)功率N估算如下: N=.P=×1.2=559Kw2、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)：N=713r/m3、選擇電動(dòng)機(jī)：按H、N及電壓等級(jí)，查表選用YR6308/1180型，三相交流繞線型導(dǎo)步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定功率Ne=630Kw,轉(zhuǎn)速Ne=741r/

23、m,過(guò)負(fù)荷系數(shù)=2.18轉(zhuǎn)子飛輪力矩（G）=4689N，效率nd=92，額定電壓6000V。36 提升機(jī)與井筒相對(duì)位置1、 天輪直徑DT=1200d查表選用井上用，按Dt=80d及Dt=1200d查表選用TSG型天輪，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 名義直徑DT=3m，變位質(zhì)量Mt=781 TSG 名義直徑 繩槽半徑 鑄鋼 井上 天輪2、 確定井架高度Hi根據(jù)煤礦安全規(guī)程，規(guī)定，考慮實(shí)際提升速度低于8m/s,取過(guò)卷高度Hg=4mHi=Hx+Hr+Hg+0.75Rt=20+9.7325+4+0.75×1.5=34.86m故取井架高度35m. 式中：Hx卸載高度，由井口水平到卸載位置容器底墊的高度，箕

24、斗提升取Hx=1825m. Hr容器全高，即容器底至連接裝置最上面繩卡的距離。 Hg過(guò)卷高度 RT天輪半徑3、 鋼絲繩外偏角和內(nèi)偏角雙層纏繞可不必考慮咬繩偏角的限制，故內(nèi)外偏角一律取115（煤礦安全規(guī)程規(guī)定，繩弦的內(nèi)外偏角不得超過(guò)130）4、 鋼絲繩弦長(zhǎng)：兩卷筒間距離a a=SB a=1.6281.5=0.128mf=128 接外偏角 mim=115計(jì)算最小弦長(zhǎng) LX，min=24244 式中：B卷筒寬度 S兩天輪間距 a-兩蓋子筒內(nèi)支輪間距 d-鋼絲繩圈間距 卷筒上繩圈間距 因?yàn)槭请p層纏繞，故鋼絲繩的實(shí)際纏繞寬度B1=B按內(nèi)偏角a2max計(jì)算最小弦長(zhǎng)Lx2min=39001取取Lxmin=3

25、9m5、卷筒中心線至井筒提升中心線的水平距離 卷筒中心線與井口水平高差，從2JK3/20型提升機(jī)數(shù)據(jù)中查得，卷筒中心高為650,考慮到提升機(jī)理發(fā)師室外地坪高差，提升機(jī)室外地坪與井口水平高差，取C=1.5m（一般C=1-2m）用下式計(jì)算最小水平距離LminLmin=+R =21.5m對(duì)于有斜撐的井架，水平距離，其最小距離應(yīng)滿足經(jīng)驗(yàn)公式：<L=0.6Hi+3.5+D=0.6×35+3.5+327.5m取L=28m6、復(fù)算鋼絲繩弦長(zhǎng)及內(nèi)外偏角值實(shí)際弦長(zhǎng)：Lx= =42.7m因?yàn)長(zhǎng)x=42.7<60，故不會(huì)引起絕弦強(qiáng)烈跳動(dòng)，弦長(zhǎng)合理。實(shí)際最大外偏角：1=arctg=arctg 1

26、=421351<115實(shí)際最大內(nèi)偏角：2= arctg =arctg=108130110151故符合要求7、提升機(jī)卷筒的下出繩角:arctg+arcsin=ardtg+arcsin=510391301150 故下出繩 合適37 提升系統(tǒng)變位質(zhì)量1 最大懸垂長(zhǎng)度HC=Hi+Hs+HE=35+160+20=215m 全繩長(zhǎng)Lp=215+42.7+3×3.14×3+30+4×3.14×3 =354m2 提升機(jī)電動(dòng)變化質(zhì)量 md=1265 式中:GD飛輪慣量I 傳動(dòng)比 D卷筒直徑 m3 提升系統(tǒng)總變化質(zhì)量Im=Q+2QE+2plp+2Mt+Mi+Md =6

27、270+2×5000+2×4.871×35+2×781+19175+21265=61711式中:Q一次提升量 QZ容器質(zhì)量 P主繩每米至力 N/m L全繩長(zhǎng) m Mi器變化質(zhì)量 Mt天輪變位質(zhì)量 Md提升荷載變位質(zhì)量 38 速度圖各參數(shù)的確定1提升機(jī)的實(shí)際速V=5.8m/s式中ne電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min2提升加速度1）初加速度ao=0.5/s,初速度V=1.5 m/s2）車加速度的確定a 查表EHLR150型減速機(jī)最大軌出力矩從max=176.4KNm， 按比力矩求全加速度a為aa=0.9256m/s式中：M最大軌出力矩R卷筒半徑K礦井阻力系數(shù)，算半提升時(shí)K

28、=1.15 缸籠提升時(shí) K=1.20Q次提升量P鋼絲繩每米至力 N/mH提升高度 mg垂力加速度 m/sm總變位質(zhì)量ma提升機(jī)電動(dòng)變位質(zhì)量按電動(dòng)機(jī)能力產(chǎn)生的最大加速度額定拖動(dòng)力Fe為：Fe=.n= 1000×630÷5.8×0.85=92327.6N式中:Ne-額定功率 KWv-提升機(jī)實(shí)際速度 m/sn-二級(jí)傳動(dòng),傳動(dòng)效率初加速行程:h=2.25m最大加速度：aa=1.15m/s2式中：入過(guò)負(fù)荷系數(shù)h0初加速行程根據(jù)以上結(jié)果為：減輕動(dòng)荷載，提高機(jī)械部分和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性，a取值應(yīng)當(dāng)有余地，故本設(shè)計(jì)最后確定取主加速度a為0.9m/s23、提升減速度：暫取減速階段有

29、爬行段的行程h3+h4為30m，機(jī)械制動(dòng)方式減速度a3 a3=1.04m/s2 取a3=1m/s2 4、爬行階段參數(shù)；對(duì)于定量裝載設(shè)備，自動(dòng)操縱的箕斗，爬行距離h4=3m,爬行速度V=0.5m/s39 提升速度圖計(jì)算1、初加速階段:初加速時(shí)間：to=3.5初加速行程：h=2.25m2、主加速階段主加速時(shí)間t=4.85主加速行程：h= t=×4.8=17.5m3、減速階段：減速時(shí)間：t= =5.35減速行程：h= t=×5.3=16.7m4、爬行階段 爬行時(shí)間：t=6s5、抱閘停車階段 抱閘時(shí)間：h=0.125m6、籌建階段：籌建行程：h2 =H-h0-h3-h4-h5=20

30、0-2.25-17.5-16.7-3-0.125=159.4 籌速時(shí)間：t2=159.4/5.8=27.5s7、一次提升循環(huán)時(shí)間T= t0+t1+t2+t3+t4+t5=3+4.8+27.5+5.3+6+0.5=47.1s算中卸載休止時(shí)間 查表0=8S一次循環(huán)總時(shí)間Tx=T+Q=47.1+8=55.1s按完成生產(chǎn)任務(wù)所需時(shí)間：T1=65.45Tx=55.1秒T1=65.45秒，故合適310 提升動(dòng)力學(xué)計(jì)算1、初加速階段：初加速開始：F01=（KQ+PH）g+maF01=(1.15×6270+4.871×200)×9.8+61711×0.5=111018H

31、初加速絡(luò)了：F01= F01-2ph0g=111018-2×4.871×2.25×9.8=110803N2、主加速階段：主加速開始：F11= F04+m(a1- a0)F11=110803+61711×(0.9-0.5)=135487N主加速終了F111= F11- 2ph1F111=135487-2×4.871×17.5×9.8=133816N3、等速階段：等速開始：F12= F112-ma1=133816-61711×0.9=78276N等速終止：F311= F31-2ph2g=1347-2×4.87

32、1×16.7×9.8=-2475、爬行階段：爬行開始：F41= F311+ma3=-247+61711×1=61464N爬行終止：F411= F41-2ph4g=61464-2×4.871×3×9.8=61178N6、抱閘階段：抱閘行車開始：F51= F114-ma5=61178-61711×1=-533N抱閘行車終止：F511= F51-2ph5gF511=-535-2×4.871×0.125×9.8=-545N311 電動(dòng)機(jī)功率的驗(yàn)算1、按溫升條件驗(yàn)算：S0 T S2dt=×t0+

33、×t1+×t2+×t4T S2dt=×3+×4.8+×27.5+×6=28.4×1010N2·S等效時(shí)間：Td=(t0+t1+t3+)+t2+×Q= (3+4.8+5.3+6)+27.5+×8=40·S式中：一低速運(yùn)行時(shí)散熱不良系數(shù)， =停機(jī)進(jìn)散熱不衣系數(shù)，=等效力：F=84261N等效功率：Nd=57.5Km式中：Vm最大提升速度 m/sN減速器的功率因?yàn)?575Kw Kw 故合適2、按過(guò)負(fù)荷條件驗(yàn)算由 0.75入得=1.467 0.75入=0.75×2.18=1

34、.635式中：Fmax加速段最大反拖大 NFe額定拖動(dòng)力 N因?yàn)?1.4671.635 故合適3、按特殊力（過(guò)負(fù)荷）驗(yàn)算0.9入特殊力 Fe=Mg(Qz+PH)=H×9.8×(5000+48.71×200)64349N=0.7 0.9入=0.7×2.18=1.526(Fe作用于卷筒上特殊拖動(dòng)力)因?yàn)?.71.526 故合適上述三個(gè)條件均滿足設(shè)計(jì)要求，因此 ，預(yù)選電動(dòng)機(jī)合適。3.12 提升設(shè)備電耗及效率1、力對(duì)提升時(shí)間的積分為：S T Fdt=×t0+T1+×T2+×T4 =×3+×4.8+×27

35、.5+×6=33×105N·s2、一次提升電耗： W=式中：N二級(jí)傳動(dòng)效率Nd電動(dòng)機(jī)效率3、提升設(shè)備的噸煤電耗：Wt=1.1Kwh/t式中：W一次提升電耗 KwhQ一次實(shí)際提升量 t4、一次提升的有益電耗：Wy=3.4Kw·h/次5、提升設(shè)備的效率：Nt=0.49=49%（當(dāng)提升高度H和速度Vm一定時(shí)，提高加速度a，可以提高設(shè)備效率nt，這是由于加速度縮短，起動(dòng)電耗能相對(duì)減少的原故）6、年實(shí)際提升能力：An=150萬(wàn)噸/年120萬(wàn)噸/年實(shí)際富裕系數(shù)：af=1.421.2式中：A礦井年產(chǎn)量： 噸t每日工作小時(shí)； hbr年工作日： 天C提升不均衡系數(shù)，對(duì)于箕

36、斗C=1.15，籠C=1.2混合提升C=1.25af富裕系數(shù)6、一次合理提升量Q=5.78t7、選擇箕斗：查表選用J16型立井單純提煤箕斗，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：箕斗名義載至量6t，箕斗斗箱有效容積Vr=6.6 m3,箕斗質(zhì)量Qz=5000,箕斗全高Hr=9735,兩箕斗中心距s=1830注：JL6 名義裝載質(zhì)量 立井 提煤箕斗8、一次實(shí)際提升量：Q=r·Vr=0.95*6.6=6.27(t)式中：r松散煤密度t/ m39、所需一次提升時(shí)間：T=62.45(s)式中：C提升能力富裕系數(shù) An礦井年產(chǎn)量10、所需一次提升速度V1=V1=5.25m/s式中：a估算加速度m/s T一次提升時(shí)

37、間第4章TDKA型提升機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介41 加速階段 TDKA型提升機(jī)起動(dòng)方式，在繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路接入金屬三相電阻，轉(zhuǎn)子事入適當(dāng)?shù)碾娮钑r(shí)，可以限制起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)立起。此時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)速一般為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩從e的0.30.4信，由于此轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩從f2,故反能使提升鋼絲繩張緊，并清除減整器齒輪的嚙合間隙。為保證起動(dòng)的平滑性，減小起動(dòng)電流的沖擊，一般情況下在轉(zhuǎn)子中事入8級(jí)電阻。起動(dòng)開始時(shí)轉(zhuǎn)子事入較大電阻R1，此時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，電動(dòng)機(jī)加速運(yùn)行，隨著轉(zhuǎn)速開了，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩減小，然后切隙第一段電阻，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在第二加速級(jí)特性上，以后按此規(guī)律逐級(jí)切除電阻加速，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢，提開機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行

38、，提開機(jī)達(dá)到最大速度Vm。加速段控制方法有：電流為主附加延時(shí)控制、時(shí)間為主電流為輔的控制以及電流、時(shí)間平行控制等幾種方案：F面簡(jiǎn)單介紹電流為主附加延時(shí)的控制方案：每級(jí)電阻靠電流繼電器釋入后再經(jīng)過(guò)一段延時(shí)才能切除。延時(shí)的時(shí)限一般占總時(shí)限的25%左右。無(wú)論負(fù)載變化與否，電流繼電器的釋放值均不變。 42 等速階段 提升機(jī)速度不變，該分蘗階段不需要任何控制。 43 減速階段 提升機(jī)在井筒運(yùn)行接近井口時(shí)，提升機(jī)必須減速，使其平穩(wěn)地進(jìn)入卸曲軌。此時(shí)可采用下列幾種方式減速。 1 、電動(dòng)機(jī)減速方式 當(dāng)減速階段提升系統(tǒng)的慣性力小于提升負(fù)載力時(shí)，電動(dòng)機(jī)必須出力，提升機(jī)以小于自由滑行減速度值進(jìn)行減速。司機(jī)將控制手柄

39、拉回零位，主令開關(guān)觸頭逐級(jí)切斷新觸器電路，將轉(zhuǎn)子電阻逐級(jí)加入即可 2 、自由滑街上減速方式 當(dāng)提升機(jī)的慣性力等于提升負(fù)載時(shí)，在減速階段電動(dòng)機(jī)不出力，依靠慣性力來(lái)克服負(fù)載力。為此，在減速階段一開始，即把電動(dòng)機(jī)的交流電源切除此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩M=0，是電動(dòng)機(jī)在提升系統(tǒng)負(fù)載力的作用下，其速度開始下降。這種減速方不需要其它設(shè)備和控制，經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，固地使用較多。 3、 機(jī)械制動(dòng)減速方式： 當(dāng)提升系統(tǒng)慣性力大于提升負(fù)載力時(shí)，必須把多余的慣性力消耗于制動(dòng)器上。當(dāng)減速方式閘瓦磨損較嚴(yán)重，一般只用于負(fù)力不大的提升設(shè)備或作為輔助停車制動(dòng)。 4 、動(dòng)力制動(dòng)減速方式 減速階段開始時(shí)，利用高壓接觸器將電動(dòng)機(jī)自交流電網(wǎng)斷開，

40、送入直流電，同時(shí)將附加電阻重新接入電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路。隨著轉(zhuǎn)座速的降低，制動(dòng)力矩逐漸減小，必須適時(shí)地切各段電阻，直至電動(dòng)機(jī)沿特性曲線運(yùn)轉(zhuǎn)至與爬行速度相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為止。電阻的切除用速度繼電器KV控制。速度繼電器實(shí)質(zhì)是個(gè)直流電壓繼電器，它接在測(cè)速發(fā)電機(jī)電樞回路內(nèi)，用它們的觸頭來(lái)控制接觸器KM切電阻。44 爬行與停車階段 提升機(jī)為了準(zhǔn)確停車，并使算半在卸載曲軌內(nèi)平滑運(yùn)行，在停車前必須設(shè)置一個(gè)低速爬千卡階段，補(bǔ)償以前各段運(yùn)行中積累的街上程誤差。常采用脈動(dòng)調(diào)速方法來(lái)實(shí)現(xiàn)爬行。當(dāng)減速階段采用動(dòng)力制動(dòng)或自動(dòng)滑行減速方式時(shí)，在減速終了時(shí)，用低速繼電器使提升電動(dòng)機(jī)自動(dòng)經(jīng)電和斷電，提升速度被制在0.5米/秒時(shí)，利用速

41、度繼電器，將電動(dòng)機(jī)又投入交流電源，這時(shí)由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Mf2, 轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降,此時(shí)由于繼電器動(dòng)作,切除了第一預(yù)備級(jí)電阻。由于此時(shí)電動(dòng)要轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)又開始加速，當(dāng)速度上升到1.5米/秒時(shí)，又切斷電源，速度又沿著縱坐標(biāo)下降，電動(dòng)機(jī)又接通電源，如此反復(fù)進(jìn)行，形成脈動(dòng)調(diào)速。當(dāng)運(yùn)行到達(dá)停車位置時(shí)斷電施閘，完成了提升過(guò)程。如果采用動(dòng)力制動(dòng)減速時(shí)，在動(dòng)力制動(dòng)作用下速度降到0.5米/秒時(shí)，切除直流電源，經(jīng)過(guò)熄弧延時(shí)后投入三相交流電源，進(jìn)行低速脈動(dòng)爬行，直至最后施閘停車。設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明一、 設(shè)計(jì)依據(jù)：1 根據(jù)主導(dǎo)專業(yè)工藝委托的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。2 采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001

42、）；建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011-2001）；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50017-2003）；鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB 50205-2001）；建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程（JGJ181-2002）；碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 700）；煤礦提升井架設(shè)計(jì)規(guī)范（MT/5031-2003）；其它有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。二、 設(shè)計(jì)荷載資料及井架技術(shù)特征：1 基本風(fēng)壓值為0.45kN/m2;天輪平臺(tái)活荷載為5kN/m2;鋼梯及其平臺(tái)活荷載為2kN/m2。2 抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，抗震設(shè)防類別為乙類；設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一級(jí)；火災(zāi)危險(xiǎn)性按丙類；結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)按二級(jí)

43、。當(dāng)井口房承重構(gòu)件及非承重外墻為非燃燒體時(shí)，井架結(jié)構(gòu)件的耐火極限可降低到0.25小時(shí)。3 地基應(yīng)進(jìn)行處理，詳見基礎(chǔ)圖。4 井架技術(shù)特征及相關(guān)參數(shù)：提升機(jī)：JKMD-4*4（）摩擦式提升機(jī)一臺(tái)；天輪：4.0M，2個(gè)；最大提升速度：10.05/S；鋼絲繩：44ZBB 6V*37S+FC 1670，每臺(tái)4根；鋼絲繩鋼絲斷力總和：4*1500KN，單重：8.23Kg/m；鋼絲繩最大靜張力；800KN，最大靜張力差：270KN；起吊設(shè)備：20t手動(dòng)葫蘆，2臺(tái)。三、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介：本工程為多繩提升鋼井架，采用空間框架結(jié)構(gòu)，按生產(chǎn)鑿井兩用井架設(shè)計(jì)，井架基礎(chǔ)采用獨(dú)立基礎(chǔ)，該鋼井架共分三層平臺(tái)，標(biāo)高27.350為下天

44、輪平臺(tái)，兼作鑿井平臺(tái)，立架連接在該層平臺(tái)下，標(biāo)高33.450為上天輪平臺(tái)，頂標(biāo)高41.600為檢修起吊平臺(tái)。四、 材料選用1、 井架基礎(chǔ)砼采用C25。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。2、 鋼材采用Q235-B，鋼梯、欄桿、鋪板采用Q235-A，其材質(zhì)應(yīng)符合碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 700）中的標(biāo)準(zhǔn)要求。3、 連接材料：焊接：箱形構(gòu)件必須采用自動(dòng)焊接，所用焊絲與焊劑應(yīng)與主體金屬?gòu)?qiáng)度相適應(yīng)，并符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。焊條；采用E3系列。螺栓：均采用10.9級(jí)高強(qiáng)螺栓（安裝螺栓為C級(jí)普通螺栓）五、 制作安裝：1、 材料連接（1） 圖紙中螺栓連接，除特別注明者外，均采用M20高強(qiáng)螺栓摩擦型連接，孔徑21.5（安裝螺栓為C級(jí)M20普通螺栓，孔徑22mm）。（2） 焊接連接：除螺栓連接者外均為焊接，連接件最小板厚大于等于14英寸。用對(duì)接焊縫，其余用角焊縫滿焊，焊縫高度取被焊件最小厚度1-2，且不小于8。當(dāng)被焊件厚度小于6時(shí)，焊縫高度取被焊件厚度。加勁肋、