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河北能源职业技术学院
毕业设计论文
专业矿山机电
系别
报告题目斜井提升机设备选型设计
报告人刘鑫永班级11级
教务处监制
斜井提升机设备选型设计
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斜井提升机设备选型设计
作者:段永兴
指导老师:
摘要:
矿井提升机作为矿山的大型固定设计之一,是联系井下与地面的主要运输工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。由于矿井提升设备服务年限长、投资大、电耗多(其耗电量一般占矿井总耗电量的30~40%),所以为了降低矿石成本,提高生产的安全可靠性,必须经济合理地设计和使用矿井提升设备。随着矿山生产的进一步现代化,提升设备将成为机械化与电气化相结合的先进技术设备。
本设计简述提升机的发展史开始,对提升机的分类,重要型号,,做了提升运动学计算和提升动力计算,校验了等值功率,计算了电能消耗和提升设备效率。并设计了提升设备的控制电路,在设计中提升机采用了三相交流绕线式异步电动机拖动。其电动机采用了可控硅串级调速。着重设计讨论了其主回路和控制单元的设计。根据模拟的情况来看,本设计的方案是可行的,同时充分考虑了通用性、灵活性、实用性。
关键词:斜井提升;原始资料;年产量;系统
斜井提升机设备选型设计
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目录
一提升方式选择 8
(一)斜井串车提升 8
(二)斜井箕斗提升 8
(三)带式输送机提升 9
(四)标注: 9
二斜井提升设备的选型计算 9
(一)斜井提升设备选择计算的原始资料 9
(二)根据矿井年产量要求计算矿车数 10
(1)1小时提升量 10
(2)一次提升量 11
(3)一次提升矿车数 11
(三)根据矿车连接器强度计算矿车数 12
(四)斜井提升钢丝绳的选择计算 13
(1)计算钢丝绳最大斜长: 13
(2)每米钢丝绳质量为 13
(3)按下式验算钢丝绳安全系数: 14
(五)提升机选择计算 15
(六)验算滚筒宽度 15
(七)计算天轮直径并选择天轮 16
三根据《煤矿安全规程》规定,选择天轮直径 16
(一)对于地面天轮 16
(二)对于井下天轮 16
(三)预选提升电动机 16
(1)估算电动机功率: 16
(2)估算电动机的转速: 17
(3)根据P,n及矿井电压等级查电机规格表,预选出合适的电动机。 17
(4)确定提升机的实际最大提升速度 17
四结果图展示 18
五阶段速度图 19
六总结: 19
斜井提升机设备选型设计
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一提升方式选择
斜井提升在我国矿井应用极其广泛,它包括斜井串车、斜井箕斗及斜井带式输送机三种提升方式。采用斜井开拓具有初期投资少、建井快、地面布置简单等优点。但一般斜井提升能力小,钢丝绳磨损快,井筒维护费用高。
(一)斜井串车提升
可分为单钩与双钩串车两种。其中,单钩串车提升井筒断面小,投资小,生产能力小,耗电量大,但可以用于多水平提升。双钩串车提升生产能力较大,但只能用于单水平提升。一般年产量在21万吨以下的小型矿井多采用单钩,年产量在30万吨左右的矿井多采用双钩,两者均适用于倾角在25°以下。
(二)斜井箕斗提升
与串车提升相比,具有提升速度大,生产能力高,容器自重小及装卸载易实现自动化等优点。但需设置装卸载设备、建造煤仓,基建投资大。此外,为了提升矸石、下放材料、升降人员,需要外设置一套副井提升设备。箕斗提升一般采用双钩,适用于井筒倾角为25°~30°,年产量在30万t~60万t的矿井中。
斜井提升机设备选型设计
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(三)带式输送机提升
这种提升方式具有安全可靠、运输量大,且易实现自动化,但初期投资较大,设备安装时间较长,并需要安装卸载煤仓等设备,一般用于年产量在60万吨以上,倾角小于18°的斜井中。《煤炭工业设计规定》规定:大型矿井的主斜井宜采用带式输送机提升。
(四)标注:
串车提升按车场形式不同,又可以分为平车场和甩车场两种方式。甩车场提升方式的优点:地面车场及井口设备简单、布置紧凑、井架低、摘挂钩安全方便;缺点是提升循环时间长、提升能力小、每次提升电动机换向次数多、操纵复杂。平车场没有上述缺点,车场通过能力大,提升操作简单方便。但是,平车场需设置阻车器等辅助设备,故一般情况下甩车场多用于单钩提升,平车场多用于双钩提升。在串车提升中,为在车场内调车和组车方便,应注意一次升降的矿车数尽可能与电机车一次牵引的矿车数成倍数关系。在斜井提升中以斜井串车提升应用较多,特别是中、小型矿井应用更为普遍,为此我经过考虑应选用斜井串车提升系统。
二斜井提升设备的选型计算
(一)斜井提升设备选择计算的原始资料
=30万吨(副井为矸石年提升量,最大班数下井人数,长材料、设备等辅助提升量);
;
=450米;
斜井提升机设备选型设计
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=25度;
:年工作日数=300天每天工作20个小时;
:单个矿车自身质量=595千克,kg;单个矿车载货量m1=1吨,kg;单个矿车的长度=2米,m;
;
:斜井串车单钩甩车场提升系统;
:3000V6000V;
(二)根据矿井年产量要求计算矿车数
(1)1小时提升量
式中C————提升不均匀系数,有井底煤仓时C=~,无井底煤仓时C=;矿井有两套提升设备时C=,只有一套提升设备时C=;
——年工作日数;
t———日提升小时数;
An——矿井年产量,t/年;
———提升能力富裕数,对于第一水平=。
无井底煤仓c=;=;
斜井提升机设备选型设计
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(2)一次提升量
式中T———次提升循环时间,s。
(3)一次提升矿车数
;;
取辆。
式中_____装载系数当倾角为20°以下时,=1,当倾角为了加强21°~25°时,=~;当倾角为25°~30°
_____煤的松散密度;
V———矿车的有效容积,
算出值为小数时,应圆整为较大整数。
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(三)根据矿车连接器强度计算矿车数
矿车没倾角为β的轨道上提时,受到斜而产生的阻力,n辆矿车的总阻力由最前面的矿车连接器来承担,为保证连接器强度,所拉矿车数受到限制。矿车连接器强度一般容许承受拉力60KN,因此,矿车连接器强度容许的矿车数为
=
经圆整
满足设计要求,可以按确定的矿车数为计算。
式中单个矿车的载货量及其自身质量,Kg;
————矿车运行摩擦阻力系数,矿车为滚动轴承取=
g—————重力加速度,10m/
应圆整为较小的整数。
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(四)斜井提升钢丝绳的选择计算
(1)计算钢丝绳最大斜长:
————阻车器至摘钩点距离,取==。
————摘钩点至井架中心的水平距离,取=3=。
————井口至阻车器的距离,取=9m。
————井口处钢丝绳牵引角,取=9°。
———————提升机滚筒中心至天轮中心水平距离,取=16m。
(2)每米钢丝绳质量为
式中————钢丝绳由A点至串车尾车在井下的停车点之间的斜长,m;
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——————钢丝绳沿托辊和底板移动阻力系数,钢丝绳全部支撑在钢辊上时取=~,局部支撑在托辊上是取=~;
——————钢丝绳公称抗拉强度,Pa;
——————钢丝绳安全系数,与竖井要求相同。
直径/mm
钢丝总
断面积/
参考重力
N/100m
钢丝绳公称抗拉强度/MPa
钢丝绳
钢丝
1550
1700
钢丝破断拉力总和(不小于)/KN
5717,0
(3)按下式验算钢丝绳安全系数:
式中————所选标准钢丝绳的钢丝破断拉力总和,N。