礦井運輸提公升選型
設計指導書
于岩包繼華姜雪郝妮妮
2023年3月
設計目的要求2
第一章礦井運輸3
第一節井下運輸系統及運輸裝置型別的確定………… 3
第二節刮板輸送機的選型設計7
第三節帶式輸送機的選型計算11
第四節電機車運輸計算13
第二章礦井提公升28
第一節提公升方案的確定28
第二節立井單繩纏繞式提公升機選型設計……………… 36
第三節多繩摩擦提公升機選型設計45
參考文獻70
設計目的要求
通過本次畢業設計達到如下目的要求：
1、綜合應用所學理論知識，對礦井井下運輸系統、礦井提公升系統進行合理的確定。對各系統所用裝置進行選擇，培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。
2、通過設計全面系統的掌握礦井運輸與提公升的初步設計。
3、通過設計培養鍛鍊學生查閱資料、手冊、編制基本檔案等基本技能，熟悉國家關於煤炭工業建設的方針政策。
第一章礦井運輸
第一節井下運輸系統及運輸裝置型別的確定
一、運輸裝置型別選擇的基本原則
為保證礦井連續生產，必須對井下煤炭、矸石、材料、裝置和人員的輸送系統作統一全面的安排；在選擇運輸裝置型別時，必須符合以下基本原則：
1、應遵守我國有關的方針、政策、規程、規定。
2、應考慮我國的具體情況：我國在資源方面的特點，機械製造業方面的特點。我們也引進一些國外的裝置，以便學習國外的先進技術，但這是個別的，少量的，主要應立足於國內。
3、技術上優越：技術上的優越並不是脫離我國經濟條件和職工技術水平的高度機械化和自動化，而是表現在如下方面：a、勞動量少和勞動強度低；b、勞動生產率高；c、安全性高；d、確保裝置的正常運轉和均衡生產；e、**環節盡可能簡化和少用輔助裝置。
4、盡可能降低基建投資和運轉費用：礦山運輸工作的主要經濟指標是在單位距離內輸送單位重量貨載的費用，即每噸公里所需費用（元/噸公里）。此外，勞動生產率、運輸裝置及運輸用技術結構物和建築物的基建投資也是運輸工作的重要經濟指標。
噸公里費用決定於下列各項：
a、運輸裝置及運輸用技術結構物和建築物的折舊費及大修附加折舊費；
b、服務於運輸工作之人員的工資和工資附加費用；
c、勞力費；
d、材料費：其中包括直接使用的材料（潤滑油、維護機器的材料），以及未經投入基建費內的裝置備件費和低值易耗品的費用。
此外，在比較各種運輸方式時，還應考慮到貨載在運輸和**時因機械作用而發生的貨載貶值（例如大塊煤粉碎成小塊或粉煤而產生的**降低）這一因素；還應考慮到不同運輸方式要求不同巷道斷面從而所需巷道開拓費用維修費用和通風阻力的影響。
二、運輸裝置型別的選擇步驟
第一、根據當地的具體條件，選出在原則上可能應用的運輸裝置；
第二、進行綜合分析制定出幾個可能的運輸系統所使用的各種裝置的方案，這些方案應該都是可行的；
第三、進行詳細的技術經濟分析，最後確定乙個最優方案。
以下就各運輸環節所可能採用的運輸裝置進行分析。
三、採區運輸
1、工作面運輸
掘進工作面運輸一般均為軌道運輸，可採用機車牽引的固定車廂式礦車、底卸式礦車或梭式礦車。
回採工作面，在採用機採時，無例外的採用刮板輸送機；在採用炮採時，當工作面最小傾角等於和小於20度時，採用刮板輸送機；工作面最小傾角大於20度時，可採用搪瓷溜槽運輸；工作面最小傾角大於25度時，可採用鐵槽自溜運輸；工作面最小傾角等於35度時，可直接沿底板自溜運輸而無需任何裝置。
2、採區平巷運輸
對於不分層的單一煤層開採，順槽中的輸送裝置可能採用的為刮板輸送機、帶式輸送機、小型機車運輸、主尾繩運輸和人力推車。對於炮採面，按輸送量的大小，可採用人力推車、小型機車運輸、主尾繩運輸和輸送機運輸；但若順槽採用礦車運輸，則上（下）山的煤的輸送也必須採用鋼繩運輸，只有產量很小時，才採用這種運輸方式；故一般均用輸送機運輸。機採工作面順槽的煤的運輸均為輸送機運輸。
在順槽中採用運輸機時，一般在回採工作面的下口有**機，將煤**到帶式輸送機上，由帶式輸送機送到主上山。在順槽中應盡量避免採用刮板輸送機。所用帶式輸送機應是可伸縮的和便於解體移動的。
由於順槽必須沿煤層開拓，難免有拐彎和起伏，由於拐彎是一般帶式輸送機（在不採用相應技術措施時）所不容許的，故在此不得己的情況下，可使用刮板輸送機在轉角處搭接（刮板輸送機本身仍不拐彎）。在採取一定技術措施之後，帶式輸送機也可轉彎執行。
對於相鄰近的多層煤同事開採和厚煤層分層開採的平巷運輸，可採用超前臨時順槽通過溜煤眼，由集中運輸平巷運輸的方式。此時，不論煤層條件如何，集中平巷繫在底板內，可以取直。因此，均用帶式輸送機運輸。
臨時超前順槽用刮板輸送機，溜煤眼的傾角必須能保證自溜執行；在極個別情況下也可採用刮板輸送機。
材料裝置是由回風平巷輸送的，均採用軌道運輸，牽引裝置應根據具體情況而定。
3、主上山、採區煤倉於裝車站
主上山擔負煤的輸送並容納人員的往返。如果採區產量小而且採區平巷採用軌道運輸，主上山可採用鋼繩運輸；如果採區產量很小，採區平巷採用軌道運輸，可採用混合鋼繩運輸，即只用一套鋼繩運輸裝置擔負煤炭、矸石材料和裝置的輸送工作。在採用混合鋼繩運輸時，可不設主上山而只設人行上山。
除上述外，應採用煤流的連續運輸裝置，在這裡，主要是討論這種運輸方式，無極繩是採用礦車的一種連續運輸方式，併入鋼繩運輸一類。
在採用煤流的連續運輸裝置時，有如下幾種選擇：a、當上（下）山傾角時可採用帶式輸送機；b、當傾角時可採用刮板輸送機和鑄石溜槽刮板輸送機或大傾角帶式輸送機；c、當傾角時可採用自溜運輸。在採用自溜運輸時，主上山中應設溜煤道與行人路，二者應隔離開以保證行人安全和人員排除溜煤故障時的安全。
在採用煤流的連續運輸時在採區運輸與大巷運輸的銜接處，應設採區煤倉作為其與大巷運輸間的緩衝設施。
採區煤倉的容量，在炮採時應不小於一列車的煤重，在機採時，根據現場經驗，煤倉容量應取為0.7~1小時的上（下）山輸送量，如圖1所示，採用垂直圓筒一圓台煤倉。圓筒內直徑4500~5000公釐，圓台下圓面內直徑800公釐；圓台錐面傾角；煤倉無法裝滿煤的上圓錐坡度按煤的靜堆積角計算。
則在容積已知時不難求得各高度尺寸、、和總高度h。煤倉的卸煤口可取為800×1200公釐。卸煤口距離裝車站軌面的高度應按其閘門高度等於煤在礦車中按靜堆積角裝滿的高度。
採區裝車站的軌道線路由重車貯車線。空車貯車線和繞道三部分組成。空、重貯車線的總長度應為2.5列車長。長度尺寸由岔道的警衝標算起。
通常採用的裝車站如圖2所示：在大巷軌道線路一側設空重車線，這樣可利用大巷的運輸線路作為繞道，由井底車場來的空列車，侯其最後乙個礦車越過道岔ii時，再反向推送空礦車組進入空車線，摘鉤後機車由繞道經道岔i進入重車
圖1線牽引重礦車組駛向井底車場，由卸煤口裝車時礦車組的移動可用推車機、排程絞車等機械裝置來實現，也可由機車在重車線上牽引礦車移動。但大、小型礦車的裝車和調車應採用集中操作，從而不適宜用機車牽引裝車。
圖24、付上山（軌道上山）運輸
由於輸送材料、裝置、矸石，故付上山均為軌道上山，除極個別上山坡度甚小，需用主尾繩外，均為單繩運輸，即是運輸量大，也不用雙繩運輸。因雙繩運輸不適合多水平提公升工作。運輸絞車，除個別輸送量較大並為通風安全所容許者以外，均採用纏繞直接1600公釐及其以下的絞車。
四、大巷運輸
大巷運輸所可能採用的運輸裝置有無極繩運輸，機車運輸，帶式輸送機運輸。
從技術上來看，無極繩運輸劣於機車運輸，因其輸送能力低，勞動生產率低，事故多不能適應現代化生產；電機車與輸送機比較，它的適應性強，可用於直線道、彎道、分岔巷道，可輸送人員和各種貨載；但帶式輸送機是連續動作式運輸裝置，更適合於現代化的生產，二者的生產能力均足夠大。在採用帶式輸送機時，輔助運輸仍應採用電機車，且一般說來，機車執行線路應與輸送機線路相平行，以便於輸送機的安裝、維修。現有的鋼絲繩芯帶式輸送機和鋼繩牽引帶式輸送機可以滿足礦井開採中主要運輸平巷的運距和產量的需要。
從經濟上來看，電機車與帶式輸送機運輸距離愈大，用電機車愈合理；產量愈大用輸送機愈合理。
在設計中可作如下考慮：20萬噸以下的礦井，也可考慮採用無級繩運輸，因其成本低，一般採用電機車；帶式輸送機適於大型礦井。
第二節刮板輸送機的選型設計
在現場，一般只做刮板輸送機型式的確定而不進行設計計算，但必須指出：這種做法是以經驗為基礎的。
無論對於回採面還是採區巷道，選型設計包括如下內容：a）運輸生產率（噸/時）的計算（注意它有別於裝置本身的輸送能力，噸/時）；b）型式的確定；c）關鍵點張力的計算；d）電動機功率的計算與分配；e）鏈條強度驗算；f）液力耦合器注油量的確定（這是容易被人們忽視的，而恰恰能影響運轉的問題）。
一、設計原始資料與工作條件
1、工作地點與工作環境條件；
2、輸送長度與傾角以及貨流方向；
3、煤的堆積重度與靜堆積角（在不計算運輸機的輸送能力時，這兩項可不要）；
4、運輸生產率或計算所需引數。
二、運輸生產率的計算
在回採工作面，如為綜採機組、滾筒採煤機或刨煤機採煤時，其運輸生產率應與所選採煤機械相適應，如為炮採時，應與工作面的班迴圈量為依據，由下式確定：
（） （1）
（） （2）
式中：——工作面長度，；
——班進尺，公尺/班；
——工作面高度，；
——煤的實體容重，；
——運輸不均衡係數，取；
——班純運輸時間，取時/班；
——班產量，噸/班。
順槽或採區集中運輸平巷和上、下山的運輸生產率由下式確定：
（） （3）
三、型式的確定
對於工作面輸送機，應根據運輸生產率、採煤方法、輸送機的適應條件等技術資料結合輸送機的技術特徵選擇刮板輸送機的型式。
對於平巷輸送機，應根據運輸生產率與運距選擇。
對於輸送機上山，採用鑄石槽箱刮板輸送機較為有利。
四、設計引數的計算和確定
在初選刮板輸送機規格型號的基礎上，可計算或確定下列引數。
1.輸送機單位長度上貨載質量（物料線質量）：
式中：——刮板鏈相對裝載點的速度，。
2.刮板鏈的線質量，由規格表中查得；
3.選擇確定刮板鏈及煤與溜槽間的阻力係數、。
五、執行阻力計算
1、直線段阻力
承載分支阻力
回程分支阻力
2、曲線段阻力
1）刮板鏈繞過從動鏈輪或滾筒時的阻力：
——與從動鏈輪或滾筒在相遇點鏈條的張力，。
2）刮板鏈繞過主動鏈輪時的阻力：
——與主動鏈輪在相遇點和相離點鏈條的張力，。
3）對於彎曲進行的刮板輸送機在彎曲段存在刮板鏈與溜槽側幫的滑動摩擦，這個阻力稱作彎曲附加阻力，其大小可按相應直線段執行阻力的10%考慮，即：
六、確定鏈條最小張力點位置及大小
根據逐點張力法和牽引力分配列出關鍵點張力方程式，確定最小張力點的位置。為了限制刮板鏈的垂度，保證鏈條與鏈輪正常嚙合平穩執行，刮板鏈每條鍊子最小張力點的張力，一般可取2000~3000，並由拉緊裝置來提供。
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