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1、邻水县观音桥煤矿运输设备选型和能力计算观音桥煤矿机电科运输设备选型和能力计算一、主斜井绞车选型主斜井提升设备担负煤炭、矸石、材料及设备的提升任务。绞车校验过程如下：1、设计依据1）矿井年原煤生产能力：90kt/a。2）提升方式：双钩串车提升。3）井筒参数：L400m，24。4）矸石率：为年原煤生产能力的10%。5）提升容器：MGC1.1-6A型固定车箱式矿车，容积1.1m3，矿车自重592kg。MPC3-6型平板车，矿车自重835kg。6）工作制度：年工作日330d，每天净提升时间15h。7）钢丝绳安全系数：Ma6.5。8）煤的松散容重：1t/m3。9）矸石容重：1.8t/m3。10）炸药：1
2、次/班。11）雷管：1次/班。12）设备：1次/班。13）支护材料：2次/班。14）其它：3次/班。15）提升设备最大件重量：5.0t（机车）。2、设备校验矿井现有2JK21.25/20型矿用提升机，一次提升煤车4辆，重量为6368kg；提升矸石车2辆，重量为4784kg。2JK21.25/20型矿用提升机技术参数见下表5-2-1。表5-2-1 2JK21.25/20型矿用提升绞车技术参数表卷 筒最大静张力kN最大静张力差kN钢绳最大直径(mm)绳速(m/s)最大容绳量(m)电动机功率(kW)直径(mm)宽度(mm)20001250604024.53.78001601）绳端荷重2474kg18
3、59kg1943kg由于提升煤炭重量大于提矸石和设备重量，故提升机按提升煤炭进行校核。2）钢丝绳选型根据绳端荷重计算，按提升煤串车对钢丝绳进行选型：式中：mp钢丝绳单位质量，kg/mn绞车一次提升矿车数，n4辆；钢丝绳抗拉强度，1570MPa；ma钢丝绳安全系数，按煤矿安全规程第400条，提物时ma6.5。L提升长度，L414m；f2钢丝绳运行阻力系数，取f20.25；、f1同前。经计算，mp=1.02kg/m。钢丝绳选用6V19+FC-20.0-1570型，钢绳m/p1.65kg/m，钢丝拉力总和Qp272.816kN。3）作用在绞车上的最大静张力最大静张力：最大静张力差：经计算：作用在绞车
4、上的最大静张力，；最大静张力差，。4）安全系数校验式中：QP钢丝破断拉力总和，272.816kN；Fjmax作用在绞车上的最大静张力28.305kN。经计算，ma9.66.5。所选钢丝绳符合煤矿安全规程规定。5）绞车滚筒尺寸的选择根据煤矿安全规程规定，地面绞车应满足：（1）卷筒直径D180dD180201600(mm)式中：D1应选绞车卷筒直径，mm；d提升钢丝绳直径，d20.0mm；经计算，D1=1600mm。初选绞车滚筒直径为D(2000mm)D1(1600mm)，故满足要求。（2）卷筒宽度式中：B1应选绞车卷筒宽度，mm；L提升长度，L414m；试验钢丝绳长度，30m；K缠绕层数，取K3
5、；D卷筒直径，为2m；Dp平均缠绕直径，DpD+(K-1)d10-32.04m；n最少摩擦圈数，取n=3；n每季度将钢丝绳移动四分之一圈的备用圈数，n4；d钢丝绳直径，d20mm；钢丝绳之间的间隙，取3mm。经计算，B1=537mm。初选绞车滚筒宽度为B(1500mm)B1(537mm)，故满足要求。6）校验绞车最大静张力和最大静张力差所选绞车的最大静张力60kNFjmax28.305kN；所选绞车的最大静张力差40kNFjc19.935kN。根据以上计算，2JK21.25/20型矿用提升机满足提升要求。7）天轮选择Dt60dDt60201200(mm)经计算：Dt1200mm提升系统选用TZ
6、D1400/740型游动天轮2个。8）估算电机功率式中：N绞车电动机功率，kW；Fjc提升系统最大静张力，19935N；减速器传动效率，取0.85；K电动机的备用系数，取K1.10；vm额定绳速，3.7m/s。经计算，N96kW，配用Y2-355M-8型电机（N=160kW，U=380V，n=740r/min，d=0.946，=2.2）。9）最大班提升平衡见表5-2-2。表5-2-2 最大班提升时间平衡表提升项目提升量一次提升量实际提升次数一次提升循环时间（s）提升时间（s）煤炭1364341745916矸石14271741218支护材料2174348炸药1850850雷管1850850设备1
7、174174其它3174522合计9878/3600=2.8小时7.5小时987810）提升系统图、速度图及力图主斜井提升系统图见附图1、速度图和力图见图2。11）提升系统变位质量G=12812kg12）电机等效功率校核（1）等效力：Fdx=2261kg（2）等效时间：Td=121.51s（3）等效功率：Nd=1.122613.7/102/0.85=106（kW）。（4）过载系数：= Fmv/（102N）=31193.7/（1020.85160）=1.06(1.06)0.85(1.87)经校验，配用Y2-355M-8型电机（N=160kW，U=380V，n=740r/min，d=0.946，=
8、2.2），符合要求。13）过卷距离式中：Lg过卷距离，m；max为绞车全速运行绳速，3.7m/s。计算结果取1.5 的安全系数后为12.6m。设计上车场的过卷距离符合要求。14）年提升能力：主斜井选用2JK21.25/20型矿用提升机满足提升要求。二、采区轨道上山绞车选型（1）选型依据1、采区原煤年生产能力：90kt/a。2、矸石率：为年原煤生产能力的15%。3、提升设备最大件重量：2.0t（采煤机不可拆卸件）4、提升方式：单钩串车提升。5、采区轨道上山长度为272m6、提升巷道参数：LL斜+L上+L下=272+10+10=292m，24。7、提升容器：MGC1.1-6A型固定车箱式矿车，载煤
9、1000kg，矿车自重592kg。8、工作制度：年工作日330d，每天净提升时间14h。9、钢丝绳安全系数：Ma6.5。10、煤的松散容重：1t/m3；矸石容重：1.8t/m3。（2） 设备选型1、计算一次提升循环时间采区上、下车场均为平车场。经计算，一次提升循环时间T318s。2、按产量要求的一次提升量式中：Q按产量要求的一次提升量，t；k装满系数，取k0.9；k1提升不均匀系数，取k1.25；b年工作日，330d；A矿井年生产能力，At；T一次提升循环时间，T318s；t每天提升工作小时数，t14h。经计算，Q2748kg。3、一次提升串车数式中：n1一次串车数量；Q按产量要求一次提升量，
10、Q2748kg；m1矿车载煤量，m11000kg。经计算，n12.7辆。取一次提升煤车n13辆，重量为4776kg；一次提升矸石1辆，重量为2392kg；提升设备车1辆，重量为2530kg。因提升煤炭重量大于提升矸石和设备的重量，故按提升煤炭对绞车进行选型及校验。初选JTPB-1.21.0/24型矿用提升绞车。技术参数见下表5-4-1。表5-4-1 JTPB-1.21.0/24型矿用提升绞车技术参数表卷 筒最大静张力kN钢绳最大直径(mm)绳速(m/s)最大容绳量(m)电动机功率(kW)直径(mm)宽度(mm)1200100030202.5480754、根据矿车连接器强度计算串车数式中：n2允
11、许一次提升矿车数；m1矿车载煤，1000kg；m2矿车自重，592kg；Fl矿车连接器最大允许拉力60kN；f1矿车阻力系数，取f10.015；g重力加速度，取g9.8m/s2；井筒倾角，24。经计算n2=9辆3辆。5、钢丝绳选型根据一次提升量要求，按下式计算：式中：n一次提升矿车数，3辆；mp钢丝绳单位质量，kg/m；钢丝绳抗拉强度，1570MPa；ma钢丝绳安全系数，按煤矿安全规程第400条，取ma6.5；L提升长度，取L292m；f2钢丝绳运行阻力系数，取f20.25；m1、m2、f1同前。经计算，mp=0.81kg/m。钢丝绳选用67+FC-18-1570型，钢绳单位质量mp1.14k
12、g/m，钢丝破断拉力总和Qp191.646kN。6、作用在绞车上的最大静张力式中：n一次提升矿车数，n3辆；g、m1、m2、L、f1、f2、mp、同前。经计算：作用在绞车上的最大静张力，。7、安全系数校验式中：QP钢丝破断拉力总和，191.646kN；Fjmax作用在绞车上的最大静张力，21.75kN。经计算，ma8.86.5。所选钢丝绳符合煤矿安全规程规定。8、绞车滚筒尺寸的选择根据煤矿安全规程规定，井下绞车应满足：1)卷筒直径D160d式中：D1应选绞车卷筒直径，mm；d提升钢丝绳直径，d18.0mm；经计算，D1=1080mm。初选绞车滚筒直径为D(1200mm)D1(1080mm)，故
13、满足要求。2)卷筒宽度式中：B1应选绞车卷筒宽度，mm；L提升长度，L292m；试验钢丝绳长度，30m；K缠绕层数，取K3；D卷筒直径，为1.2m；Dp平均缠绕直径，DpD+(K-1)d10-31.236m；n最少摩擦圈数，取n=3；n每季度将钢丝绳移动四分之一圈的备用圈数，n4；d钢丝绳直径，d18mm；钢丝绳之间的间隙，取3mm。经计算，B1=593mm。初选绞车滚筒宽度为B(1000mm)B1(593mm)，故满足要求。9、按最大静张力来校验绞车额定静张力即：Fjmax绞车的最大静张力额定值Fjmax21.75kN，初选绞车的最大静张力30kN21.75kN。10、天轮选择Dt40d经计
14、算：Dt720mm提升系统选用TZD800/700型游动天轮1个。11、电机功率式中：N绞车电动机功率，kW；Fjmax提升最大静张力，21750N；减速器传动效率，取0.85；K电动机的备用系数，取K1.10；vm额定绳速，2.5m/s。经计算，N70.4kW，配用YB2-315S-6型防爆电机（N=75kW，U=660V，n=990r/min，d=0.935，=2.2）。12、最大班提升平衡见表5-4-2。表5-4-2 最大班提升时间平衡表 提升项目提升量一次提升量实际提升次数一次提升循环时间（s）提升时间（s）煤炭136.434631814628矸石20.51.8123183816木材1
15、318318钢材1318318炸药1475475雷管1475475设备1318318其它1318318合计20666/3600=5.74小时7小时2066613、提升系统图、速度图及力图提升系统图见图3、速度图和力图见图4。14、提升系统变位质量G=6252kg15、电机等效功率校核1）等效力：Fdx=2317kg2）等效时间：Td=127.6s3）等效功率：Nd=1.123172.5/102/0.85=73.5（kW）。4）过载系数：= Fmv/（102N）=28852.5/（1020.8575）1.11(1.11)0.85(1.87)经校验，所配置的电动机符合要求。16、过卷距离式中：Lg
16、过卷距离，m；max为绞车全速运行绳速，2.5m/s。计算结果取1.5 的安全系数后为9.6m。设计上车场的过卷距离取12m，符合要求。17、年提升能力：故采区轨道上山选用JTPB-1.21.0/24型矿用防爆绞车，满足提升要求。三、 矿车设备选型（1）选型依据1、矿井生产能力：90kt/a。2、运输巷道长度及坡度：L1019m，i3。3、矸石率：12%。4、装载容器：载煤选用MGC1.1-6A型固定箱式矿车，载重1000kg，矿车自重592kg。选用PRC12型平巷人车，乘座12人。5、工作制度：矿井年工作330天，每天三班运输，每班运输时间为5h。6、煤的松散容重：1t/m3，矸石容重1.
17、8t/m3。7、CCG5.0/600-FB型矿用防爆柴油机车技术参数见表3-3-1。表3-3-1 CCG5.0/600-FB 技术参数表性能项目技术参数及内容粘重t5.0最大牵引力kN9.4(不撒砂粘重系数为0.17)轨距mm600轴距mm800最大运动速度km/h（空载）10（额定负载）9最小水平转弯半径m6最大制动力kN9.4全速制动距离m（空载）10（额定负载）运货40 运人20外型尺寸(长宽高)mm32009401500柴油机防爆功率kW12.5转速r/min2200机表温度145尾气温度69机油压力mpa0.2-0.6Co含量0.1NOx含量%0.08起动方式手摇冷却方式水冷蒸发式离
18、合器形式双片干式变速箱形式33机械式行车制动形式脚踏与手动联式减震形式叠片式燃油箱容量（L）(8小时工作日)20防爆发电机24V 200W防爆灯24V 50W环境温度40最大噪音GB(A)89（2）选型计算1、计算机车的牵引矿车数 按重列车上坡起动条件计算：n1式中：n1按重列车上坡起动牵引矿车数，辆；P机车质量，5.0t；q矿车装载质量，1t；q0矿车质量，0.592t；g重力加速度，9.8m/s2；q起动粘着系数，取0.24；i运输线路坡度，3；a列车起动加速度，0.04m/s2；重列车起动阻力系数，q0.0135。经计算，n132辆。 按重列车下坡制动时计算：n2=式中：n2按重列车下坡
19、制时牵引矿车数；z制动粘着系数，取z0.17；b制动减速度，m/s2，b0.03858，9km/h，煤矿安全规程第三百五十一条，运送物料时，L40m，取L25m。则y重列车上坡运行阻力系数，取y0.009；P、q、q0、i、g同上。经计算n2=61辆。按起动和制动条件，n32辆，故取n煤23辆， n矸11辆。2、校验计算 空列车上坡运行阻力：Wk式中：Wk空列车上坡运行阻力，kN；k空列车运行阻力系数，k0.0110；n煤、p、q0、同上。经计算，Wk2.31kN。 重列车下坡运行阻力:WZ式中：WZ重列车下坡运行阻力，kN；z重列车运行阻力系数，z0.009；n煤、p、q0、同上。经计算WZ
20、2.17kN。经计算，空列车上坡运行阻力和重列车下坡运行阻力都小于机车的最大牵引力9.4kN，机车满足牵引要求。3、机车台数计算式中：N机车台数，台；K1运输不均衡系数，取k11.20；K2矸石系数，取k11.12；Ab班产量，取Ab91t；v机车运行速度，取v9km/h；Tb每班工作时间，Tb5h；装车及调车时间，min，取25；L运输距离，L1.019km；n煤、q符号含义同上；经计算，N1台，利用矿井现有的两台矿用防爆柴油机车能满足生产要求，其中工作1台，备用1台。四、行人暗斜井架空乘人装置选型1、设计依据1）斜长：400m。2）倾角：25。3）每班运送人员：50人。2、设备选型1）吊座
21、间距式中：L吊座间距，m；vm运行速度，1m/s；Lo斜长，374m；n每小时运送人员，n=50人。确定吊座间距取L=12m，则每侧设置31个吊座。2）运输时间校核式中：T运输时间，min；L、n、Lo、Vm同上。经计算T17min60min，符合要求。3）运行钢丝绳的选择初选架空乘人装置的运行钢丝绳为6V19+FC-20-1570-特型，钢绳Pk1.65kg/m，Qp272.816kN，钢丝绳直径d20mm。4）上运侧运行阻力（1）重载时：FZPkLO+(Qr+Qd)nd(cos+sin)gFZ1.65374+11032(0.02cos22+sin22)9.815587(N)式中：FZ上运侧
22、重载时运行阻力，N；Pk钢丝绳重量，1.65kg/m；Lo斜长，Lo=374m；Qr乘坐人员平均质量，100kg；Qd吊座质量，10kg；nd每侧吊座数量，31个；钢丝绳运行阻力系数，动力运行时取0.02； 倾角，22；g重力加速度，9.8m/s2。经计算FZ15587N（2）空载时Fk(PkLO+Qdnd)(cos+sin)gFk(1.65374+1031)(0.02cos22+sin22)9.83578(N)式中参数同前。经计算Fk3578N5）下运侧运行阻力（1）重载时：FZPkLO+(Qr+Qd)nd(cos-sin)gFZ1.65374+11031(0.015cos220-sin22
23、0)9.8-14116(N)式中：钢丝绳运行阻力系数，制动运行时取0.015；其它参数同前。经计算FZ-14116N（2）空载时：Fk(PkLO+Qdnd)(cos-sin)gFk(1.65374+1031)(0.015cos22-sin22)9.8-3241(N)式中参数同前。经计算Fk-3241N6）电机功率当上运侧重载，下运侧空载时，设备牵引力最大。设备总牵引力：F1.1(Fz+Fk)=13580N电机功率：式中：N电机功率，kW；F设备总牵引力，13580N；vm绞车运行速度，1m/s；电机效率，0.8。经计算N20.4kW，选用YB2-225M-6型防爆电机（U660V、N30kW）
24、。7）钢丝绳张力最小张力点的张力计算：SminCPkg式中：Smin最小张力点的张力，N；C钢丝绳的挠度系数，1000； Pk初选钢丝绳质量，1.65kg/m；g重力加速度，9.8m/s2。经计算Smin16170N各点张力计算，因上运侧重载，下运侧空载时，设备总牵引力最大，所以此处张力按上运侧重载，下运侧空载进行计算：S3SminS41.01S3S1S4+FzS2S3-Fk式中：Smin16170N故各点张力计算结果如下：S131918NS219411NS316170NS416332N8）拉紧装置拉力S5S3+S416170+1633232502(N)采用重锤拉紧。9）拉紧行程Lj=0.00
25、52L=0.0052374=3.8m10）钢丝绳安全系数校验mQP/S1272.816/31.9188.1式中：m钢丝绳安全系数；QP钢丝绳破断拉力，272.816kN。经计算m8.56，符合煤矿安全规程要求，故初选钢丝绳符合要求。11）绳轮直径D60d1200(mm)式中：D绳轮直径，mm；d钢丝绳直径，20mm；经计算D1200mm，驱动轮直径和尾轮直径选用1200mm。根据以上计算，行人暗斜井选用RJY30-25/400(A)型架空乘人装置，配套YB2-225M-6型防爆电机（U660V、N30kW），绳轮直径D1200mm，运行速度1m/s。吊座间距12m，每侧设置31个吊座。架空乘人装置控制设备选用ZR(B)型控制设备，控制设备由防爆电源箱、本安操作台、驱动电机的磁力启动器（或软启动器、变频器）、制动用磁力启动器（QBZ真空磁力启动器）以及具有失压、短路、断相、过载保护架空乘人装置系统综合保护装置组成。制动装置选用BYW21型矿用隔爆型电力液压制动器。