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1、实 习 报 告矿井运输机械设备课程设计学 院： 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号 学生姓名： 指导教师： 2014年 5 月 24 日 实习报告专用纸 学院： 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 学号： 班级： 实习性质：生产实习实习地点： 指导教师： 成绩： 目录摘要：21 矿井运输31.1矿井运输概述31.2井下运输系统和运输方式的确定31.3采区运输设备的选型41.4大巷运输设备41.5列车组成的计算61.6电机车台数的计算82 钢丝绳牵引胶带输送机102.1胶带宽度的确定112.2胶带速度112.3钢丝绳的选择计算112.4带负荷启动时电动机功率的验算143 矿井提升
2、143.1矿井提升设计的主要依据和原始资料153.2提升设备的选型计算15参考文献：25致谢：26摘要：本次课程设计是在了解一定矿山运输设备的基础上，进一步加深对矿车，胶带运输机等矿山运输设备使用条件和布置方式的掌握，并运用所学知识技能对设备进行选型。The curriculum design is based on the understanding of a certain mine transport equipment, further deepen to the harvesters, belt conveyor mining transportation equipment ope
3、rating conditions and layout of the master, and apply the knowledge and skills for selection of equipment.关键词：矿车，胶带运输机，煤矿提升，设备选型，Mine, belt conveyor, hoist, equipment selection1 矿井运输1.1矿井运输概述该设计采区位于一水平右翼，东以矿井边界为界，西与七采区相邻，南以-50m等高线为界，走向长度1230m,采区平均倾斜长400m（北+107m以上为煤层风化带），采区面积m2。采区内有m1、m2两层可采煤层。矿井先期投产
4、m1煤层的一个采区保证年产量煤层赋存稳定，煤层平均倾角22。采区回风大巷、运输大巷位于采区上，下部边界距m2煤层底板15m的岩石中。M1煤层：平均厚度2.21m，煤的密度为1.42t/m3,为稳定煤层，煤质中硬，节理较为发育，低瓦斯。M1煤层距M2煤层8m。M1煤层伪顶厚0.1m，为泥岩；直接顶厚4m,为沙质泥岩；老顶为中粒砂岩，底板为粉砂岩，底板上有0.3m的厚泥质页岩，较松软。采区服务年限为7.8年，采区生产能力为30万吨，采区设计两个炮采工作面，一个岩掘队，一个煤掘队首采区设计两条上山，设计开拓方式为立井多水平采区式开拓。1.2井下运输系统和运输方式的确定矿井大巷运输采用矿车运输，首采区
5、上山及区段平巷采用轨道运输。工作面的煤炭运输采用胶带输送机运送。1，运输方式的确定及矿井运输系统 煤炭：回采工作面-区段运输平巷-采区上山-采区煤仓-运输大巷-井底煤仓-主井箕斗运送到地面。 矸石：工作面-区段平巷-矿车运输-轨道大巷-副井提升到地面。 材料：副井-井底车场-轨道大巷-采区上山-区段运输平巷-工作面。 人员：副井-井底车场-轨道大巷-采区上山-区段运输平巷-工作面。1.3采区运输设备的选型工作面运煤采用可弯曲刮板输送机，型号是SGZ764/264，区段运输平巷采用可伸缩胶带输送机，型号SDJ，采区上山采用胶带运输机，型号SJD-150。顺槽转载机的型号为SZZ764/1321.
6、4大巷运输设备大巷一般采用轨道运输，并选用矿车，牵引设备一般采用电机车，小型矿井亦可采用无机绳运输。大型矿井，采区生产集中矿井一翼走向长度小于3Km，条件适合，技术经济比较优越时，可采用胶带输送机。矿车类型应根据矿井设计生产能力选择。本矿井应选用底卸式矿车，。年生产能力小于90万吨的矿井，选用一吨固定式矿车和与之相一致的辅助车辆。所以本矿井辅助运输可选用1吨固定矿车和平板车，材料车和人车等辅助车辆根据以上原则，同时参考矿山固定机械有关内容，确定选用以下固定设备。各种设备选型特征如表11、表22、表13、表14、表15所示。表11 可弯曲刮板输送机型号运输能力t/h出厂长度（m）电动机型号功率（
7、Kw）电压（V）SGD730/320700150YSB1601602660/1140表12 可伸缩胶带输送机特征表型号运输能力t/h出厂长度（m）台数输送带与转载机接头（m）储带长度（m）电动机台数功率（Kw）电压（V）功率因数宽度（mm）速度m/sSSD800、240SJ8040060028002.012802402660/11400.86表13 顺槽转载机特征表型号机型出厂长度（m）小时运量t/h电动机型号功率（Kw）电压（V）SZZ-730/132双边链43630KBY5501321321140表14 架线式电机车主要技术特征表型号粘着质量（t）轨距（mm）轴距（mm）速度Km/s配套电
8、机外形尺寸型号容量电压（V）ZK106/25010600110011ZQ21440250449010441600表15 矿车主要技术特征表名称型号名义载重（t）最大载重（t）轨距（mm）轴距（mm）缓冲器外形尺寸（mm）自重（Kg）3t底卸式矿车MD3.363/6001100双列弹簧式34501400120018001t固定箱式矿车MGC1.16A1/600550单列弹簧式200088011505921t平板车MP16A12600550单列弹簧式200088011504641t材料车MC16A12600550单列弹簧式200088011504941.5列车组成的计算在确定电机车粘着质量及矿车形
9、式之后，可以根据运输条件计算列车组成。列车组成的计算按三个条件来确定，分别为：按电机车的粘着质量。按牵引电动机的允许温升。按列车的制动条件。分别计算如下：1，按电机车的粘着力条件计算以电机车在最困难的启动条件下启动时，车轮不打滑为计算依据。Qzh 式中： P机车粘着重量，t；Qzh重车组质量，t；机车粘着系数，启动= 0.24；Wzh重列车起动时的阻力系数，取0.0105；I轨道线路平均坡度 ，i = 3；列车起动时的加速度 ，= 0.04m/s2；所以： 99.26（t）2，按牵引电动机允许温升条件计算式中：Fch电机车长时牵引力，N；P 机车重量电机车调车时的电能消耗系数，取1.25；T机
10、车往返一次的运行时间，min；列车往返一次的运行时间，min；Wzh重列车运行阻力系数，取0.007；id等阻力坡度 一般为2 3，取2；g重力加速度，取9.8 m/s2；所以： 其中： 式中：列车往返一次的运行时间，min；加权平均运距，Km，取1Km；重列车的运行速度，Km/h，取6 Km/h；空列车的运行速度，Km/h，取8 Km/h；所以： 23min列车往返一个循环中的休止时间，min，取5min；所以： 213（t）根据煤矿安全规程，列车制动距离，制动时不得超过40m。在车组重量计算时，一般只按运送物料下坡制动不超过40m计算。列车开始制动时速度等于长时速度，则制动时的减速度为：式
11、中：机车长时制运行速度，取=7.8Km/h；制动距离 ，运送物料时取40m；所以： 按制动条件计算车组重量的最大值是：式中：重车组质量，t；P机车重量，t；机车制动时粘着系数,取= 0.17;重列车运行的阻力系数，取0.007；I轨道的平均坡度，取i3；b列车制动时的加速度 m/s2由此： 548t列车中矿车数量的确定式中：距三个约束条件确定的车组质量中最小者，t；G、G0分别为矿车的载重或自重，t；所以： 16台1.6电机车台数的计算1，机车的加权平均周期运行时间 式中：加权平均运距，Km，取1Km；重列车的运行速度，Km/h，取6 Km/h；空列车的运行速度，Km/h，取8 Km/h；列车
12、运行一个循环中休止时间，min，取5min；所以： 13.3+10+5 28min2，每台机车每班可能运行次数： 次/班式中：一个工作班内的运输工作时间，不运人取7h；机车的加权平均周期运行时间，min；所以： 15 次/班3，班产量AbA1 + A2 + An ， t/班式中：A1，A2，An各带区的班产量，t/班；因为只有一个带区生产，所以：AbA1 20.641311.4 880.32t/班4，每班所需运送货载总次数式中：每班矸石产量，t/班；生产不均匀系数，取1.35；一列矿车的矿车数，取24辆；矿车载重，取3t；又因为：0.20.2880.32198t/班所以： 29次/班5，每班运
13、送总次数 次/班式中：取2所以：29+231次/班6，工作机车台数29/15 1.93台取2台。7，备用与检修台数 0.252 0.5台取1台。8，所需机车总台数 2+1 3台2 钢丝绳牵引胶带输送机2.1胶带宽度的确定胶带宽度的确定与输送机的输送能力、货载块度及是否乘人等条件有关。原煤的块度多在300mm以下，因此就其块度来说，胶带宽度mm，满足当前需要。如果输送人员，胶带宽度不小于800mm。2.2胶带速度运煤时： 1.63.15 m/s运人时： 1.251.6 m/s2.3钢丝绳的选择计算钢丝绳是输送机的牵引机构，承担全部牵引力。钢丝绳是按其最大静负荷，并考虑一定的安全系数进行选择计算。
14、选择钢丝绳是根据每米重量来选择钢丝绳直径。倾斜运输时，重段与空段钢丝绳运行阻力分别为：(kg)（kg）式中：输送机长度，m； 托绳轮的运行阻力系数； 输送机铺设倾角，向上运输取“正”，反之取“负”；货载每米重量，kg/m；胶带每米长重量，kg/m；钢丝绳每米长重量，kg/m；、上、下托绳轮每米长重量， 、上、下托绳轮转动部分重量，kg； 托绳轮间距，m。考虑到钢丝绳的初张力及两条钢丝绳张力不均匀系数，并对其他附加阻力，如导绳轮、胶带回转滚筒、托绳轮等阻力用一个附加阻力系数表示。钢丝绳最大静张力为： (5-3)式中：附加阻力系数，；两条钢丝绳张力不均匀系数，；一条钢绳的初张力，。设钢丝绳所有钢丝
15、断面积之和为F (mm2)，则钢丝绳的安全条件为： (5-4)式中：钢丝的抗拉强度，kg/mm2； 钢丝绳的安全系数，3.55.0。运货时取小值，运人时取大值。与之间有如下关系： 式中：钢的密度，kg/cm3；考虑每米钢丝绳中钢丝因呈螺旋，而长于1m，以及绳芯的影响。对于标准钢丝绳平均值为0.009kg/cm3，所以(5-5)将上述的(5-3)、(5-5)式代入(5-4)得如向上运输的倾角较大而使时，则钢丝绳所受的最大静张力应为：则钢丝绳单位长度重量： ，kg/m根据上述计算结果，按选择标准钢丝绳。钢绳直径一般为24.540mm，不宜过大或过小。通过运行阻力和钢丝绳各点张力的计算(逐点计算法)
16、可找到钢丝绳最大张力值，则安全系数式中：钢丝绳所有钢丝破断力之和，kg； 钢丝绳最大张力点张力，kg；钢丝绳安全系数。计算出的应大于或等于3.55，否则重新计算。2.4带负荷启动时电动机功率的验算钢丝绳牵引胶带输送机牵引力和电机功率的计算方法和普通胶带输送机一样，不予赘述。但此输送机启动时多是带负荷启动，所以必须验算带负荷启动时电机的过负荷能力。 启动时产生的动负荷包括：启动货载、胶带、钢丝绳、托绳轮、导绳轮、张紧轮、主动绳轮和减速器及电动机转子产生的动力，可按下式计算： 式中：除托绳轮外，所有导向轮、分绳轮、换向滚筒等转动部分变位重量之和，kg；电动机转子回转力距；主动绳轮直径，m；传动比，
17、 ；电动机转数，转/min； 钢丝绳速度，m/s；主动绳轮及减速器转动部分的变位重量，两个绳轮的变位重量为2000；减速器的变位重量约为电动机转子变位重量的30%； 启动时间，t=820s，倾角大时取大值。启动时增加的功率为： ，kW选出标准电机，并列出其主要技术指标。3 矿井提升3.1矿井提升设计的主要依据和原始资料该矿井设计生产能力为每年60万吨，年运输矸石12万t，井下运输大巷中采用3t底卸式矿车运煤，辅助运输通过1t固定式矿车、平板车和材料车来完成。东欢坉矿的煤质为优质无烟煤，煤的散体容重为1.3t/m3，矿井工作制度为：一年工作日为330天，每天净提升时间16小时，每天3班作业，每班
18、工作8小时。该矿采用立井开拓，第一水平高度深380m，第二水平高度深520m。3.2提升设备的选型计算1，主立井提升容器确定一次合理提升量式中：A 矿井设计生产能力,t；c 提升不均衡系数,箕斗井为1.11.15,取1.15； 提升富裕系数,第一水平取1.20；t 日提升小时数,取14h；n 年工作日数,取300d； 一次循环时间,s；其中：H提升高度，m；箕斗井：其中：矿井开采水平垂直深度，m；卸载水平至井口水平距离，m，取20m；装载水平至井底车场水平距离，m，取20m；最大提升经济速度，其中；加速度，取0.75；U箕斗在曲轨上减速与爬行所需的附加时间，取u=10s；休止时间，s，取10s
19、；表2-2 箕斗休止时间箕斗规格（t）5及以下59121620休止时间（s）810121620所以： 400+20+20 440m 8.39m/s 83.6s所以： 3.6t选择提升容器规格尺寸根据Q值及煤的松散容重即可选用6t标准箕斗，根据表中斗箱有效容积，计算一次实际提升量：Q=式中：式中： 煤的松散容重,取,其中1.4为煤的容重,为碎胀系数,取1.1；箕斗容积；满度系数，取0.9； 1.27t/m3所以：Q= 7.5t根据箕斗实际提升量，选择JDG6/754型多绳摩擦式6t箕斗。箕斗有效容积6.6m3，自重7.9t。2，副立井提升容器的确定副立井主要担负提升人员、材料、设备、矸石的任务。
20、根据辅助运输设备和井下矸石量，初步选择罐笼型号为GDS12/754型1t矿车双层四车罐笼，其自重为7t。要求最大班工人下井时间一般不超过40min，最大班净作业时间，一般不超过5h（包括提人、材料、矸石），其中升降工人时间，按工人下井时间的1.5倍，升降其它人员时间，按升降工人的20，提升矸石按日出矸量的50；升降坑木、支架按日需量的50。下井人数的确定因为该矿年产量为60万吨，且工作制度为“三、八制”，二班半采煤半班准备。所以该矿总工作人员为：n 606其中管理人员占10，为60人。井下工人为606-60546人所以下井最大工人数546/3182人用提升人员进行验算：式中：每罐提升人数，23
21、人；最大作业班下井人数，182人；提升加速度，取0.7m/s2； 380+20 440其中：矿井开采水平垂直深度，m；卸载水平至井口水平距离，取20m；稳罐附加时间，取5s；上下人员休止时间，取36s；所以： 人满足要求。以最大班净作业时间5小时验算提矸石每班作业时间（小时）式中：每日矸石提升量，t；每次矸石提升量，t；所以： 2.1h 126min升降其他人员的时间0.2（min）（60min） 16.96min0.20.216.96 3.392min下坑木、支架按日需量的50%计算；取0.3h18min下炸药24次，取3次；保健车24次，取3次；运送设备510次，取8次；其他510次，取8
22、次；则：总计3+3+7+720次2283.6s27.87min所以：总作业时间为：126+3.392+16.96+18+27.87 3.2h6.98罐笼提升时：11.28.98所以钢丝绳的安全系数均能满足煤矿安全规程的要求。4，多绳摩擦式提升机的选择提升机的选择是在确定主导轮直径口和钢丝绳最大净张力差Fe后，查提升机特征表确定的。主导轮直径根据安全规程规定，摩擦式提升机的主导轮直径D与钢丝绳直径d之比应符合下列要求：有导向轮时：D90d对箕斗井：D/d2800/24.511490对罐笼井：D/d2800/2312290所以主导轮直径选D2.8m，主、副井均能满足安全规程的要求。钢丝绳最大静张力
23、Ff的计算，对于等重尾绳及轻尾绳提升系统的Ff。（2）箕斗提升时：FfQ2+Q+np（Hk+Ht）+nqHHg N 7500+7900+41.97（23.4+440）+41.978.69.8 N罐笼提升时：FfQ2+2（G+G0）+np（Hk+Ht）+n1qHHg N 4656+2（1000+592）+41.38（20.4+440）+41.388.39.8 N钢丝绳作用在主导轮上的最大静张力差Fc箕斗提升时：FcQ+Htg （7500+0）9.8 73500 N罐笼提升时：Fc=4G+(H+1)g （41000+1）9.8 39210 N式中：提升钢丝绳与平衡尾绳总单位质量之差，对于等重尾绳的
24、提升系统0，上式中取其绝对值；2.3.5电动机容量选择本部分内容，不进行运的学和动力学的计算，只进行近似计算：式中：K矿井提升阻力系数，箕斗井取1.15，罐笼井取1.2；减速器传动效率，取0.92；P动负荷影响系数，P1.21.4；V提升速度，V0.4；P 924 Kw根据计算功率选定提升机型号为：JKM2.8/4（I），其性能特征如下：主导轮直径2.8m，导向轮直径2.5m，钢丝绳最大净张力差为90KN，钢丝绳允许最大直径为28mm，最大提升速度11.8m/s，减速器的速比11.5，最大扭距为133KN/m，电动机功率为1000Kw，最大允许功率计算值为720Kw，电动机转数为630r/mi
25、n，最大转数750r/min，传动方式为单电机传动。参考文献：【1】何凡 张兰胜 矿井辅助运输设备【M】.沈阳.东北大学出版社2012.6【2】员创治 陈彩萍 赵金录 采掘机械【M】北京：高等教育出版社，2009.8【3】谢锡纯 李晓豁 矿山机械与设备【M】徐州：中国矿业大学出版社，2007.8致谢：首先很感谢学校安排的本次课程设计，给我们的这次实践、锻炼、提升我们自学能力、动手能力的机会。经过几天的资料收集、查阅、整理材料、结合写作设计说明书，并在老师的指导下顺利的完成本设计。在此次调查设计说明书的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，提升了我的自学能力和动手能力，在设计过程中也学到了很多矿山运输设备使用和选型方面的知识，对我以后走上工作岗位将会有很大帮助。最后要感谢刘老师以她严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度对我这次设计给予极大帮助。