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1、前前 言言 毕业设计是培训学生综合运用本专业所学的理论知识和专业知识来分析,解决实际问题的能力的重 要教学环节 ,是对三年所学知识的复习与巩固 ，同样，也促使了同学们之间的互相探讨，互相学习。因此， 我们必须认真、谨慎、塌实、一步一步的完成设计，给我们三年的学习生涯画上一个圆满的句号。 毕业设计是一个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到一些实际与理 论之间的差异。通过毕业设计不仅可以巩固专业知识,为以后的工作打下坚实的基础 ,而且还可以培养和熟练使用资料 ,运用工具书的能力 .在各位老师及有关技术人 员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决的能力，把我们所学的课本知识与实 践结合起来，起到温
2、故而知新的作用。在毕业设计过程中，我们要较系统的了解 矿运及提升的设计中的每一个环节，包括从总体设计原则，本次设计综合三年所 学的专业课程，以 设计任务书 的指导思想为中心，参照有关资料，有计划、 有头绪、有逻辑地把这次设计搞好！ 该设计力求内容精练，重点突出。在整个设计过程中，辅导老师员创治老师 给予我许多指导与帮助，在此，我们表示深深的感激。 由于时间仓促，再加上所学知识有限，设计中，难免出现错误或不当之处， 恳请各位教师给予一定的批评建议，我们非常感激，并诚恳地接受，以便将来在 不断的商讨和探索中，有更好的改进！以便在今后的人生道路上，不断完 第一章章 矿井提升设备矿井提升设备 一一、提
3、提升升方方式式 矿井七2煤与二1煤采用分期开拓开采的方式，初期开采七2煤，后期经技术改造后开采二1煤。七2煤井 设计生产能力为 0.30Mt/a，采用立井开拓，二个提升井筒，其中主井井深 277m，担负七2煤矿井提煤任务； 副井井深 277m，担负七2煤矿井辅助提升任务；二1煤井设计生产能力为 0.45Mt/a，采用立井开拓，利用七2 煤井二个提升井筒延深至二1煤的开采水平，在七2煤井开采结束后进行二1煤的开采，二1煤主井井深 577m，担负二1煤矿井提煤任务；副井井深 577m，担负二1煤矿井辅助提升任务。 二二、主主提提升升设设备备选选型型计计算算 （一）设计依据（一）设计依据 初期开采七
4、2煤时 1、生产能力： 0.30Mt/a 2、工作制度：年工作日 330d，每天净提升时间 16h。 3、井深：H=277m 4、提升方式：双箕斗提升，采用定重装载。 后期开采二1煤时 1、生产能力： 0.45Mt/a 2、工作制度：年工作日 330d，每天净提升时间 16h。 3、井深：H=577m 4、提升方式：双箕斗提升，采用定重装载。 （二二）提提升升容容器器选选择择 该矿井初期开采七 2煤时井深 277m，后期开采二1煤时井深 577m，根据煤炭工业矿井设计规范 规定，为避免提升系统的重复改扩建 ,同时考虑到矿井后期开采二 1煤时井筒深度增加，所以初期开采七 2煤和后期开采二1煤时主
5、、副井提升设备统一按开采最终水平选择计算。计算过程以后期开采二1煤 的提升设备选型计算为准。 1、确定经济提升速度 V=(0.3-0.5)=7.2-12.01m/s 577 取：Vm=8m/s，1=1.0m/s2 2、计算一次提升循环时间 : Tx =108=98.1s 8 1 577 8 3、根据矿井年产量和一次提升循环时间即可求出一次提升量。 Qj=3.3t 450000 1.2 1.2 98.1 3600 330 16 据此提升容器选择 JDS-4/554Y 型标准多绳箕斗（钢丝绳罐道），箕斗自重 QZ=6500kg（含连接 装置）,载重量 Q=4000kg，提升钢丝绳 4 根，平衡尾绳
6、 2 根，钢丝绳间距 300mm。 （三三）钢钢丝丝绳绳选选择择 1、绳端荷重 Qd=QZ+Q=6500+4000=10500kg 2、钢丝绳悬垂长度 Hc=H-HZ+Hh+HX+Hg+Hr+0.75RT+e=577-30+11.008+12+6.5+10.9+0.750.925+5=593.1m 式中：Hg -过卷高度 Hg=6.5m Hh -尾绳环高度 Hh=Hg+0.5+2S=6.5+0.5+22.004=11.008m Hr -容器高度 Hr=10.9m RT-天轮半径 e-上下天轮垂直距离 e=5m S-提升容器中心距 HX -卸载高度 HX=12m 3、首绳单位长度重量计算 PK
7、=1.29kg/m 110 () B c Q nH m d 10500 110 167 4 (593.1) 7 式中：B钢丝绳计算抗拉强度，取 1670MPa m钢丝绳安全系数，取 7 根据以上计算，首绳选用 22ZAB-6V30+FC-1670-307型钢丝绳左右捻各两根。其技术参数如下： 钢丝绳直径 dk=22mm，钢丝破断拉力总和 Qq=307200N，钢丝绳单位长度质量为 Pk=1.96kg/m。 4、尾绳单位长度重量计算 qk=Pk=1.96=3.92kg/m n n 4 2 式中：n首绳钢丝绳根数 n=4 n尾绳钢丝绳根数 n=2 根据以上计算，尾绳选用 8815NAT-P847-
8、1360型扁钢丝绳 2根，单重q=3.82kg/m。 （四四）提提升升机机选选择择 1、主导轮直径 D90d=9022=1980（mm） 2、最大静拉力和最大静拉力差 最大静拉力： Fj=Q+Qc+nPkHc=6500+4000+41.96593.1=15150kg 最大静张力差： Fc=Q=4000kg 据此主井提升装置选用 JKMD-2.254（I）E型落地式多绳摩擦式提升机，其主要技术参数为：摩 擦轮直径D=2250mm，天轮直径 DT=2250mm，最大静张力 215kN，最大静张力差 65kN，钢丝绳根数 4根， 摩擦轮钢丝绳间距 300mm，提升速度 V=6.5 m/s，减速比i=
9、10.5,提升机旋转部分变位质量 mj=6500kg，天 轮变位质量 mt=2300kg，衬垫摩擦系数 =0.23。 （五五）提提升升系系统统的的确确定定（见见图图 6-1-1） 1、井架高度 Hj=HX+Hr+Hg+0.75RT+e=12+10.9+6.5+0.751.125+5=35.2m 取HJ=36m 2、提升机摩擦轮中心线距井筒中心线距离 LS0.6Hj+3.5+D=0.636+3.5+2.2527.35m 取LS=28m 3、钢丝绳弦长 下弦长LX1= 22 10 ()() 22 t jS Ds HCL 22 2.0042.25 (31 0.8)(28) 22 =39.8m 上弦长
10、LX= 22 0 ()() 22 t jS Ds HCL 22 2.0042.25 (360.8)(28) 22 =44.9M 式中：HJ1-井架下层天轮高度 C0-摩擦轮中心与地平距离 4、钢钢丝丝绳绳的的出出绳绳角角 下出绳角 图 6-1-1 +0m 主井提升系统图 1、本图井口标高设为+0m。 2、首绳为 22ZAB6V*30-1670 型，4 根。 3、尾绳为 85*17NAT-P8*4*7 型，2 根。 4、单位为 mm。 5、绳间距为 300mm。 44900 39800 2.25m 2.25m 28000 800 31000 36000 52 37 16 51 37 28 提升中
11、心线 装载平面 30000 卸载平面 12000 +31m +12m +36m 577000 下 下=arctan +arcsin 10 22 j t HC Ds Ls 1 2 t x DD L =ARCTAN+ARCSIN=52399 31 0.8 2.0042.25 28 22 2.252.25 2 39.8 上上出出绳绳角角 上 上=arcsin =5137 28 0j x HC L 5、围围包包角角的的确确定定 经经计计算算围围包包角角 =1811 4 （六六）提提升升容容器器最最小小自自重重校校核核 1、按按静静防防滑滑条条件件容容器器自自重重为为 QZQ-nPkHc=D1Q-nPk
12、Hc 1 1 (12) (1) j w w e =2.3594000-41.96593.1 =4786.1kg 经经查查表表，当当围围包包角角 =1811 4时时D1=2.359 式式中中：w1-箕箕斗斗提提升升时时矿矿井井阻阻力力系系数数 w1=0.075 j-静静防防滑滑安安全全系系数数 j=1.75 2、按按动动防防滑滑条条件件 QZ Q+Gd-nPkHc 1 11 1 (12)() 1 2 1(1) 1 g g ww ge ge 1 1 (1) 1 2 1(1) 1 g g ge ge =A1Q+C1Gd-nPkHc=2.21154000+0.15332300-41.96593.1 =
13、4548.7kg 经查表，当围包角 =18114，加速度 a1=0.5 时,A1=2.2115, C1=0.1533。 式式中中： Gd-天天轮轮的的变变位位质质量量。 经经计计算算满满足足防防滑滑条条件件的的箕箕斗斗最最小小自自重重均均小小于于所所选选箕箕斗斗自自重重，防防滑滑条条件件满满足足要要求求。 （七七）钢钢丝丝绳绳安安全全系系数数与与提提升升机机的的校校验验 1、首首绳绳安安全全系系数数校校验验 m=8.37.20.0005H q c nQ (QQ +) kc nP Hg 4 307200 (650040004 1.96 593.1) 9.8 =6.9 满满足足要要求求 2、最最大
14、大静静张张力力和和最最大大静静张张力力差差 最最大大静静拉拉力力： Fj=15150kg=148kN215kN 最最大大静静张张力力差差： Fc=4000kg=39kN3 Z J M M 3 () m J MaQ R M (42001 0.54000) 1.125 4000 1.125 满满足足要要求求。 式式中中：MZ-制制动动力力矩矩 MJ-静静荷荷重重旋旋转转力力矩矩 （十十一一）电电控控设设备备 本本提提升升机机采采用用直直流流拖拖动动，电电控控设设备备随随主主机机成成套套供供货货。电电控控设设备备型型号号选选用用JKMK/SZ-NT-778/550-3 系系列列提提升升机机全全数数字
15、字直直流流电电控控设设备备。 （十十二二）供供电电电电源源 提提升升机机采采用用双双回回路路供供电电，一一回回工工作作，一一回回备备用用。供供电电电电源源引引自自矿矿井井地地面面变变电电所所，详详见见地地面面供供电电系系统统 图图。 三、开采七2煤时主提升能力计算 矿井在初期开采七2煤时设计生产能力为 0.30Mt/a，井筒深度 H=277m，主井提升装置选用以开采二1煤计 算为准的 JKMD2.254（I）E 型落地式多绳摩擦式提升机，提升容器为 JDS-4/554Y 型标准多绳箕斗（钢 丝绳罐道） 。提升钢丝绳首绳选用 22ZAB-6V30+FC-1670-307 型钢丝绳左右捻各两根。尾
16、绳选用 8815NAT- P847-1360 型扁钢丝绳 2 根，该提升设备在初期开采七2煤时一次安装到位，分期服务于七2煤和二1煤的 开采。 （一一）提提升升高高度度的的确确定定 Ht=H-HZ+HX+Hr=277-30+12+10.9=269.9m 式式中中：Hr -容容器器高高度度 Hr=10.9 HX -卸卸载载高高度度 HX=12m Hz -装装载载高高度度 HZ=30m （二二）提提升升运运动动学学及及提提升升能能力力计计算算 (提提升升速速度度图图力力图图见见图图 6-1-3) 经经计计算算得得初初加加速速度度 a0=0.48m/s2，V0=1.5m/s，卸卸载载曲曲轨轨行行程程
17、 h0=2.35m,主主加加速速度度 a1=0.50m/s2，提提 升升减减速速度度 a3=0.50m/s2。 （提提升升速速度度及及力力图图见见图图 6-1-3） 1、初初加加速速度度阶阶段段 卸卸载载曲曲轨轨初初加加速速时时间间： t0=3.13s o Vo a 1.5 0.48 箕箕斗斗在在卸卸载载中中曲曲轨轨内内的的行行程程： h0=2.35m 2、正正常常加加速速度度阶阶段段 加加速速时时间间： t1=10.8s 0 1 m VV a 6.9 1.5 0.5 加加速速阶阶段段行行程程： h1=t1=10.8=45.4m 0 2 m VV6.9 1.5 2 3、正正常常减减速速阶阶段段
18、 减减速速阶阶段段时时间间： t3=12.8s 4 3 m VV a 6.90.5 0.5 45080 45080 45080 26440 2 2 图(6-1-3) 62975 45080 63721 F(N) t0 3.1310.8 t1 24.912.8 t2t3t (s) 16 t5t4 a3=0.5m/s a1=0.5m/s V0=1.5m/s v(m/s) Vm=6.9m/s V4=0.5m/s 62975 63721 26440 减减速速阶阶段段行行程程： h3=t3=12.8=47.4m 4 2 m VV6.90.5 2 4、爬爬行行阶阶段段 爬爬行行时时间间： t4=6s 4
19、4 h V 3 0.5 爬爬行行距距离离： h4=3m 5、抱抱闸闸停停车车时时间间 t5=1s 6、等等速速阶阶段段 等等速速阶阶段段行行程程： h2=Ht-h0-h1-h3-h4=269.9-2.35-45.4-47.4-3=171.8m 式式中中：Ht-提提升升高高度度 Ht=H-HZ+HX+Hr=277-30+12+10.9=269.9m 等等速速阶阶段段时时间间： t2=24.9s 2 m h V 171.8 6.9 7、一一次次提提升升循循环环时时间间 Tx=t0+t1+t2+t3+t4+t5+=3.13+10.8+24.9+12.8+6+1+12=70.6s 式式中中: 休休止止
20、时时间间取取 12s 8、提提升升设设备备年年实实际际提提升升量量 An=89.7 万万 t/a 3600 4 330 16 1.2 70.6 提提升升能能力力富富裕裕系系数数为为 af=2.99 An An 89.7 30 提提升升能能力力满满足足要要求求 （三三）提提升升系系统统动动力力学学计计算算 1、提提升升系系统统总总变变位位质质量量 m=m+2mz+4PkLp+2mt+mj+md =4000+26500+41.96610+22300+6500+4399 =37281kg 式式中中：Lp钢钢丝丝绳绳全全长长 Lp=610m（包包括括尾尾绳绳） 。 2、动动力力学学计计算算（按按平平衡
21、衡系系统统计计算算） 1、提提升升开开始始阶阶段段 开开始始时时：F0=Kmg+Ht+ma0=1.1540009.8+372810.48=62975N 终终了了时时：F0=F0-2h0=629750=62975N 式式中中：-提提升升钢钢丝丝绳绳与与平平衡衡尾尾绳绳的的总总单单重重之之差差，平平衡衡系系统统0。 2、主主加加速速阶阶段段 开开始始时时：F1=F0+m（a1-a0）=62975+37281（0.5-0.48）=63721N 终终了了时时：F1=F1=63721N 3、等等速速阶阶段段 开开始始时时：F2=F1-ma1=63721-372810.50=45080N 终终了了时时：F2=F2=45080N 4、减减速速阶阶段段 开开始始时时：F3=F2-ma3=45080-372810.50=26440N 终终了了时时：F3=F3=26440N 5、爬爬行行阶阶段段 开开始始时时：F4=F3+ma3=26440+372810.50=45080N 终终了了时时：F4=F4=45080N 经经计计算算所所选选主主井井提提升升设设备备在在初初期期开开采采七七 2煤 煤时时,可可满满足足矿矿井井七七2煤煤井井煤煤炭炭提提升升任任务务的的要要求求。