斜井提升机设计

一提升方式的选择

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。

（二）带式输送机提升

这种提升方式具有安全可靠、运输量大，且以实现自动化，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。《煤矿工业设计规定》规定：大型矿井的主斜井宜采用带式输送机提升。

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

1.矿井年产量A n=400万；吨

2.矿井服务年限81年；

3.井筒斜长1505m

4.井筒倾角16°

5.矿井工作制度：年工作日数330天每天工作14个小时

6.煤的松散容重，0.9t/m

7.采用的提升方式：带式输送机提升系统

8.矿井电压等级

输送带类型的确定

输送带是输送机的重要部件 要求它具有较高的强度和较好的挠性 其价格

比较昂贵 约占输送机总成本的25%—50%。在类型确定上需考虑以下几点

1 煤矿井下必须使用阻燃输送带 并且尽量选用橡胶贴面 其次为橡

塑贴面和塑料贴面的阻燃输送带

2 在同等条件下 优先选择分层带 其次整体带芯带和钢绳芯带

3 优先选用尼龙、维尼龙帆布层带 因在同样抗拉强度下 上述材料

比棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和耐腐蚀

覆盖胶的厚度主要取决于被运物料的种类和特性 给料冲击的大小。根据原始资料和上述选择要求 本设计选择钢丝绳芯带 型号是GX3150

其带芯强度为3150N/ mm 输送带质量为42kg/m 带厚为25mm 钢丝绳根数

64。芯带采用硫化接头。

1前言

由于带式输送机具有运量大、效率高、成本低、事故少、管理维护简单、易于实现集中控制和自动化，已被广泛应用于国内大中型现代化矿井中，能保证矿井持续、稳定、安全、高效生产。主斜井带式输送机是现代化矿井生产中的关键环节，也是决定矿井生产能力的关键。因此，对矿井主斜井带式输送机的选型除保证安全可靠性、技术先进性之外，还应考虑经济合理性因素。

1前言

由于带式输送机具有运量大、效率高、成本低、事故少、管理维护简单、易于实现集中控制和自动化，已被广泛应用于国内大中型现代化矿井中，能保证矿井持续、稳定、安全、高效生产。主斜井带式输送机是现代化矿井生产中的关键环节，也是决定矿井生产能力的关键。因此，对矿井主斜井带式输送机的选型除保证安全可靠性、技术先进性之外，还应考虑经济合理性因素。

2设计基础资料

该矿井设计生产能力4.0Mt/a，主斜井井口标高+919.6m，井底标高+561m，井筒倾角16°，斜长1505m。工作制度：年工作日330d，日净提升时间14h。井下设井底煤仓（容量2000t，1个），输送物料为原煤。

3主斜井带式输送机主要技术参数的确定

3.1输送量的确定

根据生产能力计算公式：

Q=A·K/M·N=4.0×106×1.15÷（330×16）=995.6t/h

经计算，主斜井带式输送机小时输送能力Q=995.6t/h即可满足矿井4.0Mt/a的生产能力，结合采煤工作面最大瞬间产量及大巷运输能力2500t/h的要求，为保证井下煤流系统连续和正常运输，确定主斜井带式输送机输送能力Q=2500t/h。

3.2带宽、带速的确定

对于带式输送机而言，带宽和带速是非常重要的两个参数，选用合理的带宽和带速能使带式输送机的运行更加经济、可靠。增加带宽可以保证输送量的要求，但势必增加井筒断面，增加初期投资；提高带速对降低井巷工程费用比较有利，带速愈高，物料单位长度质量愈小，所需胶带强度愈低，减速器功率传动比减小，整机设备费用减低。但提高带速又会带来煤尘、运行安全、安装质量要求较高等不利因素。根据国内外长运距、高带速、大运量、大功率带

式输送机使用现状，经过反复优化计算，初步确定主斜井带式输送机带宽B=1400mm，带速V=4.5m/s。

输送机输送能力验算：Q=3.6SVkρ=3892.86.t/h

式中：输送带上物料最大截面积S=0.30m2（托辊槽角35°，动堆积角20°）；输送机倾斜系数k=0.89；物料堆积密度ρ=0.9t/m3。

经计算，其输送能力Q=3892.86t/h>2500t/h，满足运量要求。

4主斜井带式输送机选型计算

4.1设计参数选取

输送量Q=2500t/h，带宽B=1400mm，带速：V=4.5m/s，输送机斜长L=1505+35=1540m，输送机倾角β=16°，选用ST型钢丝绳芯阻燃输送带，输送物料粒度0～300mm，头部卸料、尾部给料，导料槽长L’=3m，机头设两道弹簧清扫器，机尾设两道空段清扫器。

4.2运行时的总阻力与总圆周力的计算

（1）上分支运行阻力：F1=（q+q0+q’）ω·L·cosβ=165257kg

式中：q=Q/3.6V=61.46kg/m；q0=104.96kg/m（初选带强Gx=5400N/mm）；q’=26.4kg/m （上托辊间距取a0=1.5m，B=1400mm）；ω=0.03。

（2）下分支运行阻力：F2=（q0+q”）ω·L·cosβ=59467kg

式中：q”=12.6kg/m（下托辊间距au=3m，B=1400mm）。

（3）物料提升阻力：F3=q·L·sinβ=122341kg

（4）附加阻力：F’=2 F1’+2 F2’+ F3’+ F4’+ F5’=1169kg

式中：每组弹簧清扫器阻力F1’=100B=160kg；每组空段清扫器阻力F2’=20B=32kg；导料槽阻力F3’=（1.6B2ρ+7）L’=32kg；进料加速阻力F4’=0.0142QV=213kg；绕过滚筒阻力F5’=540kg。

（5）运行时的总阻力：

Fu=F1+F2+F3+F’=12436+4906+66476+1169=84987kg

（6）输送机运行时传动滚筒的总圆周力：Fu=F=84987kg

4.3电动机功率计算

传动滚筒轴功率：PA=Fu·V/102=4166kW

电动机功率：PM=PA/η1=4166÷0.85=4901kW

式中：总传动效率η1=0.85；

根据计算结果，选用4台1250kW高压隔爆型三相异步电动机（10kV），可满足要求。

4.4输送机张力计算

按输送带允许最大下垂度计算最小张力：

承载分支：Smi n≥a0（q+q0）/0.08=5093kg

回程分支：Smin≥au·q0/0.08=3936kg

可见S3、S4为负值，不满足承载分支、回程分支最小张力要求。

再按输送带垂度条件中的承载分支最小张力计算输送带最大张力，取S3=S4=5093kg，则

S2=S3-F2-fL（q0·cosβ+q”）+q0H=37123kg

S1=S2+Fu=122110kg，满足要求。

4.5输送带安全系数验算

选用ST5400型钢丝绳芯阻燃输送带，带强Gx=5400N/mm，其输送带安全系数为：m=Gx·B/Smax=7.08>[m]=7，满足要求。

4.6输送机选型结果