矿井提升机选型及控制设计——毕业设计

矿井提升机选型及控制设计——毕业设计

矿井提升机选型及控制设计

摘要

矿井提升机是矿井运输的重要设备，是沟通矿井上下的纽带的，其任务是沿井筒提煤、矿石、矸石，下放材料，升降人员和设备。矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重要设备，它的可靠运行直接关系到煤矿生产的安全，矿井提升机信号系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运输的重要保证。

本设计主要对矿井生产所用的提升机械设备选型及控制进行的一次合理选择，了解了煤矿生产矿井的提升系统的基构造和原理，对提升设备的选型和设计有了初步的了解，而且对井下大巷和采区的机械有了进一步的深入了解，对提升机，皮带，以及绞车的设计和选择有了更深一步的认识。设计中运用PLC控制技术，PLC系统采用三菱公司的FX2N系列作为主控制器，对井口、井底、机房信号台进行信号联络。组态设计使用WINCC完成，能够实现上位监控功能。使用编程软件实现信号的联络。

采用PLC控制不但提高了信号传输的可靠性和准确性,而且具有极大的灵活性和扩展性。在不改变系统硬件的前提下,仅靠改变PLC内部的程序就可满足用户要求。有效地解决了信号系统中的远距离传输和可靠性问题。

关键词：矿井提升机信号系统；提升机；钢丝绳；电

动机PLC；上位监控; WINCC

前言

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，不断完善，不

断成熟！

绪论

提升机械设备是沿井筒（包括斜井及盲井）升降人员，提升煤炭，矿石，器材的机械设备。是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。矿井提升设备的主要组成部分是：提升容器，提升钢丝绳，提升机（包括机械及拖动控制系统），井架（或井塔）及安装，卸载设备等。

对于煤层储存较浅，表土层不厚以及水文地质情况简单的倾斜以及倾斜煤层

一般采用斜井开采。有时，在开峒或竖井开拓的井中，深部水平延伸也采用斜井

开拓。

斜井平车场串车提升，具有投资少，出煤快的优点，斜井串车一般适用于中小型矿井，井筒倾角不大于25°。

中型矿井用双钩提升，双钩提出升量大。电耗小，但不能用水平提升。

矿井提升设备选型是否合理，直接影响到

矿井的安全生产、基建投资、生产能力和吨煤成本。对于斜井提升方式主要有串车、箕斗和带式输送机三种。

第一章矿井提升设备

一、提升方式

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、主提升设备选型计算

（一）设计依据

初期开采七2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）提升容器选择

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、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)×577=7.2-12.01m/s

取：V m =8m/s ，α1=1.0m/s 2

2、计算一次提升循环时间:

T x =81＋5778＋10＋8=98.1s 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。

Q j =450000 1.2 1.298.1360033016⨯⨯⨯⨯⨯=3.3t