矿井提升设备的选型设计

矿井提升设备的选型设计

摘要

近几十年来，为了提高劳动生产率和各项经济技术指标，在世界范围内进行着对矿井的根本性技术改造，这种改造的趋向是向着更集中，更大型发展。

矿井提升设备的任务是沿井筒提升煤炭、矸石、下放材料，升降人员和设备，所以矿井提升设备是联系井下与地面的重要生产设备，是矿山运输的咽喉，因此，它在整个综合机械化生产中占有重要地位。

随着科学技术的发展及生产的机械化和集中化，随着矿井技术改造的进程，提升设备在高效、大型、自动化方面都有着飞速的进步。近代化提升设备已发展成为大型机械--电气组或机组群。箕斗有效载重在国外已超过50吨，提升速度接近20米每秒；拖带功率达10000千瓦以上；在拖动控制方面已广泛采用了集中控制及自动控制设备。

本文的主要内容是对单绳缠绕式矿井提升机的选型设计。分为六个部分：第一部分是提升容器；第二部分是提升钢丝绳；第三部分是矿井提升机；第四部分是提升机与井筒的相对位置；第五部分是矿井提升运动学及动力学；第六部分是矿井提升机的拖动与控制。

关键词提升机；提升容器；钢丝绳；选型设计；拖动控制

目录

摘要 ............................................................................................................................................. I 第1章绪论 (1)

1.1矿井提升机 (2)

1.1.1矿井提升机的说明 (2)

1.1.2矿井提升机的组成 (2)

1.2多绳摩擦提升机 (3)

1.2.1多绳摩擦提升机的分类 (3)

1.2.2多绳摩擦提升机的结构 (3)

1.2.2.1主轴装置 (3)

1.2.2.2车槽装置 (3)

1.2.2.3深度指示器 (3)

1.2.2.4减速器 (4)

1.2.2.5尾绳悬挂装置 (4)

1.2.3井塔式提升机 (4)

1.3 提升机的选择与计算 (4)

1.4提升容器 (5)

1.4.1提升容器的分类 (5)

1.4.2箕斗 (6)

1.4.2.1立井箕斗型号意义 (6)

1.4.2.2箕斗结构 (6)

1.5钢丝绳 (7)

1.5.1钢丝绳的结构 (7)

1.5.2钢丝绳的分类 (8)

1.5.3钢丝绳结构选择 (9)

1.5.4滚筒中心至井筒钢丝绳之间的水平距离Ls (9)

1.5.5钢丝绳弦长Lx (10)

1.5.5钢丝绳的偏角α (10)

1.5.6滚筒下绳的出绳角（或称下绳仰角）β (11)

第2章设备选型计算 (12)

2.1计算数据 (12)

2.2提升容器的选择与确定计算 (12)

2.2.1确定经济提升速度 (12)

2.2.2计算一次提升循环时间 (13)

2.2.3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 (13)

2.3钢丝绳的选择与计算 (13)

2.3.1绳端荷重 (13)

2.3.2钢丝绳垂长度 (13)

2.3.3首绳单位长度重量计算 (13)

2.3.4尾绳单位长度重量计算 (14)

2.4提升机的选择 (14)

2.4.1主导轮直径 (14)

2.4.2最大静拉力和拉力差计算 (14)

2.5提升系统的确定 (15)

2.5.1井塔高度 (15)

2.5.2提升机摩擦轮中心线距井筒中心线距离 (15)

2.5.3钢丝绳弦长 (15)

2.5.4 钢丝绳的出绳角 (16)

2.5.5包围角 的确定 (17)

2.6钢丝绳与提升机的校验 (17)

2.6.1首绳安全系数 (17)

2.6.2 最大净拉力和最大净张力差 (17)

2.7预选电动机 (18)

2.7.1提升机转数 (18)

2.7.2提升机最大速度 (18)

2.7.3预算电动机功率 (18)

2.8电动机等效计算 (18)

2.8.1运动力计算 (18)

2.8.1.1提升开始 (18)

2.8.2等效时间 (20)

2.8.3等效力 (20)

2.9电耗计算 (20)

2.9.1提升一次电耗 (20)

2.9.2每次提升实际电耗 (21)

2.9.3每吨煤耗电量 (21)

2.9.4提升机效率 (21)

2.10提升机的防滑验算 (21)

2.10.1静防滑安全系数 (21)

2.10.2动滑安全系数 (22)

2.10.3制动力矩的验算 (22)

第3章矿井提升机的拖动与控制 (23)

3.1拖动装置的种类及性能 (23)

3.2提升电动机容量的计算和电动机的选择 (23)

3.2.1提升电动机的选择 (24)

3.2.2提升电动机容量的计算 (25)

3.3交流拖动提升设备的电耗及效率的计算 (26)

结论 (28)

致谢 (30)

参考文献 (31)

第1章绪论

矿山提升机是矿山大型固定机械之一，矿山提升机从最初的蒸汽机拖动的单绳缠绕式提升机发展到今天的交——交变频直接拖动的多绳摩擦式提升机和双绳缠绕式提升机。矿井提升需要用一些专用的提升设备，主要有提升容器，提升钢丝绳，提升机，井架，装卸载设备以及一些辅助设备。提升机已经历了170多年的发展历史，它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，因此矿山提升设备在矿山生产的全过程占有重要的地位。

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，在开洞或竖井开拓的井中，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度。

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。串车提升一般用于井筒倾角小于25。的矿井，对于年产量在21万吨及其以下的矿井，一般采用单钩串车提升；当年产量达30万吨，而提升距离较短时，一般采用双钩串车提升。箕斗提升一般用于年产量45万吨以上，井筒倾角大于25。的矿井，箕斗一般采用后卸式箕斗。