矿山运输与提升课程设计讲解

矿山运输与提升课程设计说明书

学校：江西理工大学

学院：资源与环境工程学院专业：采矿工程

班级：

姓名：

指导老师：

2012年12月28日

目录

1. 矿井原始资料••••••••••••••••••••••••••1

2. 矿井提升设备••••••••••••••••••••••••••1

2.1 提升容器规格的选择•••••••••••••••••••1 2.2 提升钢丝绳的选定•••••••••••••••••••••3 2.3 提升机及天轮的选择•••••••••••••••••••4 2.4 提升机与井筒相对位置的计算•••••••••••5 2.5 提升运动学•••••••••••••••••••••••••••6 2.6 提升动力学•••••••••••••••••••••••••••8 2.7 提升电动机容量计算和校核••••••••••••11 2.8 电能消耗及每千牛矿石电耗••••••••••••12

1. 矿井原始资料

某铜矿主井设计采用单绳双箕斗（翻转式）进行提升工作。该矿年产量980*104kN；矿石松散容重19.6KN/m3；矿井深度216m，装载高度20m，在井口水平以上20m处卸载；年工作日330d，每日三班，日工作19.5h。

以下是提升设备选型设计，采用单绳缠绕式提升机。

2. 矿井提升设备

矿井提升设备是矿井运输系统中的咽喉设备，是井下与地面联系的主要工具。其用途是把井下的矿石和废石经井筒提升到地面；下放材料；在地面与井底之间升降人员、设备等。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、天轮和井架以及装卸附属装置等。常用的提升容器是罐笼和箕斗，本铜矿主井采用的是箕斗。图2-1所示是单绳缠绕式箕斗提升系统示意图。

2.1 提升容器规格的选择

进行提升设备选型设计时，矿井年产量An和矿井深度Hs为已知条件。当提

升容器的类型确定后，还要选择容器规格。选择原则是一次合理提升量应该使得初期投资费和运转费的加权平均总和最小。 2.1.1 提升高度

H =H j

+h x +h z

=216+20+20=256m

式中 H j ——矿井深度，m ； h x ——卸载高度，m ； h z ——装载高度，m ； 2.1.2 合理提升速度

V

=（0.3～0.5）H =0.4256=6.4m/s

式中 H ——最大提升高度，m ；

0.3～0.5——系数，当H<200m 时取下限，当H>600m 时取上限； V ——提升速度，m/s 。 2.1.3 小时提升量

7.1785

.1933015.110t 6

r s

=⨯⨯==t

CA A s

n

t/h 式中 A s ——小时提升量，t/h ；

C ——不均衡系数，箕斗提升时取1.15； A n ——矿石年产量，吨/年； t r ——年工作天数，d/a ；

t s ——每天工作小时数（按三班作业计），h/天。 2.1.4 双箕斗规格的选择

7.3)1082565.3(3600

7

.178)(3600

1s

=++⨯=

++==

'θμH Q K A

t 2.295

.027

.3m

=⨯=

'

=

'C Q V γ m 3

式中 H ——最大提升高度，m ；

μ——箕斗在卸载曲轨处低速爬行的附加时间，取μ=10s ； γ——矿石松散容重，t/m 3 ;

C

m

——箕斗装满系数，取C m =0.85；

θ——箕斗装卸停歇时间，见表2-1取θ=8s ；

K 1——系数,其值为3.7～2.7，当H<200m 时取大值，H>600m 时取小值； Q '——箕斗一次提升量，t 。

选择斗箱几何容积为2.1m 3

的箕斗，其主要技术规格见表2-2。一次有效提升量57.385.0*2*1.2m ===C V Q γ t 。

表2-2 箕斗主要技术规格

2.2 提升钢丝绳的选定

提升钢丝绳的用途是悬挂提升容器并传递动力。当提升机运转时通过钢丝绳带动容器沿井筒运动，所以钢丝绳是矿山提升设备的一个重要组成部分，它对矿井提升的安全和经济运转起着重要作用。钢丝绳是由若干根优质碳素结构钢丝制成。按钢丝的韧性又分为特号、Ⅰ号和Ⅱ号三种，提升物料选特号或Ⅰ号韧性。单绳缠绕式提升钢丝绳计算选择是否合理关系到提升设备安全可靠性和经济性的重要环节。提升钢丝绳选择原则是绳的惗向与绳在卷筒上的缠绕螺旋线方向一致。我国单绳缠绕式提升机多为右螺旋缠绕，故应选右捻绳，目的是防止钢丝绳松捻。选择钢丝绳时，还应考虑以下因素。

①在井筒淋水大、水的酸碱度高以及出风井中，应选镀锌绳。 ②在磨损严重条件下使用的钢丝绳，如斜井提升等，应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝绳，或线接触、面接触钢丝绳。

③弯曲疲劳为主要破坏原因时，应选用线接触型或三角股绳。

④一般竖井或斜井箕斗提升用同向捻较好；多绳摩擦提升用左右捻各半；斜井串车提升用交互捻；单绳缠绕多为右旋，所以多选右捻。

⑤用于温度高或有明火的地方，应选用石棉绳芯或金属芯钢丝绳。 2.2.1 计算钢绳每米重量

87.223220216(5

.616660011.0)37.238.957.3(11.0103

r

=++-⨯⨯+⨯=-+=

'）

H Q

Q m

P b σ N/m