前言 随着我国经济的不断改革开放，煤炭工业必将高速持续地向前发展，矿井提升是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节。矿山提升工作的任务是将采场采下的矿石，经井下港道运到井底车场，然后沿井筒提升到地面，再从地面运往选矿厂，或直接运往向外部运输的装车站；将掘进出来的废石运提到地面，再从地面运往废石场；此外，还担负着运输材料器械设备到使用地点和运送人员上、下班的任务。在矿山企业中，运输提升作业的劳动量很大，运输提升的费用在矿石生产成本中也占很大比重，矿井提升设备的耗电量一般占矿井总耗电量的30%40%。因此，正确的选择矿山运输提升设备，合理地布置和科学地组织运输提升工作，对提高矿井产量、降低矿石生产成本和提高劳动生产率，将会有很大作用。 斜井提升在我国中、小型矿井中应用极其广泛。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，钢丝绳磨损较快，井筒维护费用高。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。 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210Kt一下的小型矿井多采用单钩，年产量在300Kt左右的矿井采用双钩，两者皆适用与倾角在以下的情况本文综合运用学过的有关专业知识。本设计包括单钩甩车场和双钩平车场两部分。通过已知的提升条件，分析各部分的经济性、安全性、节能性、技术可行性等诸方面，来做出最佳的提升方案。关键词钢丝绳；提升机；电动机；效率 / 目录前言I第一章 主斜井串车提升单钩甩车场11 一次提升量和车组中矿车数的确定11.1根据矿井年产量要求计算矿车数11.2根据矿车连接器强度计算矿车数22 斜井提升钢丝绳的选择计算32.1提升钢丝绳端经荷重32.2钢丝绳单位长度的重量计算33 提升机选择计算43.1提升机直径选择43.2滚筒的宽度44 提升系统的确定54.1固定天轮的选择64.2井架高度的确定64.3滚筒轴中心至天轮中心的确定64.4 钢丝绳的内外偏角64.5钢丝绳的出绳角64.6提升电动机的预选75 提升系统的变位质量75.1各变位质量75.2提升系统的变位质量86 提升系统的运动学86.1重车在井底车场运行86.2重车在井筒中运行96.3重矿车在进入栈桥后的运行阶段96.4一次提升循环时间107 提升系统动力学107.2矿车在井筒中运行段107.3重车在栈桥上运行段117.4等效力计算117.5 等效功率118 实际提升能力的验算及自然加、减速度128.1每年实际提升能力128.2富裕系数128.3自然加减速度129 耗电量及其效率计算139.1提升耗电量139.2提升设备效率14第二章 主斜井串车提升双钩平车场151 一次提升量和车组中矿车数的确定151.1计算提升斜长151.2根据矿车连接器强度计算矿车数162 斜井提升钢丝绳的选择计算172.1提升钢丝绳端经荷重172.2钢丝绳单位长度的重量计算173 提升机选择计算183.1滚筒直径确定183.2滚筒的宽度184 提升系统的确定194.1固定天轮的选择204.2井架高度的确定204.3滚筒轴中心至天轮中心的水平距离确定204.4钢丝绳的内外偏角214.5钢丝绳的仰角214.6提升电动机的预选215 提升系统的变位质量225.1各变位质量225.2提升系统的变位质量236 提升系统的运动学236.1 重车在井底车场运行236.2 重车在井筒中运行236.3重矿车在进入栈桥后的运行阶段246.4一次提升循环时间247 提升系统动力学247.1重矿车在井底车场阶段247.2矿车在井筒中运行段257.3重车在栈桥上运行段257.4 等效力计算257.5 等效功率268 实际提升能力的验算及自然加、减速度268.1 每年实际提升能力268.2富裕系数268.3自然加减速度279 耗电量及其效率计算289.1提升耗电量289.2提升设备效率29设计选型30附录31致谢32参考资料33第一章 主斜井串车提升单钩甩车场原始数据矿井年产量： 井筒斜长：井筒斜角：工作制度 ：年工作日天，日工作实数小时 煤的松散容重： 矿井服务年限：采量MG1.1-6，一吨固定式车厢式矿车提升不均衡系数：井底车场甩车增加的运行距离：串车在井口栈桥上的运行距离：1、一次提升量和车组中矿车数的确定图1-1斜井甩车场单钩串车提升系统1 一次提升量和车组中矿车数的确定1.1根据矿井年产量要求计算矿车数提升斜长：一次提升持续时间的确定：初步选定的最大速度为4.8m/s，计算每次提升的持续时间 小时提升量: 一次提升量M： 一次提升矿车数n: 式中： 装载系数 当倾角在（） 煤的松散密度， V矿车容积，MG1.16型矿车的容积为1.1通过计算算出n值位小数时，考虑到利用串车型号，取一次提升矿车数为13。1.2根据矿车连接器强度计算矿车数：矿车沿倾角为的轨道上提时，受到斜面产生的阻力，n辆矿车的总阻力由最前面的矿车连接器来承担，为保证连接器强度，所拉矿车数受到限制。矿车连接器强度一般容许承受拉力60000N，因此，矿车连接器强度容许的矿车数为式中 矿车的载货量 自身质量 矿车运行摩擦阻力系数，矿车系数取 重力加速度，计算中，即矿车连接器强度不满足要求，矿车数应确定为。即矿车数为8辆。2 斜井提升钢丝绳的选择计算图1-2 斜井钢丝绳计算图2.1提升钢丝绳端经荷重 钢丝绳悬垂长度： 2.2钢丝绳单位长度的重量计算 式中： 钢丝绳在巷道内运行的阻力系数，取=0.20 钢丝绳的公拉强度 ，取 钢丝绳安全系数根据上式计算的数值，查钢丝绳规格表选择标准钢丝绳。斜井提升一般选用绳67股（1+6）绳纤维绳标准钢丝绳，因为这种钢丝绳的钢丝较粗耐磨。钢丝绳的破断力总和 钢丝绳的直径d=26mm钢丝绳的单位长度重量 钢丝绳的安全系数 符合煤矿安全规程的规定3 提升机选择计算3.1提升机直径选择煤矿安全规程规定对于安装在地面的提升机，其直径与钢丝绳直径关系如下 式中: Dg为提升机卷筒的直径mm ； d为提升钢丝绳直径d=26mm 可选择滚筒直径为的单滚筒提升机3.2滚筒的宽度 式中：Lm-定期试验用的钢丝绳长度,一般取30m;3-为滚筒上缠绕的三圈摩擦绳;4-煤矿安全规程规定为每季度将钢丝绳移动1/4圈附加的钢丝绳圈数;-钢丝绳在滚筒上缠绕时钢丝绳间的间隙,滚筒直径Dp=2.5m, 取=2.5mm;Kc-钢丝绳在滚筒上的缠绕圈数,主斜井倾角25度,提升长度550m,取Kc=2Dp-钢丝绳在滚筒上缠绕的平均直径, Dp=Dg+(Kc-1)d=2.5+(2-1)0.0272.527(m) 根据以上计算，可选择JK2.5/20型单滚筒提升机技术性能为表1-1表1-1 JK2.5/20型单滚筒提升机技术性能型号卷筒最大静张力最大静张力差容绳量提升速度电机转速传动比变位质量JK-2.5/20个数直径m宽度mtt一层二层三层m/smin/r20t12.52994008101290575013.7最大静张力 4 提升系统的确定图1-3 斜井单钩甩车场井口相对位置图4.1固定天轮的选择煤矿安全规程规定：地面天轮时 时 天轮直径 查矿用固定天轮目录表3-3可选型固定天轮变为质量550kg4.2井架高度的确定 =8.8-1.25=7.55（m） 取8m 式中 井口与天轮中心之间提升钢丝绳的倾角,一般为610,此处取10;井口与天轮中心之间预选的提升斜长,取50m;天轮的半径;：1.25m4.3滚筒轴中心至天轮中心的确定单钩固定天轮提升按内外偏角不超过得 取作为提升机滚筒中心与天轮中心的水平距离求得钢丝绳的弦长： 式中 C为滚筒主轴中心与基座的中心高C=0.5m 滚筒的半径4.4 钢丝绳的内外偏角 符合煤矿安全规程的规定4.5钢丝绳的出绳角 单滚筒为上出绳 = = =4.6提升电动机的预选 电动机功率： = =416.94（kw）式中 根据选择的提升机，由提升机规格表查得的标准提升速度 减速器传动效率，单级传动时 电动机容量备用系数，取1.11.2.查绕线式电动机产品目录表，可选用JR1510-8型电动机。技术特征见表1-2：表1-2 可选用JR1510-8型电动机技术特征型号容量电压电流转速效率功率因数转子电压转子电流额定转矩转子转动惯 量电机重量JR1510-8kwVAr/min%cosVA203300kg475600058735920.84644704800 按电动机额定转数核算的提升钢丝绳最大运行速度 5 提升系