【正文】 展來看，首先出現(xiàn)的是單繩纏繞式圓柱形單筒提升機。 19 世紀八十年代，德國人利 用摩擦原理又制造出單繩摩擦式提升機。這種提升設備特別適合于較深礦井中。以后，隨著礦井生產(chǎn)的發(fā)展和技術的進 步，纏繞式提升機和摩擦式提升機又各有不同的發(fā)展。 纏繞式由單筒發(fā)展到雙筒，為了適應提升距離增加和節(jié)省電能的需求，又有了圓錐形、圓柱圓錐形、雙圓柱圓錐形及單筒可分離式卷筒提升機等不同結構形 2 式。 而摩擦式提升機由原來的單繩發(fā)展到多繩摩擦式提升機，提升機的繩數(shù)已可多達 10 余根，最大一次提升量達 50t，最大直徑達 6m，繩速達 s/m25 。 事物在不斷的發(fā)展，礦井提升設備也在不斷 的發(fā)展，其類型、結構等都在日新月異地向前發(fā)展。 3 2煤礦主井提升設備初步分析 煤礦主井提升系統(tǒng)結構 大龍煤礦礦井深 460 米，年產(chǎn)量高達 100 萬噸，屬于大型煤礦。根據(jù)設計要求，該礦井提升系統(tǒng)選用單繩纏繞式提升機系統(tǒng)。單繩纏繞式提升機系統(tǒng)主要由提升容器、提升鋼絲繩、提升機、天輪、井架、裝卸載設備及電氣設備等組成。該系統(tǒng)核心部分為單繩纏繞式提升機。 煤礦主井 提升系統(tǒng)結構圖如圖 21。 由圖 21 可知 提升容器被鋼絲繩連接，鋼絲繩通過天輪的支撐 和提升機的帶動拉動提升容器的上行和下放。因此 煤礦主井提升系統(tǒng)連接礦井上下，保證煤炭提升正常運轉。它主要部件 有 單繩纏繞式 提升機 、鋼絲繩、提升容器、天輪等 。各個部件緊密結合保證了礦井煤礦提升有序進行。 圖 21 單繩纏繞式提升機箕斗提升系統(tǒng) 1— 井架 2— 天輪 3— 提升機 4— 箕斗 5— 鋼絲繩 6— 煤倉 7— 翻籠 8— 煤倉 9— 給煤機 10— 裝載設備 4 煤礦主井提升主要設備初步選擇 正文 請 下載 下 可見 。 5 7 提升系統(tǒng)相關參數(shù)校核及驗算 提升電動機容量校核 提升電動機的工作狀態(tài)屬于重復短時工作制，提升電動機工作軸上的功率不僅每個提升循環(huán)有變化，而且在每個循環(huán)工作系統(tǒng)中也是變化的。在減速階段電動機功率可能降低到 零值，而到起動階段可能達到最高值。 提升電動機等效容量的計算 提升電動機產(chǎn)生的熱量與該電動機繞組的電流平方成正比，與通電時間的一次方成反比。對時間微分，則在無窮小的時間里，電動機繞組發(fā)出的熱量為 : 2dq kIdt? 式（ ） 當電動機在拖動力矩 M 條件下工作時，那么單個提升循環(huán)所產(chǎn)生的熱量為： 1 2210T dq kI dt kI T??? 式（ ） 式中 dT —— 提升系統(tǒng)一次工作循環(huán)時間； k —— 比例常數(shù)； I —— 電動機定子繞組中通過的電流； dI —— 在等值力矩條件下工作時，提升電動機產(chǎn)生的等值電流。 電動 機拖動力矩 M 和電動機定子的電流有一定的關系，當電動機接入電網(wǎng)電壓不變時，在單位時間內(nèi)電動機線圈內(nèi)產(chǎn)生的熱量為： dq kMdt? 式（ ） 式中 M —— 電動機軸上的變化力矩。 因此在一次提升的全時間內(nèi)電動機產(chǎn)生的熱量為： 10Tq kMdt?? 式（ ） 設減速器傳動比為 0i 效率為 0? ，則電動機軸上的旋轉力矩與作用在卷筒上的拖動力在任何瞬間都有下列關系 。 00FRM i?? 式（ ） 式中 F —— 提升電動機在卷筒上的等效力。 由以上公式可推出提升電動機等值容量： 6 1 20P1000TmdjdF dtvT?? ? 式（ ） 式中 mv —— 提升系統(tǒng)最大提升速度； j? —— 提升系統(tǒng)效率取 ； 對于大龍煤礦有： ? ； 提升系統(tǒng)等效力 dF 考慮 到減速階段減速方式及制動方式，減速階段在系統(tǒng)等效力計算時不應計在其中，因此等效力可以按式（ ）計算： 22 2 2 2 22 00 1 1 2 2 2 20 0 1 22222554445?2 2 3 22XT FF F F F F F FF d t t t tFFFF tt? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ???? 式（ ） 式中 iF —— 提升系統(tǒng)各初始階段拖動力（ 0 1 2 3 5i? 、 、 、 、 ）； 39。iF —— 提升系統(tǒng)各終止階段拖 動力（ 0 1 2 3 5i? 、 、 、 、 ）； 經(jīng)計算有 : 2 2 2 220222 2 2 292116177 116062 149162 143550 * 3 149215 1022427 10 NXT F dts??? ? ? ? ???????? ? ? ?? ? ?式（ ） 提升機等效力為： 2 90 4 2 7 1 0 8 9 . 0 9 8 k N5 3 . 9XTd dF d tF T? ?? ? ? 式（ ） 電動機容量為 201000 * 81 .8 2310 00 * 0. 85 15 59 .4 5xTmdjdF dtvPTkW????? 式（ ） 電動機容量的驗算 1） 按電動機允許發(fā)熱條件 / 1dPP?? 式（ ） 7 即有 %的備份容量。 2） 按正常運行時電動機過負荷能力 max =FF???? 式（ ） 式中 ? —— 電動機過負載系數(shù)，為 ； eF —— 電動機額定出力，計算如下： m1000= 100 * *16 00 / =8790 1ePFVN?? 式（ ） 3） 在特殊情況下，電動機過負荷能力 ( ) 1 .1 ( 5 9 4 0 0 4 8 .7 1 4 8 0 ) 3 2 .2 5 k Nt z tF Q p H? ?? ? ? ? ? ? ? 式（ ） 39。3 2 .2 5 0 .9 1 .8 5 48 7 .9 0 1teFF ?? ? ? 式（ ） 式中 tF —— 過負荷力 ?? —— 考慮到動力的附加系數(shù)，取 ??? 根據(jù)上述三個條件， 可知預選電動機容量合格。 提升設備的電耗及效率計算 0 0 0 0 1 1 1 2 2 2 4 4 41 1 1 1( ) ( ) ( ) ( )2 2 2 23 2 1 1 .5 k N *XT F d t F F t F F t F F t F F ts? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? 式（ ） 0333600 *16 .2 * 321 1 *10 360 0 * * 10 kW hXTmjdv FdtW??????? ? ? 式（ ） 式中 d? —— 提升電動機效率，為 ； j? —— 減速器效率，取 。 1W 及提升設備的年電耗電 nW 8 1 *1000= kW h / tWWQ??? 式（ ） * nsW W AkW??? 式（ ） yW 336005940 *10 * 4803600 10 kW htyQgHW ??? ? ? 式（ ） ? y 7 .9 2 4 2 .5 8 %1 8 .6WW? ? ? ? 式（ ） 9 結論 煤礦礦井提升的選型設計是對將要開采的煤礦進行一次提升系統(tǒng)的各個零部件的選擇設計，在現(xiàn)實生活在有很大的意義。系統(tǒng)選型的內(nèi)容決定了提升系統(tǒng)的開發(fā)成本和煤礦提升效率。因此，在系統(tǒng)選型設計中要做到認真、負責。 通過對煤礦相關數(shù)據(jù)的計算找出了適合大龍煤礦提升系統(tǒng)的箕斗、鋼絲繩、提升機型號等一系列提升設備。在設計結尾對選出的 提升機進行了運動學和動力學校驗，保證了所選的提升機能夠穩(wěn)定、安全的運行。最好并對該大龍煤礦提升系統(tǒng)進行了年產(chǎn)量校核及驗算。 這次設計通過對礦井提升機結構的研究，選出了適合大龍煤礦的單繩纏繞式提升機。使我對礦井提升機的工作原理和機身結構有了進一步詳細的了解和認識。通過這段時間的設計，使我能更加熟練的運用機械設計方面的有關知識，更好的運用 Auto CAD 軟件，以及查表和閱覽專業(yè)工具書籍的能力。當然由于能力有限，有很多不足之處望老師批評指正。 10 致謝 11 參考文獻 [1] 宋鴻堯、 丁忠堯 .礦山設備 設計與計算 [M].機械工業(yè)出版社， 1982. [2] 周國慶 .煤礦安全規(guī)程 2021版 [Z].國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局 ,2021. [3] 王國鍵、袁慶國等主編 .煤礦用單繩纏繞式礦井提升機 安全檢驗規(guī)范 [Z].國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理， 2021. [4] 成大先主編 .機械設計手冊 .單行本機械傳動 [M].北京：化學工業(yè)出版社 .2021. [5] 劉庶民 .機械改造的思路與實用技術 [M].北京 .機械工業(yè)出版社 . [6] 席偉光 、 楊光 、 李波 .機械設計課程設計 [D].北京：高等教育出版社 .2021. [7] 符偉主編 .機構設計學 [M].長沙：湖南大學出版社 .2021. [8] 成大先 .機械設計手冊 [M]． 化學工業(yè)出版社 . [9] 成大先 .機械設計圖冊 [M].上海 .上海科學技術出版社 . [10] 成大先 .機械設計手冊 [M].北京 .機械工業(yè)出版社 . [12] Hermes,JM.,Bruens,.,The twist variations in a nonnonspin rope of a hoist installation[J],Geologie and Mijnbouw(.),19e Jaargang November 467476(in Dutch). [13] McKenzie .,Steel wire hoisting ropes for deep shafts,International Deep Mining Conference: Technical Challenges in Deep Level Mining[M],Vol ,SAIMM,1900,PP 839844. 12 附錄 附錄 1 英語原文 Mine Seismology for Rock Engineers – An Outline of Required Competencies F. Essrich SiM Mining Consultants (Pty) Ltd., Rep. of South Africa ABSTRACT