【文章內(nèi)容簡介】 要擔負提升人員、材料、設備、矸石的任務。根據(jù)輔助運輸設備和井下矸石量，初步選擇罐籠型號為GDS－12/754型1t礦車雙層四車罐籠，其自重為7t。要求最大班工人下井時間一般不超過40min，最大班凈作業(yè)時間，一般不超過6h（包括提人、材料、矸石…），其中升降工人時間，升降其它人員時間，按升降工人的20％，提升矸石按日出矸量的50％；升降坑木、支架按日需量的50％。⑴下井人數(shù)的確定因為該礦年產(chǎn)量為90萬噸，且工作制度為“三、八制”，二班半采煤半班準備。所以該礦總工作人員為：n＝＝909其中管理人員占10％，為91人。井下工人為90991＝818人所以下井最大工人數(shù)818/3＝272人⑵用提升人員進行驗算： （）式中：——每罐提升人數(shù)，24人；——最大作業(yè)班下井人數(shù)，200人；——提升加速度，；＝500+20＝520其中：——礦井開采水平垂直深度，m；——卸載水平至井口水平距離，取20m；——穩(wěn)罐附加時間，?。?s；θ——上下人員休止時間，取40s；所以： ＝＝497272人滿足要求。⑶以最大班凈作業(yè)時間6小時驗算①提矸石每班作業(yè)時間（小時） （）式中：——每日矸石提升量，t；——一次循環(huán)時間，s；——每次矸石提升量，t；所以： ＝＝208min②（min）（60min） （）＝＝＝③下坑木、支架按日需量的50%計算；＝18min④下炸藥2~4次，取3次；保健車2~4次，取3次；運送設備5~10次，取8次；其他5~10次，取7次；則：總計3+3+8+7＝21次21＝32min所以：總作業(yè)時間為：208+++18+32＝＝ 6h滿足要求。 井筒斷面布置井筒斷面應根據(jù)選定的提升容器與井筒裝備的類型來布置，井筒斷面內(nèi)除提升間以外，根據(jù)井筒的用途，往往還需要布置梯子間、管纜間或延深間。井筒斷面的布置，既要滿足井筒內(nèi)提升容器等設備布置要求，又要力求縮小井筒斷面，簡化井筒裝備，以達到節(jié)約材料和投資的目的。根據(jù)提升容器和井筒裝備的不同，井筒斷面布置形式多種多樣。一般較為典型的井筒斷面布置形式 罐道梁的層格結(jié)構 根據(jù)罐道位置的不同，罐道梁的層格結(jié)構有通梁、山字形、懸臂梁、懸臂支架、無罐道梁以及裝配式組合珩架等布置形式。通梁和山字形層格結(jié)構是我國過去常見的布置形式。不不能適應深井、重載以及高速運行。懸臂梁和懸臂支撐架布置，簡化了層格結(jié)構，節(jié)省了鋼材，但是，安裝要求精確。無罐道梁布置是在層格中取消了罐道梁，將罐道直接固定在拖架上的一種新型裝備結(jié)構，其技術經(jīng)濟效果優(yōu)越，目前國內(nèi)外在長條形罐籠的井筒中已有采用，裝配式組合架層格結(jié)構，是將罐道布置在提升容器的對角線上，并固定在裝配式珩架上。這種層格結(jié)構穩(wěn)定性好，適用于重載、高速的大型深礦井，具有節(jié)省鋼材、通風好、提升穩(wěn)定等優(yōu)點，是今后深井井筒裝備的發(fā)展方向。 梯子間和管纜間的布置 梯子間布置應與管路、電纜一并考慮，盡量相互靠近布置，以便檢修管路、電纜。一般梯子間布置在與罐籠長軸平行的一側(cè)。 管路應盡量布置在梯子間的一側(cè)，有時也可布置于提升間一側(cè)；當管路較多時，則可分開布置于提升間兩側(cè)的管纜間內(nèi)，但部分管路安裝檢修不便。 提升容器相互之間，提升容器與罐梁、井梁、井壁之間的安全間隙是布置井筒、設計井筒斷面的重要參數(shù)，應按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定選取。 井筒凈斷面尺寸的確定 井筒凈斷面尺寸主要根據(jù)提升容器規(guī)格和數(shù)量、井筒裝備的類型和尺寸、井筒布置方式以及個中安全間隙來確定，最后用通過精通的風速校核。井筒凈斷面尺寸的確定步驟如下：根據(jù)井筒的用途和所采用的提升設備，選擇井筒裝備的類型，確定井筒斷面布置形式。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，初步選定罐道梁型號、罐道截面尺寸或罐道繩的類型和直徑，并按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，確定間隙尺寸。根據(jù)提升間、梯子間、管路、電纜占用面積和罐道梁寬度、罐道厚度以及規(guī)定的間隙，用圖解法或解析法求出井筒近似直徑。，；。根據(jù)已經(jīng)確定的井筒直徑，驗算罐道梁型號以及罐道規(guī)格。根據(jù)驗算后確定的井筒直徑和罐道梁、罐道規(guī)格，重新作圖核算，檢查斷面內(nèi)的安全間隙，并做出必要的調(diào)整。根據(jù)通風要求，核算井筒斷面，如不能滿足，則最后按通風要求確。河南理工大學本科畢業(yè)設計 第四章 主井提升設備第四章 主井提升設備 設計依據(jù)設計井型：提升高度：540m(井口軌面標高+，井下裝載點標高500m，卸載高度+，)工作制度：330d16h 設備選型計算 提升容器選擇及裝載位置根據(jù)主井提升高度及提升量要求，提升容器選用一對JDS－16/1504型多繩摩擦式箕斗，其主要參數(shù)為：載重16t，質(zhì)量(包括首尾繩懸掛裝置) ，提升容器中心距S=。根據(jù)防滑計算，箕斗需加防滑配重4108kg。根據(jù)主井井檢孔資料，扣除風化帶后。根據(jù)巖層條件，主井裝載系統(tǒng)位置設計考慮了以下二個方案：方案一：水平上裝載半上提方式，主井底采用斜巷清撒煤。該方案沿基巖風化帶下部布置煤倉及裝載系統(tǒng)，主井底采用斜巷清撒煤系統(tǒng)。，進入底部風化帶內(nèi)6m左右（含煤倉上口巷道高度）。，煤倉高度30m。主井水窩底標高551m，位于車場水平（525m）下26m，主井水窩與副井水窩深度相同，主、副井底平巷貫通后集中設斜巷清撒煤系統(tǒng)。該方案的主要優(yōu)點是：主井裝載系統(tǒng)及煤倉均位于風化帶下較穩(wěn)定的巖層內(nèi)，對硐室的穩(wěn)定和支護有利。缺點是：主井水窩低于車場水平26m，需作清理撒煤斜巷，清撒煤不便。方案二：水平上裝載全上提方式，主井底采用平巷清撒煤系統(tǒng)。該方案將主井裝載系統(tǒng)及井底水窩全部上提至車場水平上，主井底通過車場水平作平巷清理撒煤。，，，，煤倉高度30m，主井水窩底與車場水平標高一致，通過車場水平作平巷直接清理主井撒煤。該方案的主要優(yōu)點是：主井底采用平巷清撒煤系統(tǒng)，系統(tǒng)簡單，工程量省，且清撒煤極為方便；減少主井深度26m。主要缺點是：整個裝載系統(tǒng)的上半部分包括部分上倉斜巷、全部煤倉和整個膠帶機頭硐室均位于基巖風化帶內(nèi)。而基巖風化帶據(jù)主井井檢孔資料，巖性以砂質(zhì)泥巖為主，泥質(zhì)巖類成分被高嶺土化和蒙脫石化，巖體強度大大降低，節(jié)理裂隙發(fā)育，屬較差穩(wěn)定型。因此對硐室的施工和支護極為不利，雖然技術上可采取注漿法施工，但仍存在有風險，作為裝載系統(tǒng)一旦有問題將影響全礦井正常生產(chǎn)。基于上述分析，設計認為方案一更有利于主井裝載系統(tǒng)的施工支護和長期穩(wěn)定，風險性較小，故作為設計推薦方案。待井筒施工揭露風化帶后，應對巖層風化程度進行專題研究，一旦認為風化帶風化程度較弱，采取技術措施可以保障裝載系統(tǒng)穩(wěn)定時，不排除按方案二實施的可能性。立井多繩摩擦式提升，宜采用同向捻的提升鋼絲繩。⑴提升鋼絲繩的繩端荷重Qd箕斗提升時：Qd＝（Q+Q2）g，N； （）罐籠提升時：Qd＝〔Q2+2（G+G0）〕g，N； （）式中：Qd —— 鋼絲繩繩端荷重，N；Q2 —— 罐籠的質(zhì)量，kg；Q—— 一次提升量，kg；2——每次提升的礦車數(shù)；G—— 礦車中的裝載質(zhì)量，kg；G0——礦車的質(zhì)量，kg；G——重力加速度，；所以：箕斗提升時：Qd＝（Q+Q2）g＝（12300+7000）＝189140N罐籠提升時：Qd＝〔Q2+2（G+G0）〕g＝〔7000+2（1000+592）〕 ＝⑵鋼絲繩最大懸垂度Hc＝HH＋Ht＋Hkˊ，m （）式中：Hc——尾繩環(huán)的高度，m；HH＝Hg＋ （）s——提升鋼絲繩的中心距，m；Hg——過卷高度，；Ht——提升高度，m；Ht＝Hz＋Hs＋Hx （）Hz——裝載水平至井下運輸水平的高度，取20m；Hx——卸載水平至井口的高度，取20m；Hs——井筒深度，m；Hkˊ——提升容器在卸載位置時，容器底部至主導輪軸的高度；Hk′=Hr＋Hg＋h＋H2x （）Hr——容器全高，m；h——導向輪中心距樓板層面高度，h＝；R——導向輪半徑，m；H2x——主導輪中心至導向輪中心的高度，m；，罐籠全高為10m。按《煤礦安全規(guī)程》第397條表6規(guī)定，取v＝6m/s時，即Hg＝。根據(jù)井筒斷面布置和所選容器得外形尺寸可知，罐籠提升得提升鋼絲繩的中心距為300mm，箕斗提升的提升鋼絲繩的中心距為300mm。＝5m，且主導輪半徑為R＝。①對于箕斗井：HH＝Hg＋＝+＝Ht＝Hz＋Hs＋Hx＝20+500+20＝540mHk′=Hr＋Hg＋h＋H2x＝12+++5＝所以：Hc＝HH＋Ht＋Hkˊ＝+540+＝②對于罐籠井：HH＝Hg＋＝+＝Ht＝Hz＋Hs＋Hx＝20+500+20＝540mHk′=Hr＋Hg＋h＋H2x＝10+++5＝所以： Hc＝HH＋Ht＋Hkˊ＝+540+＝⑶確定鋼絲繩每米質(zhì)量P箕斗提升：P ，Kg/m （）罐籠提升：P ，Kg/m （）式中：——鋼絲繩公稱抗拉強度，Pa；——鋼絲繩密度，Kg/m3；n——鋼絲繩數(shù)目；g——重力加速度，m/s2；ma——提升鋼絲繩的安全系數(shù)；《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定當鋼絲繩懸垂長度不大于1200m時，按下列公式計算ma：專為升降物料時：ma＝ 人員和物料混合提升時：ma＝ 同時鑒于我國立井多采用抗拉強度為1550N/mm2和1700 N/mm2兩種鋼絲繩，不妨取鋼絲繩的公稱抗拉強度＝1550N/mm2＝1550106Pa。查表并計算可得鋼絲繩密度為9552Kg/m3。①對于主井（箕斗井）ma＝ ＝＝所以： P＝ Kg②對于副井（罐籠井）ma＝ ＝＝所以：P＝ Kg根據(jù)計算出的P值，主井提升鋼絲繩決定選用繩619股（1+6+12）繩纖維芯，，430000N。副井提升鋼絲繩決定選用繩67股（1+6）繩纖維芯，，鋼絲破斷拉力總和為鋼絲破斷拉力總和為345000N。⑷驗算鋼絲繩的安全系數(shù)箕斗提升時： 罐籠提升時： 9. 58所以鋼絲繩的安全系數(shù)均能滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求。提升機的選擇是在確定主導輪直徑口和鋼絲繩最大凈張力差Fe后，查提升機特征表確定的。⑴主導輪直徑根據(jù)《安全規(guī)程》規(guī)定，摩擦式提升機的主導輪直徑D與鋼絲繩直徑d之比應符合下列要求：有導向輪時：D≥90d對箕斗井：D/d＝2800/＝11490對罐籠井：D/d＝2800/23＝12290所以主導輪直徑選D＝，主、副井均能滿足《安全規(guī)程》的要求。鋼絲繩最大靜張力Ff的計算，對于等重尾繩及輕尾繩提升系統(tǒng)的Ff?；诽嵘龝r：Ff＝〔Q2+Q+np（Hk′+Ht）+nqHH〕g N （） ＝〔7000+12300+4（+540）+4〕 ＝ N罐籠提升時：Ff＝〔Q2+2（G+G0）+np（Hk′+Ht）+n1qHH〕g N （） ＝〔7000+2（1000+592）+4（+540）+4〕 ＝ N⑵鋼絲繩作用在主導輪上的最大靜張力差Fc箕斗提升時：Fc＝〔Q+︱ΔHt︳〕g＝（12300+0）＝120540 N （）罐籠提升時：Fc=〔4G+(ΔH+1)〕g＝（41000+1）＝39210 N （）式中：Δ——提升鋼絲繩與平衡尾繩總單位質(zhì)量之差，對于等重尾繩的提升系統(tǒng)Δ＝0，上式中Δ取其絕對值；本部分內(nèi)容，不進行運的學和動力學的計算，只進行近似計算： （）式中：K——礦井提升阻力系數(shù)，；——減速器傳動效率，；P——動負荷影響系數(shù)，P＝－；V——提升速度，V＝；P＝＝1821Kw根據(jù)計算功率選定提升機型號為：JKM－（Ⅱ），其性能特征如下：，鋼絲繩最大凈張力差為95KN，鋼絲繩允許最大直徑為28mm，，最大扭距為230KN/m，電動機功率為1900Kw，最大允許功率計算值為1000Kw，電動機轉(zhuǎn)數(shù)為720r/min，最大轉(zhuǎn)數(shù)750r/min，傳動方式為單電機傳動。 提升系統(tǒng)防滑驗算，采用K25高性能摩擦襯墊，摩擦系數(shù)≥。選用進口恒減速型液壓制動系統(tǒng)，具有二級制動功能。經(jīng)防滑驗算，提升系統(tǒng)在各種提升狀態(tài)下保險閘所產(chǎn)生的的制動減速度，上提重載全部機械的制動減速度不大于5m/s2，并且不超過滑動極限，均滿足《煤礦安全規(guī)程》第四百三十三條的規(guī)定。表41 主井提升系統(tǒng)防滑驗算表作業(yè)名稱靜防滑安全系數(shù)σj動防滑安全系數(shù)σd實際的安全制動減速度azs、azx、azk滑動極限減速度[a]zs、[a]zx、[a]zk提升重載 m/s2 m/s2下放重載 m/s2 m/s2空 運 行 m/s2 m/s2 主井提升設備的配電及控制根據(jù)提升設備選型情況、《礦山電力設計