【正文】 根據(jù)以上所計(jì)算的、在《礦井提升設(shè)備》中查三相交流繞線式異步電動(dòng)機(jī)規(guī)格表1010103，預(yù)選型交流電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)如下：額定功率：； 功率因數(shù)：；定子額定電壓：； 轉(zhuǎn)子電壓：；定子額定電流：， 轉(zhuǎn)子電流：；額定轉(zhuǎn)速：； 飛輪轉(zhuǎn)：；額定效率：； 電動(dòng)機(jī)過載系數(shù)：。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量： （726）7．6．4 確定提升機(jī)的實(shí)際最大提升速度 （727）7．7 提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量7．7．1 變位質(zhì)量的意義在提升過程中，提升系統(tǒng)的各運(yùn)動(dòng)情況是較為復(fù)雜的。在提升開始時(shí)，提升系統(tǒng)各部件都要加速，有的作直線運(yùn)動(dòng)，有的作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且各轉(zhuǎn)動(dòng)部件各以不同的切線加速運(yùn)轉(zhuǎn)，計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的總慣性力就很不方便，為了簡便，假想把提升系統(tǒng)各運(yùn)動(dòng)部件的所有運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都變位到提升機(jī)滾筒的表面上，即纏繩的位置上，該處的切向加速度就是提升容器的加速度，則提升系統(tǒng)的各部件所有的運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都集中在滾筒圓周上作同軸、同回轉(zhuǎn)半徑和同速度運(yùn)動(dòng)。計(jì)算時(shí)，我們只要計(jì)算出提升系統(tǒng)的總變位質(zhì)量并乘以相同的切線加速度，即可求出整個(gè)提升系統(tǒng)的總慣性力。7．7．2 變位質(zhì)量的計(jì)算提升系統(tǒng)中有三部分作直線運(yùn)動(dòng)，即提升載荷、提升容器和提升鋼絲繩，它們直接作用于滾筒上，其速度加速度就是滾筒圓周上的速度和加速度，所以不用變位，它們本身的質(zhì)量就是變位質(zhì)量。則直線運(yùn)動(dòng)部分的變位質(zhì)量為 （728）式中 —提升鋼絲繩總長度，；提升載荷質(zhì)量（這里以提升矸石的質(zhì)量來計(jì)算）： （729）提升容器的質(zhì)量： （730）因?yàn)樵摰V井為雙層罐籠提升，其提升容器質(zhì)量就等于罐籠的自重加上礦車的自重。鋼絲繩的變位質(zhì)量： （731）提升系統(tǒng)中還有三部分作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即提升機(jī)（包括減速器）、天輪和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子。在提升過程中這些部件各運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都圍繞自己的軸，以不同的回轉(zhuǎn)半徑和回轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，需要把它們變位到滾筒圓周上，則各部件變位后的質(zhì)量值就不等于它原來的數(shù)值。提升機(jī)的變位質(zhì)量：天輪的變位質(zhì)量：電動(dòng)機(jī)的變位質(zhì)量： （732）則提升系統(tǒng)的總變位質(zhì)量為 （733）7．8 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與計(jì)算7．8．1 提升設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律提升設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，主要取決于提升容器在井筒中的運(yùn)行規(guī)律。而提升容器的運(yùn)行規(guī)律與容器的類型及控制方法等有密切關(guān)系。本礦是采用罐籠提升，因?yàn)楣藁\提升無卸載曲軌的限制，故無需初加速階段，開始就以較大的主加速度加速，為了提高停車的準(zhǔn)確性，應(yīng)有一低速爬行階段，其提升系統(tǒng)速度圖為五階段速度圖，其速度圖如下圖所示：7．8．2 各階段運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定 主加速度的確定1. 《煤礦安全規(guī)程》對(duì)提升加、減速度的限制：“立井中用罐籠升降人員的加、減速度不得超過?！睂?duì)升降物料的加、減速度規(guī)程沒有規(guī)定，一般在豎井，加、減速度最大不超過。2. 按減速器允許之動(dòng)力矩計(jì)算加速度為滿足提升機(jī)減速器的最大扭矩Mmax，的要求，加速度a1應(yīng)小于下式計(jì)算值： （734）式中 —提升機(jī)減速器所允許的最大扭矩。由型提升機(jī)數(shù)據(jù)中，查得；—礦井阻力系數(shù)，罐籠提升?。弧嵘到y(tǒng)總變位質(zhì)量，；—電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的變位質(zhì)量。上式中、是按上述所計(jì)算出來的。3. 按預(yù)選電動(dòng)機(jī)的過負(fù)荷能力計(jì)算加速度： （735）式中 （736）根據(jù)以上所述三個(gè)條的計(jì)算結(jié)果，可采用方案，但由于副井升降人員的主加速度不大于。提升矸的加減速度可以與運(yùn)送人員的加減速度不同，因此為了簡化計(jì)算、簡化控制，就取。 減速度為了與運(yùn)送人員時(shí)數(shù)值一樣，取減速度。這對(duì)控制是方便的。因?yàn)槟壳八俣冉o定裝置均采用帶凸輪板的以行程為函數(shù)的控制方法。如果提升矸石與運(yùn)送人員的減速度相同時(shí)，則行程也一樣。這對(duì)于凸輪板外形的設(shè)計(jì)是十分方便的。通過計(jì)算表明，這時(shí)屬于電動(dòng)機(jī)方式減速。這在提升中是經(jīng)常可以遇到的現(xiàn)象。第一是由于運(yùn)送人員減速度不能過大；第二是靜力平衡系統(tǒng)，減速階段阻力與提升開始瞬間靜阻力相同。這對(duì)于該礦副井提升來說，有時(shí)也因自由滑行減速度過大而不得不采用電動(dòng)機(jī)方式減速。只要加速階段提升機(jī)不會(huì)產(chǎn)生滯后滑動(dòng)，正常的減速階段更不會(huì)出現(xiàn)滯后滑動(dòng)。至于超前滑動(dòng)則有可能產(chǎn)生于安全制動(dòng)狀態(tài)。對(duì)正常的減速階段也是不會(huì)產(chǎn)生超前滑動(dòng)的。因此在確定正常減速度時(shí)，對(duì)產(chǎn)生滑動(dòng)的問題不予考慮。 提升圖各階段運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的計(jì)算為了準(zhǔn)確停車，采用五階段速度圖。取爬行距離；爬行速度；未減速度。1. 主加速階段：主加速時(shí)間 （737）主加速行程 （738）2. 爬行階段： 爬行行程 ；爬行速度 爬行時(shí)間 （739）3. 減速階段：減速時(shí)間 （740）減速行程 （741）4. 制動(dòng)停車階段：制動(dòng)時(shí)間 （742）制動(dòng)行程 （743）5. 等速階段：等速行程 （744）等速時(shí)間 （745）6. 一次提升循環(huán)時(shí)間： （746）7. 運(yùn)送人員運(yùn)動(dòng)學(xué)為了縮短運(yùn)送人員的總時(shí)間及節(jié)省電能，應(yīng)盡量使上下罐同時(shí)運(yùn)送人員。但上下罐所乘人數(shù)很難完全相等。甚至也會(huì)出現(xiàn)單獨(dú)上提或單獨(dú)下放的情況。不論何種方式,一律取加、減速度相等且為。這是符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的。爬行階段運(yùn)動(dòng)參數(shù)與提煤時(shí)相同。雙層罐籠取休止時(shí)間。這樣，雖一次提煤運(yùn)動(dòng)時(shí)間與運(yùn)送人員運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，因二者休止時(shí)間不同，故一次循環(huán)時(shí)間不同，經(jīng)計(jì)算求出運(yùn)送人員時(shí)，一次循環(huán)時(shí)間。8. 下放貨載、設(shè)備等作業(yè)時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)下放貨載時(shí)出現(xiàn)負(fù)力。如減速度取得過大，采用電氣制動(dòng)時(shí)，會(huì)使主電動(dòng)機(jī)溫升過高，有可能使預(yù)選電動(dòng)機(jī)過熱。因此在下放料石時(shí)，也取加、減速度為。因下放材料、設(shè)備時(shí)的時(shí)間與運(yùn)送人員時(shí)的休止時(shí)間較相近，所以下放貨載時(shí)的一次循環(huán)時(shí)間可令其與運(yùn)送人員時(shí)的循環(huán)時(shí)間相同。運(yùn)送炸藥或其它特殊設(shè)備，應(yīng)以較低速運(yùn)行或根據(jù)具體條件另決定。檢查井筒及鋼絲繩時(shí)，運(yùn)行速度為。一般多在維修班進(jìn)行。綜上所述，本礦的提升機(jī)控制系統(tǒng)采用控制，這種控制方式是目前煤礦上的機(jī)電設(shè)備采用的新興控制技術(shù)，它不僅具有操作維護(hù)簡單、占地少、噪聲小而且提升平穩(wěn)、安全性高、制動(dòng)停車準(zhǔn)確。7．9 提升設(shè)備的動(dòng)力學(xué)分析與計(jì)算提升機(jī)動(dòng)力學(xué)是研究和確定在提升過程中，滾筒圓周上拖動(dòng)力變化規(guī)律，是驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)功率和選擇電氣控制設(shè)備的重要依據(jù)。提升機(jī)在一次提升過程中，在加速、等速、減速、爬行和制動(dòng)等各運(yùn)行階段，提升系統(tǒng)是一個(gè)速度變化的運(yùn)動(dòng)體系。它包括直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。提升容器、貨載、井筒內(nèi)的鋼絲繩作直線運(yùn)動(dòng)，提升機(jī)滾筒、纏繞在滾筒上的鋼絲繩、減速器齒輪、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以天輪等作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)的速度是變化的，作用在提升機(jī)滾筒軸上的力矩也是變化的。作用在提升機(jī)主軸上力矩有：鋼絲繩和提升重力所引起的靜力矩；設(shè)備運(yùn)行時(shí)的阻力矩；提升系統(tǒng)的慣性力矩；電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的拖動(dòng)力矩。鋼絲繩和提升重力所引起的靜力矩：兩條鋼絲繩作用在滾筒上的靜力矩方向相反，所以靜力矩就等于提升繩股和下降繩股靜力矩之差。設(shè)備運(yùn)行時(shí)的阻力矩：在運(yùn)行中所受到的阻力有空氣阻力、罐耳和罐道之間的阻力、鋼絲繩在天輪和滾筒上的彎曲阻力以及天輪、滾筒的軸承阻力等。提升系統(tǒng)的慣性力矩：這是在速度變化時(shí)產(chǎn)生的一種反抗其變化的力矩，其方向與加速度的方向相反。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的拖動(dòng)力矩：拖動(dòng)力矩的方向與提升運(yùn)動(dòng)方向相同。7．9．1 提升動(dòng)力學(xué)的計(jì)算 主加速階段主加速初始時(shí) （747）主加速終了時(shí) （748） 等速階段等速初始時(shí) （749）等速終了時(shí) （750） 減速階段：減速開始時(shí) （751）減速終了時(shí) （752） 爬行階段：爬行開始時(shí) （753）爬行終了時(shí) （754） 制動(dòng)停車階段:和系機(jī)械閘制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)切斷電源，不輸出力矩，且時(shí)間很短，可以忽略不計(jì)。7．9．2 副井其他作業(yè)（運(yùn)送人員、下放設(shè)備等）動(dòng)力學(xué)分析上提人員時(shí)的載荷小于提煤、矸時(shí)的載荷。只要提矸時(shí)，電動(dòng)機(jī)容量滿足要求，提升人員時(shí)肯定滿足要求。因此不再計(jì)算提升人員的動(dòng)力學(xué)。下放材料及貨物時(shí)加、減速度取的不是很大，即負(fù)力不會(huì)很大，因此下放材料及貨物時(shí)進(jìn)行電氣制動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量也會(huì)滿足要求的。如果能夠提升煤、下放材料同時(shí)進(jìn)行，無論對(duì)電動(dòng)機(jī)容量、電能消耗以及縮短副井全部工作時(shí)間都是有利的。非經(jīng)常性下放特殊重型設(shè)備時(shí)，可在空罐側(cè)配以平衡重物，必要時(shí)也可低速運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)上面簡單分析，不再對(duì)其他各種作業(yè)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算。但應(yīng)指出，為了選擇動(dòng)力制動(dòng)設(shè)備，應(yīng)將下放最重貨載時(shí)的最大負(fù)力計(jì)算出來（此處從略）。7．9．3 繪制速度圖和力圖由以上參數(shù)畫出提升速度圖力圖，如下圖791所示?！D791　副井提升速度圖與力圖7．10 提升電動(dòng)機(jī)容量的驗(yàn)算由提升力圖和速度圖可以看出，在一次提升循環(huán)中，提升機(jī)滾筒圓周上的拖動(dòng)力、速度都是變化的。初選的提升機(jī)，是否能滿足各種運(yùn)行狀態(tài)的要求，要通過驗(yàn)算才能確定。驗(yàn)算內(nèi)容按溫升條件、過負(fù)荷條件及特殊力條件分別進(jìn)行。7．10．1提升電動(dòng)機(jī)等效容量的計(jì)算以提矸作業(yè)校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)容量。 等效時(shí)間： （755）式中 —電機(jī)散熱不良影響系數(shù)（低速時(shí)），；—電機(jī)散熱不良影響系數(shù)（停止時(shí)），；—休止時(shí)間（）。 等效力： （756） （757）由式（757）可求： 等效容量： （758）式中 —提升容器最大速度，；—提升機(jī)減速器效率，二級(jí)傳動(dòng)時(shí)；—電動(dòng)機(jī)容量的備用系數(shù)，取K180。=。故所選的電動(dòng)機(jī)容量是合適的。7．10．2 電動(dòng)機(jī)容量的計(jì)算根據(jù)上式計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的等效容量后，需按如下三個(gè)條件來驗(yàn)算前面初選的電動(dòng)機(jī)的容量是否合適。 按電動(dòng)機(jī)允許發(fā)熱條件應(yīng)滿足式中 —初選電動(dòng)機(jī)的額定功率。上述計(jì)算值，顯然預(yù)選值。說明前面所預(yù)選電動(dòng)機(jī)是合適的，此電動(dòng)機(jī)且有一定的富裕能力。 按正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷能力應(yīng)滿足 （759） （760）故符合要求。式中 —力圖中最大拖動(dòng)力；—所選電動(dòng)機(jī)作用于滾筒上的額定力；—電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷系數(shù)。 電動(dòng)機(jī)特殊過負(fù)荷能力該礦擬采用搖臺(tái)作為運(yùn)送人員時(shí)的承接裝置。擬采用搖臺(tái)或活動(dòng)框架式承接裝置做為提煤、下放材料的承接裝置。這時(shí)鋼絲繩不會(huì)失重。不再校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的特殊過負(fù)荷系數(shù)。 提升能力校核礦井可完成產(chǎn)量： （761）礦井富裕系數(shù)為： （762）7．11 提升設(shè)備的電耗及效率計(jì)算7．11．1 一次提升電耗一次提升電耗為 （763）式中 —提升循環(huán)中變化力對(duì)提升時(shí)間的積分； （764）由式（764）可求得： —考慮提升機(jī)的附屬設(shè)備耗電量的附加系數(shù)；—減速器效率；—電動(dòng)機(jī)效率。7．11．2 噸煤電耗 （765） 提升設(shè)備按理想條件的有益電耗 （766） 設(shè)備提升效率 （767）第8章 礦井通風(fēng)與安全礦井通風(fēng)系統(tǒng)是保障礦井安全的最主要技術(shù)手段之一。在礦井生產(chǎn)過程中，必須源源不斷地將地面空氣輸送到井下各作業(yè)地點(diǎn)，以供給井下人員呼吸，并稀釋和排除井下各種有毒、有害氣體和礦塵，創(chuàng)造良好的礦內(nèi)工作環(huán)境，保障井下作業(yè)人員的身體健康和勞動(dòng)安全。因此，礦井通風(fēng)的首要任務(wù)是確立一個(gè)完善的通風(fēng)系統(tǒng)、保證井下空氣質(zhì)量符合要求。8．1 水平通風(fēng)系統(tǒng)8．1．1　基本原則礦井通風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是合理選擇通風(fēng)機(jī)的型式、型號(hào)（葉輪直徑）、確定電動(dòng)機(jī)容量、型號(hào)及傳動(dòng)方式，確定通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況點(diǎn)，礦井的通風(fēng)機(jī)能否連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)系著煤礦的安全生產(chǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)效率的高低影響著礦井電力的消耗及生產(chǎn)成本。因此，礦井通風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)中的基本原則，就是保證通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性及經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理性。根據(jù)這個(gè)原則，在礦井通風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)中，充分考慮以下問題： 保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)礦井通風(fēng)機(jī)的安設(shè)地點(diǎn)、配置方式、備用臺(tái)數(shù)，必須符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，優(yōu)先考慮選擇運(yùn)行可靠，便于維護(hù)檢修的產(chǎn)品做為礦井通風(fēng)機(jī)，以保證其能不間斷地向井下供給足夠