【正文】 煤礦提升工作，主要是提升煤炭的和矸石，升降人員，下放材料和設(shè)備等，它是連通礦井上、下的樞紐。下面介紹該副井罐籠提升系統(tǒng)及提升設(shè)備的選型。提升機(jī)與井筒的相對(duì)位置如下圖711所示。本礦井采用立井罐籠提升，罐籠為雙層雙罐一噸標(biāo)準(zhǔn)提升如圖7－1所示，它是由提升機(jī)，利用鋼絲繩，通過(guò)在井架上的天輪，提升機(jī)將提升礦車(chē)?yán)锏拿哼\(yùn)到地面。提升容器是采用固定式礦車(chē)，自身重量為592㎏。7．1．2 提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)依據(jù)選型設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)井筒深度：；年提升量：矸石，材料，礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，核定年年生產(chǎn)能力為，還擔(dān)負(fù)升降人員的任務(wù)；最大班下井人數(shù)為人；，下放設(shè)備2車(chē)，下放雷管、炸藥1車(chē)；礦車(chē)規(guī)格：一噸礦車(chē)；井筒斷面尺寸：最大件：水泵電機(jī)重3350kg，最大不可拆卸件外形尺寸約為2000mm980mm1200mm(長(zhǎng)寬高)。但有幾種容器都可滿足要求時(shí)，則要考慮其經(jīng)濟(jì)效果。這樣，從節(jié)省運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的觀點(diǎn)出發(fā)，選擇容量較大的容器較好。在下面選擇提升機(jī)時(shí)，參照《定型成套裝備》規(guī)定，選用最大速度是合理的。但為了以后增加產(chǎn)量，勢(shì)必增多提升速度，為此就在上式中取7．2．2 估算一次提升循環(huán)時(shí)間 （72）式中 —根據(jù)經(jīng)濟(jì)速度估算的一次提升循環(huán)時(shí)間,；—提升加速度；在以下范圍內(nèi)選?。荷等藛T是,，升降物料時(shí)，；—容器爬行階段附加時(shí)間,箕斗可取，罐籠可??；—休止時(shí)間，提矸取，提人取。進(jìn)出材料和平板車(chē)時(shí),取,下放設(shè)備器材時(shí)取，下放炸藥雷管時(shí)取提矸石的估算一次提升循環(huán)時(shí)間：提人的估算一次提升循環(huán)時(shí)間： 則：進(jìn)出材料的時(shí)間 下放設(shè)備器材時(shí)間 下放炸藥的時(shí)間 7．2．3 估算一次合理提升量 （73）式中 —礦井年總提升量,；；—礦井年產(chǎn)量；—礦井年矸石提升量；—礦井年材料提升量；—提升不均衡系數(shù)；有井底煤倉(cāng)時(shí),??；無(wú)井底煤倉(cāng)時(shí),取；—提升能力富裕系數(shù),一般取；—提升設(shè)備年工作日數(shù),一般取；—提升設(shè)備日工作小時(shí)數(shù),一般立井罐籠提升取。選用型雙層罐籠，罐籠全高：；兩罐籠中心距：；罐籠自重：；礦車(chē)自重：；礦車(chē)名義載貨：。提升高度： 7．3．2 計(jì)算提升鋼絲繩每米重量副井提升作業(yè)是多樣的,、運(yùn)人和下料三種情況進(jìn)行比較后，以提矸時(shí)終端載貨最重。鋼絲繩端荷重（以提矸計(jì)算）： （76）式中 —鋼絲繩終端總載貨重， ；—每次提矸量，；—礦車(chē)自重，；—罐籠自重。7．3．3 選擇鋼絲繩在《礦井提升設(shè)備》中查鋼絲繩規(guī)格表21，選用鋼絲繩如下：由于是立井所以就就選用線接觸的鋼絲繩較好,為此就選用鋼絲繩為繩纖維芯，主要數(shù)據(jù)為：鋼絲繩直徑： 鋼絲最粗的直徑： 每米鋼絲重： 鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度：全部鋼絲破斷拉力總和： 7．3．4 驗(yàn)算鋼絲繩的安全系數(shù) （78）經(jīng)上述計(jì)算所選用鋼絲繩符合《煤礦安全規(guī)程》要求，故合適可以使用。本礦所選的提升機(jī)是地面使用，于是就按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,由式（79）和（710）計(jì)算地面提升機(jī)的滾筒直徑為:根據(jù)上述計(jì)算選取標(biāo)準(zhǔn)的滾筒直徑為:。滾筒寬度選為。 確定提升機(jī)及其標(biāo)準(zhǔn)提升速度根據(jù)以上計(jì)算的結(jié)果選擇提升機(jī)在《礦井提升設(shè)備》中查提升機(jī)規(guī)格表31，選用型提升機(jī)，主要數(shù)據(jù)為：滾筒數(shù)量： 個(gè)；滾筒直徑： ；滾筒寬度： ；最大速度： ；最大靜張力：；最大靜張力差：；變位質(zhì)量： ；滾筒中心高： ；兩滾筒中心距： ；參照《礦井運(yùn)輸及提升設(shè)備》規(guī)定，選用最大速度是合理的，此值小于《煤礦安全規(guī)程》允許值。7．5 礦井提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算7．5．1 井架高度 （718）取井架式中 —天輪半徑，；—容器全高, ；—過(guò)卷高度,《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定:對(duì)罐籠提升，當(dāng)最大速度時(shí),過(guò)卷高度；當(dāng)最大速度時(shí), 過(guò)卷高度；式中的過(guò)卷就選取。7．5．2 滾筒中心線至井筒中提升鋼絲繩間水平距離 （719）取 式中 —井架高度，；—提升機(jī)滾筒直徑。7．5．4 計(jì)算鋼絲繩的外偏角和內(nèi)偏角及滾筒下繩的出繩角（按纏滿滾筒考慮） （721）式中—滾筒標(biāo)準(zhǔn)寬度,—兩罐籠中心距,采用鋼絲繩罐道時(shí),從《礦井提升設(shè)備》中表1－2查得；—兩滾筒之間間隙,查得型提升機(jī)。 計(jì)算最大內(nèi)偏角 （722）以上兩個(gè)偏角均符合《煤礦安全規(guī)程》的要求。根據(jù)以上計(jì)算，鋼絲繩的內(nèi)、外偏角及下出繩角均符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。7．6．1 估算電動(dòng)機(jī)功率 （724）式中 —礦井阻力系數(shù)，罐籠提升?。弧畲笏俣?，；—減速器效率，二級(jí)傳動(dòng)取；—?jiǎng)恿ο禂?shù)，罐籠提升取。7．6．3 初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)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(guò)載系數(shù)：。在提升開(kāi)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(jiǎn)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)。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。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。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。本礦是采用罐籠提升，因?yàn)楣藁\提升無(wú)卸載曲軌的限制，故無(wú)需初加速階段，開(kāi)始就以較大的主加速度加速，為了提高停車(chē)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(guò)。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。上式中、是按上述所計(jì)算出來(lái)的。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(jiǎn)化計(jì)算、簡(jiǎn)化控制，就取。這對(duì)控制是方便的。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。通過(guò)計(jì)算表明，這時(shí)屬于電動(dòng)機(jī)方式減速。第一是由于運(yùn)送人員減速度不能過(guò)大；第二是靜力平衡系統(tǒng)，減速階段阻力與提升開(kāi)始瞬間靜阻力相同。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)。對(duì)正常的減速階段也是不會(huì)產(chǎn)生超前滑動(dòng)的。 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(chē)，采用五階段速度圖。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(chē)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。甚至也會(huì)出現(xiàn)單獨(dú)上提或單獨(dú)下放的情況。這是符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的。雙層罐籠取休止時(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。因此在下放料石時(shí)，也取加、減速度為。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。一般多在維修班進(jìn)行。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(guò)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)。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)。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。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。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。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(kāi)始時(shí) （751）減速終了時(shí) （752） 爬行階段：爬行開(kāi)始時(shí) （753）爬行終了時(shí) （754） 制動(dòng)停車(chē)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)。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。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。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)。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(lái)（此處從略）?！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。驗(yàn)算內(nèi)容按溫升條件、過(guò)負(fù)荷條件及特殊力條件分別進(jìn)行。 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（）。=。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(lái)驗(yàn)算前面初選的電動(dòng)機(jī)的容量是否合適。上述計(jì)算值，顯然預(yù)選值。 按正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷能力應(yīng)滿足 （759） （760）故符合要求。 電動(dòng)機(jī)特殊過(guò)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。這時(shí)鋼絲繩不會(huì)失重。 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。在礦井生產(chǎn)過(guò)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。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。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(wèn)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數(shù)量