矿机初设计算书.doc

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1、某矿矿机专业计算书.矿山机械.1提升设备本矿为恢复生产矿井，主要开采501矿体和深部521矿体，提升系统采用主斜井-盲斜井两段提升先期开采501矿体，主斜井-盲竖井两段段提升后期开采521矿体。目前矿井已有一条主斜井和盲斜井，盲竖井为新开拓提升井。两个提升系统分别担负前后期全矿矿石、废石、人员、设备等混合提升任务,目前主斜井提升已装备一台全新JTK1600/1224型单卷筒绞车，卷筒直径1.6m、卷筒宽度1.2m、最大静张力40kN、减速比24，配套电机JR127-8型，130kW、380V、723r/min，DG2=57kgm2，最大提升速度2.52m/s。目前井口至绞车距离约70m，无固定

2、天轮，用直径300mm钢管做钢丝绳导向用。.1.1主斜井提升设备校核 1.校核依据矿井年产量：5万t/a井口标高：+170m 井底标高：+120m井筒倾角：23井筒斜长：128m 废石量：0.75万t/a矿车：采用0.7m3侧卸式矿车，矿车自重490kg，最大载重1800kg矿车装满系数：0.85矿石散重：2.0t/m3人车：XRC10-6/6型，单节头车，头车自重1650kg，乘员10人，确定限乘8人，适用倾角630，最大速度4m/s。最大班下井人员：30人斜井提升矿井阻力系数：容器 sin23+0.01cos23=0.4 钢丝绳 sin23+0.25cos23=0.621车场形式：井上平车

3、场，井下甩车场提升方式：斜井单钩串车提升工作制度：每年工作300天，每天三班生产，最大班混合提升时间不超过6h。2.一次提升矿车数(1)矿车有效载重 Q=0.8520000.7=1190kg(2)小时提升量 式中：C不均衡系数 1.25 A1年提升量T1年工作日数T2日工作小时数，每班提升矿石、废石按3h(3)估算一次提升时间 (4)一次需要提升矿车数取2辆(5)按矿车连接器校核一次需要提升矿车数式中：6000矿车钩头拉力kgf确定上段主斜井一次提2辆矿车。3.提升系统(1)提升长度 L=8+128+4=140式中：8m上井口至停车点距离4m井下甩车道摘挂钩增加距离4.钢丝绳选型(1)终端荷重

4、矿石：QZ=2(1190+490)0.4=1344kg人员：Qr=(1650+758)0.4=900kg(2)钢丝绳单重采用16NAT619S+FC1570ZS型钢丝绳直径=16mm、丝径=1.0mm、单重P=0.921kg/m、钢丝破断拉力Qp=161.5kN。(3)校核钢丝绳安全系数矿石： 人员： 钢丝绳满足要求。5.提升设备校核卷筒直径：Dg=8016=12801600mmDg=12001.0=12001600mm最大静张力：Fmax=1344+0.9211280.621=1417kgf=13.9kN最大静张力差：同最大静张力目前JTK1600/1224型矿井单绳绞车满足使用要求。6.提

5、升运动学（七阶段速度图）起动初加速度： a1=0.3m/s2起动初速度： V1=1.5m/s 初加速度时间： 初加速度距离： h1=0.51.55=3.75m初等速度距离： h2=3m初等速度运行时间：t2=3/1.5=2s正常加速度： a3=0.4m/s2正常加速度运行时间：正常加速度运行距离：h3=0.5(2.52+1.5)2.6=5.2m正常减速度： a5=0.4m/s2正常减速度运行时间：正常减速度运行距离：h5=0.5（2.52+0.5）5=7.6m等速爬行距离： h6=3m等速度运行时间： t6=3/0.5=6s末减速度： a7=0.3m/s2末减速度时间： 末速度距离： h7=0

6、.50.51.67=0.4m等速度距离： h4=140-3.75-3-5.2-7.6-3-0.4=117.05m等速度运行时间： t4=117.05/2.52=46.4s一次纯提升时间:T=5+2+2.6+46.4+5+6+1.67=68.6769s休止时间：40s一次全提升时间： Tq=2(69+40)=218s5.提升能力提升能力见主斜井最大班提升时间平衡表。 主斜井最大班提升时间平衡表序号项目单位每班提升量每次提升量每班提升次数一次提升时间（s）每班提升时间（h-min-s）1下井人员30842180-14-322升井人员15822180-7-16矿石t562.38242181-27-1

7、22废石t92.3822180-7-163设备次12180-3-384火药或雷管次12180-3-385其它102180-36-206合计362-39-52提升能力满足要求。6.提升动力学(1)提升系统变位质量提升系统变位重量： 矿车 2490 980矿石 21190 2380提升机 7000 钢丝绳 0.921200 184天轮 222 电动机 12825 23591提升系统变位质量：(2)各阶段运动力计算重物上提：t1阶段加速开始：F1=1.11344+1400.9210.621+24070.3=2281kg=22.3kNt1阶段加速终了：F1=1.11344+(140-3.75)0.92

8、10.621+24070.3=2278kg=19.6kNt2阶段等速开始：F2=1.11344+(140-3.75)0.9210.621=1556kg=15.3kNt2阶段等速终了：F2=1.11344+(140-3.75-3)0.9210.621=1555kg=15.2kNt3阶段加速开始：F3=1.11344+(140-3.75-3)0.9210.621+24070.4=2517kg=24.7kNt3阶段加速终了：F3=1.11344+(140-3.75-3-5.2)0.9210.621+24070.4=2514kg=24.6kNt4阶段等速开始：F4=1.11344+(140-3.75-

9、3-5.2)0.9210.621=1552kg=15.2kNt4阶段等速终了：F4=1.11344+(140-3.75-3-5.2-117.05)0.9210.621=1485kg=14.5kNt5阶段减速开始：F5=1.11344+(140-3.75-3-5.2-117.05)0.9210.621-24070.4=522kg=5.1kNt5阶段减速终了：F5=1.11344+(140-3.75-3-5.2-117.05-7.6)0.9210.621-24070.4=516kg=5.1kNt6阶段等速开始：F2=1.11344+(140-3.75-3-5.2-117.05-7.6)0.9210

10、.621=1479kg=14.5kNT6阶段等速终了：F2=1.11344+(140-3.75-3-5.2-117.05-7.6-3)0.9210.621=1479kg=14.5kNT7末减速度阶段：F2=1.11344+(140-3.75-3-5.2-117.05-7.6-3-04)0.9210.621-24070.4=515kg=5kN7.电动机选型(1)FI2tI FI2tI=A+B+C+D+E+F+G G=51521.67=442926 FI2tI=A+B+C+D+E+F+G=162632442(2)等效时间 Td=0.5(5+2+2.6+5+6+1.67)+46.4+40=71s(3

11、)等效力 (4)等效容量 130kW目前采用的JR127-8型交流电动机，130kW、380V、723r/min、满足使用要求。.1.2 盲竖井提升设备 盲竖井为新开拓竖井，承担矿井30m、0m、-40m以及下部521矿体的矿石、废石、人员、设备等混合提升任务。1.设计依据 盲竖井年提升矿石量：5万t/a废石量：0.75万t/a井口标高：+120.00m井底进出车标高：-260.00m提升高度：Ht=120+260=380m矿车：采用0.7m3侧卸式矿车，矿车自重710kg，最大载重1800kg矿车装满系数：0.85矿石、废石散重：2.0t/m3最大班下井人员：30人罐道形式：钢轨罐道，采用3

12、8kg/m钢轨工作制度：每年工作300天，每天三班生产，最大班混合提升时间不超过6h。2.选择罐笼，确定提升方式(1)矿车有效载重 Q=0.8520000.7=1190kg(2)小时提升量 式中：C不均衡系数 1.25 A1年提升量T1年工作日数T2日提升小时数，每班提升矿石、废石按3h(3)估算一次提升时间（按带平衡锤提升） 估算一次提升时间（按双罐笼提升） (4)一次需要提升矿车数 平衡锤提升配双层罐笼 单层罐笼双罐笼提升确定提升方式为-260m中段双罐笼提升，30m、0m、-40m中段单罐笼提升，另一个罐笼空运行，相当于平衡锤。提升容器采用2#罐笼，自重1988kg，最大载重量2000k

13、g，乘人数8人，罐笼本体外形尺寸（长宽高）180013002800，38kg/m钢轨罐道罐耳。3.提升系统(1)防撞挡梁低面高度 Hf=2.8+11=13.8m式中：2.8m罐笼本体高度 11m过卷高度（包括下长材料预留5m高度）(2)井架高度(井口至天轮中心) Hj=13.8+3.2=17m式中：3.2m防撞梁底面至天轮中心高度(3)井底防撞挡梁高度Hjf=11-1=10m式中：1m下降容器超前上升容器进入楔形罐道距离4.钢丝绳选型(1)钢丝绳悬垂高度Hx=17+380=397m(2)终端荷重矿石：Q=1988+(710+1190)=3898kg人员：Q=1988+875=2588kg(3)

14、钢丝绳单重：选用24NAT6V30+FC1670型钢丝绳，24mm、1.7mm P=2.29kg/m、QP=367.2kN。(4)校核钢丝绳安全系数矿石： 人员： 钢丝绳满足要求。5.提升机选型卷筒、天轮直径：Dg = 2460=1440mm Dg = 1.7900=1530mm最大静张力：Fmax=(3898+2.29397)9.8=4807kgf=47.1kN最大静张力差：Fc=710+1190+ 2.29380=2770kgf=27.1kN根据计算，盲竖井提升确定选用2JK-2.51.5/11.5A型双卷筒单绳提升机，主要技术参数如下：卷筒直径： Dg=2500mm卷筒宽度： B=150

15、0mm卷筒个数： 2个天轮直径： Dt=1600mm 天轮个数： 2个最大静张力： Fmax=90kN最大静张力差：Fc = 55kN减速器速比： i=11.5验算卷筒缠绳宽度（单层缠绕）卷筒缠绳宽度满足要求。6.初选电动机最大提升速度初选电动机初选YR4001-6型交流电动机，220kW、6kV、979r/min、GD2=14kgm2 7.提升运动学（采用五阶段速度图）加速度阶段： a1=0.6m/s2加速度阶段时间： 加速度阶段距离： h1=0.56.410.7=34.2m减速度阶段： a3=0.6m/s2减速度阶段时间： 减速度阶段距离： h3=0.5(6.4+0.5)9.83=33.9

16、m爬行速度： V4=0.5m/s爬行距离： h4=2.5m爬行时间： 末减速度： a5=0.4m/s2末减速度时间： 末减速度距离： h5=0.50.51.25=0.31m等速度阶段距离： h2=380-34.2-33.9-2.5-0.31=309.1m 等速度阶段时间： 休止时间： 人员（8+10）=18s 矿石 30s 人工推车 设备、材料 40s 长材 1200s/次一次纯提升时间：Tc=10.7+48.3+9.83+5+1.2575s一次全提升时间：人员 Tr=75+18=93s 矿石 Tk=75+30=105s 设备、材料 Tc=75+40=115s 长材 Tcc=780+1200=

17、1980s 爆破材料 Tb=75+60=135s提升运动学见提升速度图。8.提升能力提升能力见盲竖井最大班提升时间平衡表。盲竖井井最大班提升时间平衡表序号项目单位每班提升量每次提升量每班提升次数一次提升时间（s）每班提升时间（h-min-s）1下井人员3086930-9-182升井人员1583930-4-39技检人员3930-4-393矿石t561.19471051-22-154废石t91.1981050-13-50材料次51150-9-355设备次21150-3-506爆破材料次21350-4-307长材料次219801-6-08其它101050-17-30合计883-36-69.提升动力学

18、 (1)提升系统变位重量： 罐笼 21988=3976 矿石 1190 矿车 710 钢丝绳 4602.29=1053 提升机 17430 天轮 2222=444电动机 25699 提升系统变位质量：(2)各阶段运动力计算(空罐笼不配车)加速开始：F1=1.21900+2.29380+26220.6=4723kg =46.3kN加速终了：F2=1.21900+2.29(380-234.2)+ 26220.6=4567kg=44.8kN等速开始：F3=1.21900+2.29(380-234.2)=2994kg =29.3kN等速终了：F4=1.21900+2.29380-2(34.2+309.

19、1)=1578kg=15.5kN减速开始：F5=1.21900+2.29380-2(34.2+309.1)-26220.6=5kg=0.05kN减速终了：F6=1.21900+2.29380-2(34.2+309.1+33.9)-26220.6=-151kg=-1.5kN爬行开始：F7=1.21900+2.29380-2(34.2+309.1+33.9)=1423kg=13.9kN爬行终了：F8=1.21900+2.29380-2(34.2+309.1+33.9+2.5) =1411kg =13.8kN停车阶段：F9-10=1.21900-26220.4=1231kg=12.1kN提升动力学见

20、力图。10.电动机选型(1)FI2tI FI2tI=A+B+C+D+E E=123121.25=1894201 FI2tI=A+B+C+D+E=503338619(2)等效时间 Td=0.5(10.7+4+5+1.25)+49.9+30=69.2s(3)等效力 (4)等效容量 确定采用的JR128-6型交流电动机，215kW、380V、979r/min、=1.8。(5)校核电动机过载能力：电动机额定出力 校核过载系数 /=0.851.8=1.53电动机过载能力满足要求11.钢丝绳偏角上绳仰角： 28552下绳仰角： 322345上绳弦长：33341mm下绳弦长：33281mm.1.3 盲斜井提

21、升设备盲斜井提升用于将501矿体矿石通过90m、60m中段提至120m中段，然后通过主斜井提升至地面。目前盲斜井已有一台JT0.8型绞车，卷筒直径800mm，卷筒宽度600mm、最大静张力1500kN、减速比30，配套电机30kW、380V、975r/min，最大提升速度1.35m/s。.1.1主斜井提升设备校核 1.校核依据矿井年产量：5万t/a井口标高：+120m 井底标高：+60m井筒倾角：20井筒斜长：175m 废石量：0.75万t/a矿车：采用0.7m3侧卸式矿车，矿车自重710kg，最大载重1800kg矿车装满系数：0.85矿石散重：2.0t/m3人车：XRC10-6/6型，单节头

22、车，头车自重1650kg，乘员10人，确定限乘8人，适用倾角630，最大速度4m/s。最大班下井人员：30人斜井提升矿井阻力系数：容器 sin20+0.01cos20=0.351 钢丝绳 sin20+0.25cos20=0.577车场形式：井上平车场，井下甩车场提升方式：斜井单钩串车提升工作制度：每年工作300天，每天三班生产，最大班混合提升时间不超过6h。2.一次提升矿车数(1)矿车有效载重 Q=0.8520000.7=1190kg(2)小时提升量 式中：C不均衡系数 1.25 A1年提升量T1年工作日数T2日工作小时数，每班提升矿石、废石按3h(3)估算一次提升时间 (4)一次需要提升矿车

23、数取2辆(5)按矿车连接器校核一次需要提升矿车数式中：6000矿车钩头拉力kgf确定暗斜井一次提2辆矿车。3.提升系统(1)提升长度 L=8+175+4=187m式中：8m上井口至停车点距离4m井下甩车道摘挂钩增加距离 (2)钢丝绳偏角 提升系统采用游动天轮，提升钢丝绳偏角能够保证800mmDg=9001.0=900800mm最大静张力：Fmax=1344+0.9211750.577=1437kgf=14.1kN最大静张力差：同最大静张力目前JT0.8型矿井绞车不能满足使用要求，重新选择JTK1200/1028型绞车，主要技术参数如下：卷筒直径： Dg=1200mm卷筒宽度： B=1000mm

24、卷筒个数： 1个天轮直径： Dt=1000mm 采用游动天轮 天轮个数： 1个最大静张力： Fmax=25kN减速器速比： i=28配套电机：YR280S-6型，75kW、380V、975r/min提升速度； 2.2m/s验算卷筒缠绳宽度（双层缠绕）卷筒缠绳宽度满足要求。6.电动机校核电动机满足要求。.2 通风设备选型本矿采用两翼对角抽出式通风系统，由主斜井进风，通过盲斜井、盲竖井进入各生产中段，再经天井进入采矿工作面，污风由回风天井经东风井、西风井排出地表。.2.1 东风井通风设备选型1.设计依据风量Q=16m3/s 负压 H=171Pa。2、通风机必须的能力 风量： Q=161.15=18

25、.4m3/s; 负压： H=171+150=321Pa。式中： 1.15漏风系数 150Pa附加阻力损失根据计算,选用K40-6-12型轴流通风机一台，电动机为内装式。该型号通风机可露天安装，反风方式为反转反风，反风量达正风量60%以上。考虑通风机运行可靠性，另备一台同型号电机。3.通风机工况点Q=18.4m3/s、H=321Pa、=80%、=+2、n=980r/min。4.电动机功率 采用两台Y160L-6型电动机，一台工作，一台备用，11kW、380V、980r/min。.2.2 西风井通风设备选型1.设计依据风量Q=24.5m3/s 负压 H=394Pa。2、通风机必须的能力 风量： Q

26、=24.51.15=28.2m3/s; 负压： H=394+200=594Pa。式中： 1.15漏风系数 200Pa附加阻力损失根据计算,选用K54-6-16型轴流通风机一台，电动机为内装式。该型号通风机可露天安装，反风方式为反转反风，反风量达正风量60%以上。考虑通风机运行可靠性，另备一台同型号电机。3.通风机工况点Q=28.2m3/s、H=594Pa、=76%、=-5、n=980r/min。4.电动机功率 采用两台Y225M-6型电动机，一台工作，一台备用，30kW、380V、980r/min。.3 排水设备选型本矿井下设三座排水泵站，分别位于-260m中段，-40m中段，+120m中段车

27、场附近，排水总系统由以下子系统构成：-260m泵站通过盲竖井将本中段涌水排至+120m水仓；-40m泵站通过盲竖井将本中段涌水排至+120m水仓；+120m泵站通过主斜井将全矿涌水排至地面蓄水池。.3.1 -260m泵站排水设备选型1.设计依据井口标高：+120m井底标高：-260m正常涌水量：150m3/d最大涌水量：300m3/d2.水泵必须能力正常涌水量：Q=150/20=7.5m3/h最大涌水量：Q=300/20=15m3/hH=1.1（120+260+4）422m选用 DG46-509型水泵三台，Q=46m3/h，H=450m，=63%，n=2950r/min。正常、最大涌水量时一台

28、工作，一台备用，一台检修； 3.排水管路1）排水管直径 盲竖井井筒内设置两趟排水管路，一趟工作，一趟备用，采用1086无缝钢管。4.电动机选型由于排水扬程422m，工况点右移，对应流量50m3/h 水泵轴功率： 电动机功率： 采用Y315S-2型电动机，110kW、380kV,2950r/min。5.水泵每天工作小时数正常涌水量时：最大涌水量时：.3.2 -40m泵站排水设备选型1.设计依据井口标高：+120m井底标高：-40m正常涌水量：75m3/d最大涌水量：150m3/d2.水泵必须能力正常涌水量：Q=75/20=3.75m3/h最大涌水量：Q=150/20=7.5m3/hH=1.1（1

29、20+40+4）180m选用 150QJ10-200/28型潜水泵三台，Q=10m3/h，H=200m，=53%，n=2950r/min，配套潜水电机11kW、380V、2820r/min。正常、最大涌水量时一台工作，一台备用，一台检修； 3.排水管路1）排水管直径 盲竖井井筒内设置两趟排水管路，一趟工作，一趟备用，采用575无缝钢管。4.电动机校核 由于排水扬程180m，工况点右移，对应流量11.5m3/h水泵轴功率： 电动机功率： 潜水电机满足要求。5.水泵每天工作小时数 正常涌水量时： 最大涌水量时：.3.3 +120m泵站排水设备选型1.设计依据井口蓄水池标高：+180m井底标高：+1

30、20m正常涌水量：265m3/d （-260m、-40m及本中段涌水）最大涌水量：530m3/d （-260m、-40m及本中段涌水）2.水泵必须能力正常涌水量：Q=265/20=13.3m3/h最大涌水量：Q=530/20=26.5m3/hH=1.15（180-120+4）74m选用 200QJ20-81/6型潜水泵三台，Q=20m3/h，H=81m，=66%，n=2850r/min，配套潜水电机9.2kW、380V、2850r/min。正常涌水量时一台工作，一台备用，一台检修；最大涌时两台工作，一台备用。3.排水管路1）排水管直径 盲竖井井筒内设置两趟排水管路，一趟工作，一趟备用，采用89

31、4无缝钢管。4.电动机校核 由于排水扬程74m，工况点右移，对应流量22m3/h水泵轴功率： 电动机功率： 潜水电机满足要求。5.水泵每天工作小时数正常涌水量时： 最大涌水量时： .3.4 盲竖井井底水窝排水设备选型盲竖井井底设置两台潜水泵，一台工作，一台备用，用于将水窝涌水排至-260m水仓。水窝水泵选用 150QJ10-50/7型潜水泵三台，Q=10m3/h，H=50m，=63%，n=2820r/min，配套潜水电机3kW、380V、2820r/min。.4 压缩空气设备 本矿井爆破采用凿岩机钻孔，空气压缩机站设在矿井工业场地内，目前已有两台6m3/min风冷空气压缩机，Q=6m3/min

32、，PN=0.8MPa，配套电机40kW、380V，目前设备完好。1.全矿最大耗气量全矿压缩空气耗气量见气动设备同时工作耗气量统计表。气动设备同时工作耗气量统计表序号风动工具名称数量每台耗气量m3/min同时使用系数磨损系数同时工作耗气量m3/minNQ台K同K磨NQ台K同K磨1SP45凿岩机2511.11127655凿岩机123.20.851.135.93合计46.92、空气压缩机设备选型全矿最大耗气量 Qmax=1.051.031.146.9=55.8 m3/min根据全矿最大计算耗气量，确定选用三台OG(F)D-19.8/8型风冷螺杆式空气压缩机Q=19.8m3/min，PN=0.8MPa，配套电动机110kW、380V，与原有两台6m3压缩机作为备用。 空气压缩机站增设三台3m3储气罐。3、压缩空气管路地面、主斜井井筒及井下压缩空气管路长度约1500m，干管采用1594无缝钢管，井下支管采用1084、574无缝钢管，管路连接方式采用CDU快速接头。