主斜副立井提升设备选型毕业设计论文

前言阳城县南坪煤矿是隶属于山西煤销阳城公司管辖的矿井,矿井位于阳城县西北部，在芹池镇境内，距县区17km。

北邻小西煤业，南临竹林山煤业。

本井田属沁水煤田，丘陵地带，地面水系对井下无大的影响;具体位于九里山向斜的东南翼边缘，总体上为一单斜构造，地层走向NE45，渐转至SW220，地层倾角浅部较陡40-50，局部为65-75，中深部变缓20-45，深部(-1000m以下)5-10。

断裂构造较发育，主干断层分布在浅部，深部不发育，井田内中深部发育2个向斜构造，全井田无岩浆侵入。

主要可采的煤层为三、九煤，其中三层煤为较稳定煤层，九层煤为稳定煤层,开采上限为-90m水平，开采下限-900m 水平，井田平均走向长3.6km，平均倾斜宽1.63km，井田开采面积5.87k㎡。

本井田可采储量为1962.44万吨。

煤尘无爆炸性，煤层无自然发火性，矿井涌水量一般，瓦斯含量较低，属低瓦斯矿井。

本矿设计能力为60万吨/年，服务年限为23年。

由于矿井的表土层较厚，故采取主斜副立开拓，上、下山开采，水平标高为-260米、-430米，开采上限为-50米，下限为-900米。

大巷采用集中运输大巷，布置在煤层底板的稳定岩层中，两层间使用集中石门联系。

工作面采用单一煤层一次采全高的走向长壁采煤法。

顶板管理采用全部跨落法。

矿井布置一个工作面正常生产，一个备用工作面，工作面年产量为54万吨，矿井年产量为60万吨。

矿井通风为中央边界式通风，由主、副井进风，回风井单独回风，通风方式为抽出式。

采用主斜副立运输提升系统。

矿山运输与提升是煤炭生产过程中不可少的重要生产环节；有人把矿山运输与提升形象的比作矿山生产的动脉和咽喉。

从安全生产的角度看，矿山运输与提升事故占很大比例，据统计，有四分之一以上的安全事故发生运输与提升的环节，仅次于顶板事故而居第二位。

轻者，影响煤炭产量，重者，则会危及人身安全。

因此，煤矿安全生产离不开运输与提升的安全。

从经济角度看，矿山运输与提升费用在生产成本中占的很大的比例，因为地面及井下运输与提升设备很多，从事运输和卸载的工人数几乎占全矿工人的一半。

因此，正确的配置运输与提升设备及合理阻止运输与提升工作，对提高煤炭的产量，降低成本和提高工人劳动生产率有着重要的作用。

从人员上下井消耗时间来看，工人从入井到采掘工作面作业地点往往需要1-1.5h。

有的要爬斜坡、上下山、体力消耗很大，工作耐力受到很大的影响，这种损失是无形的巨大的。

因此，开发和选用先进的辅助运输系统，对于煤矿实现高产高效和提高矿井生产的安全性具有重要意义。

井工矿井提升设备选型目录摘要 (5)第一章井工矿井提升设备的结构和工作原理 (6)第一节主要组成部分 (6)1.提升机 (6)2.提升钢丝绳 (11)3.提升容器 (12)4.井架与天轮 (14)第二节矿井提升设备的工作原理 (15)二章副井提升设第备选型计算 (17)第一节罐笼的选择 (17)1.确定合理的经济速度mV (17)2.估算一次提升循环时间'xT (17)3.提升容器的选择 (18)第二节选择提升钢丝绳 (19)1.单绳端荷重 (20)2.钢丝绳悬垂长度 (20)3.钢丝绳单位长度质量 (20)4.钢丝绳安全系数校核 (21)5.钢丝绳的使用与维护 (21)6.钢丝绳的检查和试验 (21)第三节选择提升机和天轮 (22)1.提升机卷筒直径D (22)2.实际需要卷筒的容绳宽度 (23)3—摩擦圈数 (23)4.钢丝绳实际最大静张力的校验 (23)5.钢丝绳实际最大静张力差的校验 (23)6.天轮的选择 (23)第四节提升机与井筒相对位置的计算 (24)1.确定井架高度 (24)2.计算卷筒中心至井筒中钢丝绳间的水平距离 (24)3.计算钢丝绳弦长 (24)4.内外偏角α1α2的计算 (25)第五节预选提升电动机 (26)1.估算电动机的功率 (26)2.确定电机额定转数与电动机额定功率 (26)3.提升机实际最大提升速度 (27)4.提升系统变为质量的计算 (27)第六节运动学参数计算 (27)1.主加速度a的确定 (28)12.减速度a的确定 (28)33.爬行速度和距离 (29)4.速度图计算 (29)第七节动力学参数计算 (30)第八节电动机容量校验 (31)1.电机温升验算 (31)2.电动机等效功率的计算 (31)3.工作过负荷校验 (32)4.特殊过负荷校验 (32)第九节电耗及效率计算 (32)第十节副井提升平衡作业表 (33)第三章矿井提升设备的使用和维护 (33)第一节矿井提升设备的操作 (33)一、采区提升设备的操作 (33)第二节提升设备的使用和维护 (34)结束语 (35)参考资料 (35)致谢 (36)摘要阳城县矿产丰富，尤其以煤炭生产量最大，占到全县财政收入的90%，且全部为井下开采方式开采，需要通过一系列运输提升设备提到地面以实现其使用价值。

作为生产的基本环节，提升、运输设备的合理结构和设计，安全经济运行和科学管理维护，直接关系到矿井生产能力及技术经济指标。

矿井提升需要用一些专用的提升设备，是矿山较复杂而庞大的机电设备，它不仅承担物料的提升与下放任务，同时还上下人员。

矿井提升设备是沿井筒（包括斜坡和盲井）升降人员，提升煤炭、矿石、器材的机械设备。

主要组成部分是：提升容器，提升钢丝绳，提升机，井架及装卸载设备等。

本设计主要对矿井生产所用的提升设备的选型进行的一次合理选择。

分三章就以上设备的选型计算方法进行系统论述。

关键词：井工矿井提升设备选型第一章井工矿井提升设备的结构和工作原理第一节主要组成部分1.提升机矿井提升机是矿井提升设备中的动力部分，由电动机、减速器、主轴装置、制动装置、深度指示器、电控系统和操纵台等组成。

我国目前广泛使用的提升机可分为两大类：单绳缠绕式提升机（分为小绞车（滚筒直径2m以下）和提升机）和多绳摩擦式提升机及内装饰提升机一、单绳缠绕式提升机单绳缠绕式提升机的工作原理：把钢丝绳的一端固定到提升机的滚筒上，另一端饶过井架上的天轮悬挂提升容器。

这样，利用滚筒转动方向不同，将钢丝绳缠上或松放，以完成提升或下放容器的工作。

按滚筒数目不同，单绳缠绕式提升机有单滚筒和双滚筒提升机两种。

双滚筒提升机在主轴上装有两个滚筒，其中一个与主轴用键固定连接，称为固定滚筒或死滚筒；另一个滚筒滑装在主轴上，通过调绳离合器与主轴连接，称为游动滚筒或活滚筒。

将两个滚筒做成这种结构的目的，是为了在需要调绳及更换提升水平时，两个滚筒可以有相对运动。

单滚筒提升机只有一个滚筒，一般用于单钩提升。

型号意义：1、主轴装置（1）作用1）缠绕提升钢丝绳；2）承受各种正常载荷，并将载荷经轴承传给基础；3）承受在各种紧急事故下所造成的非常载荷；（一般要求在非常载荷作用下，主轴装置的各部分不应有残余变形。

）4）当更换提升水平时，调节钢丝绳的长度（仅限双滚筒提升机）。

（2）结构主轴装置包括滚筒、主轴、主轴承及调绳离合器（双滚筒特有）等。

滚筒的筒壳通过轮辐、轮毂用键和轴固定（固定滚筒），筒壳外边一般均设有木衬，木衬上车有螺旋导槽，以便使钢丝绳在滚筒上作规则排列，并减少钢丝绳的磨损。

2m单滚筒只有一个制动盘，而单滚筒2.5m则有两个制动盘。

当单滚筒作双钩提升，左侧钢丝绳为下边出绳，右侧钢丝绳为上边出绳。

单钩提升时为上边出绳，单滚筒由于调绳不方便，为此做成双滚筒。

双滚筒的左滚筒通过调绳离合器与主轴连接。

（3）调绳离合器1）作用使活滚筒与主轴连接或脱开，以便在调节绳长或更换提升水平时，使活滚筒与死滚筒有相对运动。

2）种类调绳离合器可分三种即齿轮离合器、摩擦离合器、蜗轮蜗杆离合器。

JK型提升机采用齿轮离合器。

3）齿轮离合器a、结构（图1-1）图1-1 齿轮调绳离合器b、控制系统图1-2离合器打开：压力油→K管→n→m→s→r（压力油将活塞销顶起，活塞销下端离开轮毂凹槽，解除闭锁，同时使r的空间与j孔相通）→j→i→h→g→f→e→离合油缸左腔；离合油缸右腔→d→c→b→a→L管→油池。

缸体带动外齿轮向左移动，直到与内齿圈脱开。

离合器合上：压力油→L管→a→b→c→d→离合油缸右腔；离合油缸左腔→e→f→g→h→i→j→p→q→s→m→n→K管→油池。

缸体带动外齿轮向右移动，直到与内齿圈啮合。

注意：连锁阀的阀体固定在外齿轮的侧面，阀中的活塞销靠弹簧的作用插在轮毂的凹槽中，可以防止提升机在运转中离合器齿轮因震动等原因自动脱开图1-2调绳离合器的控制系统（三）制动系统作用：1、正常停车2、工作制动3、安全制动4、双滚筒提升机在更换水平、调节绳长或更换钢丝绳时，能闸住游动滚筒。

制动系统由制动器和传动机构组成。

制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的部分，分为盘式和块式；传动机构是控制及调节制动力矩的部分，分为油压、压气、弹簧式。

JK型提升机采用的是液压站与盘式制动器配合构成的盘式制动系统。

1、盘式制动器（1）结构（2）工作原理1）松闸2）抱闸2、液压站（1）作用1）在工作制动时，产生不同的工作油压，以控制盘式制动器获得不同的制动力矩；2）在安全制动时，实现二级安全制动；3）控制调绳装置（2）工作原理图1-31）工作制动2）安全制动3）调绳装置图1-3 液压站工作原理二、多绳摩擦式提升机多绳摩擦式提升机其特点是靠钢丝绳与摩擦轮之间的摩擦力传动。

这种提升机由于具有安全可靠、体积小、质量小，适用于深井提升等优点，在我国矿井提升中得到广泛应用。

三、内装式提升机从提升机的工作原理来看，它亦属于摩擦提升范畴，但它实现了内装。

所谓内装，就是将拖动电机直接装载摩擦轮内部，使电机转子与摩擦轮成为一体。

它把由电动机、减速器和摩擦轮组成的常规式，发展成为省去减速器，而使摩擦轮相当于电动机的转子，主轴相当于电动机定子的高度机电合一的结构新颖的提升机。

2.提升钢丝绳作用：一、钢丝绳的结构组成：钢丝→股+绳芯（纤维绳芯（常用）、金属绳芯）。

材质：1、钢丝为优质炭素结构钢，一般直径为0.4～4㎜。

矿井提升抗拉强度一般采用1700Mpa以下的。

2、钢丝绳表面光面和镀锌（常用于摩擦提升）两种。

钢丝的表面状态标记代号为：光面钢丝，NAT；A级镀锌钢丝，ZAA；AB级镀锌钢丝，ZAB；B级镀锌钢丝，ZBB。

3、绳芯分金属芯纤维芯。

纤维绳芯作用：（1）减少股间钢丝的接触应力；（2）缓和弯曲应力；（3）储存润滑油，防止绳内钢丝锈蚀。

金属绳芯的特点：与相同断面的纤维绳芯相比，金属断面大，抗破断能力大，具有耐横向压力大，不易变形等优点。

但其柔软性差，不耐腐蚀。

绳芯的标记代号：纤维芯（天然或合成的），FC；天然纤维芯，NF；合成纤维芯，SF；金属丝绳芯，IWR；金属丝股芯，IWS。

二、钢丝绳的分类、特点及应用（一）分类及特点1、按钢丝绳的捻法分可分为右交互捻（ZS）、左交互捻（SZ）、右同向捻（ZZ）、左同向捻（SS）四种。