(整理)年产量为60万吨的煤矿矿井设计2300864

年产量为60万吨的煤矿矿井设计

一、绪论

矿山提升设备是矿山运输中的咽喉设备占有特殊地位是井下与地面联系的主要工具。

矿山提升设备的用途是沿井筒提运矿石和废石，升降人员下放材料工具和设备。矿山提升设备在工作中如果一旦发生机械和电气故障就会造成停产甚至人身伤亡。为了保证生产和人员的安全，所以对矿山提升设备要求运行准确，安全可靠，必须配有性能良好的控制设备和保护装置。矿山提升设备的耗电量一般占总耗电量的30%~40%，所以为了降低矿石的成本必须经济合理地选择和使用矿山提升设备。矿山提升设备又是矿井最大的固定设备之一，是一套较复杂的机械—电气机组。

早在公元前，我国劳动人民就用作为提水工具，据记载，800多年前我国的采矿工业就采用辘轳来提升矿石和人员等，以后又发展成畜力提升机。19世纪，随着蒸汽机的出现，资本主义国家采用了蒸汽拖动的矿井提升机(直至目前在国内外一些矿山还能看到)，使提升机的能力大大提高。后来又出现了电动机利用电力拖动机。由于电力拖动无论在效益上还是在使用条件上都优于蒸汽拖动，因此电力拖动提升机迅速取代了蒸汽拖动提升机。随着电动机和电子技术的发展，目前的电力拖动矿井提升机与原始的电力拖动提升机已有很大不同。尤其是近几十年来，微电子和计算机技术的迅速发展，便矿井提升机可以实现全自动化运行，可以记录机器运行参数和各种生产指标以及进行数据综合与处理，并具有为保证设备安全可靠运行的各种保护系统，使提升机运行与整个矿井系统连接，联成一个自动运行系统。

从提升机的结构和品种方面的发展来看，首先出现的是单绳缠绕式圆柱形单筒提升机，1876年德国人戈培利用摩擦原理，制造出单绳摩擦式提升机。这种提升机用一根提升钢丝绳，绳的两端分别各联接一个提升容器，而提升钢丝绳则搭挂在轮上，摩擦轮转动时，轮上的提升钢丝绳因摩擦力而随摩擦轮一起转动，使绳上两端的提升容器一个上升，一个下降，摩擦轮反转时，提升容器运行方向也相反。由于轮提升钢丝绳不缠绕在轮上，提升高度(或距离)与摩擦轮尺寸无直接关系。所以摩擦提升机特别适合于较深矿井中。为纪念戈培的功绩，人们常把单绳摩擦轮式提升机称作“戈培轮式提升机。

以后，随着矿井生产的发展和技术的进步，缠绕式卷筒提升机和摩擦轮式提升机又各有其不同的发展。缠绕式由单筒发展到双筒，为适应提升距离增加和节省电能的需要，又发展了圆锥形、圆柱圆锥形、双圆柱圆锥形及单简可分离式卷筒提升机等不同结构形式。

继1876年戈培轮式提升机问世后，1938年又出现了多绳摩接式矿井提升机，这不仅扩大了摩擦提升机的应用范围，而且使提升机的结构尺寸和提升能力大幅度提高，从而为采用大提升量容器创造了条件，并提高了安全可靠性。但这种提升机真正在世界各国推广使用还是在19世纪50年代以后。

随着世界采矿业的发展，开采深度不断提高。在南非金矿，一次提升高度已达2440m，这对一般单绳缠绕式提升机来说是不能胜任的。即使采用多绳摩擦式提升机也出现过不少尾绳事故。后来又出现了适合超深井的双绳缠绕的布雷尔式提升机。事物是不断发展的，矿井提升机也一样，其类型、结构形式等都在日新月异地向前发展。

目前，矿井提升设备是向体积小，重量轻能力大安全可靠和高度自动化的方向发展。

矿山提升设备的主要组成部分是：提升容器，提升钢丝绳，提升机，井架和天轮以及装卸载附属装置等。

设计计算及说明结果二、选型设计的基本要求

矿井提升设备选型是否合理，直接影响到矿井的安全生产、基建

投资、生产能力和吨煤成本。所以在选型设计之前，必须进行认真的技

术方案比较，使设计方案真正达到技术与经济上的合理。

矿井提升设备的合理设计，主要取决于确定合理的提升系统，即设

计矿井采用几套提升设备、提升设备的类型（单绳缠绕式还是多绳摩擦

使）以及提升式（采用箕斗还是罐笼）。一般情况下，年产量在30万吨

及其以上的大中型矿井，由于提升任务重，可设两套提升设备，主井采

用箕斗提升，副井采用罐笼提升。对于年产量超过180万吨的特大型矿

井，主井可采用两套箕斗提升设备，副井除配备一套提升设备以外，有

时尚需设置一套带平衡锤的单容器提升设备作辅助提升。对于年产量小

于30万吨的矿井可采用两套普通的罐笼提升设备，若一套提升设备能

够完成任务，也可采用一套普通罐笼提升。

对于大中型矿井，决定其提升方式时，还应考虑以下几个因素：

（1）如果煤的品种较多，且要求不同品种分别运出时，应采用罐笼

提升为宜；

（2）如果对煤由块度要求且要求较高时，宜采用罐笼提升；

（3）地面生产系统靠近井口，采用箕斗可简化煤流过程；若远离井

口，并需窄轨运输，则宜采用罐笼提升；

（4）对于采用单容器提升还是双容器提升，主要取决于同时开采的

水平数，对于煤矿多数以单水平开采，故一般采用双容器提升。当多水

平提升时，一般采用单容器加平衡锤的提升系统；

（5）多绳摩擦式提升机具有诸多优点。在立井提升中，一般当年产

量在60万吨及其以上，井深有在300~350m以上时，采用多绳提升

为好。如果井深更大，即使年产量较小，也以多绳摩擦提升为宜。对于

斜井或较浅的立井均应采用单绳缠绕式提升设备。

（6）对于斜井提升方式主要有串车、箕斗和带式输送机三种。串车

一般用于井筒倾角小于25o

的矿井。对于年产量在21万吨及其以下的矿井，一般采用单钩串车提升；当年产量达30万吨，而提升距离较短时，一般采用双钩串车提升。箕斗提升一般用于年产量45万吨以上，井筒倾角大于25o

的矿井，箕斗一般采用后卸式箕斗。带式输送机一般用于产量较大，距离较长的斜井中。

以上仅是一般的设计原则，在具体设计时，必须根据矿井的具体条件，提出若干可能方案，对基本投资、运转费、技术的先进性等诸方面进行技术比较后确定。同时还要考虑到我国提升设备的生产和供应情况，才能确定比较合理的方案。

根据设计的任务要求和具体的生产条件，本设计是针对副井提升设备的选型设计。基于以上的设计原则，本提升设备采用单绳缠绕式双罐笼提升设备。

三、设计依据

1） 矿井年生产量万万60=n A 吨；

2） 提升机工作制度为年工作日y d b r /300=天，每天工作

d h t /14=小时；

3）单水平提升，井筒深度Hs=200m ； 4）井筒直径4.5m

5）箕斗卸载高度为H x =23m ； 6）箕斗装载深度为H z =22m; 7）松散煤的密度为900kg/m 3

; 8） 采用双滚筒单绳缠绕式提升；

四、提升方式的确定

提升方式与井筒开拓、井上下运输等环节都有着密切关系。因此在新井设计时，对提升方式要全面综合考虑。在合理确定提升方式时，原则上要考虑以下诸因素：