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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
畢業(yè)生姓名
：
專業(yè)
：
學(xué)號(hào)
：
指導(dǎo)教師
所屬系（部）
：
二〇xx年五月
任務(wù)書(shū)
畢業(yè)生
姓名
專業(yè)
指導(dǎo)教師
姓名
類別
學(xué)號(hào)
班級(jí)
職稱
外聘、√本校
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
120萬(wàn)噸立井開(kāi)采煤礦固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備的選型計(jì)算
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的原始數(shù)據(jù)資料
1、 礦井可采煤層為9#，煤層傾角2°-4°。厚度3.3米，原封煤容重1.34噸/米3，散煤容重1.15噸/米3，該礦井生產(chǎn)能力為120萬(wàn)噸/年，年工作日300天，日提升14小時(shí)，采用“四六”工作制，三班出煤，一班檢修。采用雙立井集中開(kāi)采，該礦設(shè)計(jì)兩個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū)各設(shè)置一個(gè)工作面。綜采工作面長(zhǎng)150米，工作面采用MG300-W型雙滾筒型采煤機(jī)，牽引速度0～5.98米/分，截深0.63米，每班割煤兩刀。該礦井主井深270米，裝載高度20米 。卸載高度15米。
2、水文情況：
礦井排水高度為280m，正常涌水量qz=130m3/h。最大涌水量qmax=250m3/h，最大涌水期為65天。
3、礦井通風(fēng)情況：
礦井開(kāi)采初期負(fù)壓為3270Pa，末期為4130Pa，所需風(fēng)量Q=114m3/s。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成主要內(nèi)容：
1、說(shuō)明書(shū)：
（1）、完成井底運(yùn)輸設(shè)備的選型設(shè)計(jì)，
（2）、提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì)
（3）、流體機(jī)械設(shè)備的選型設(shè)計(jì)。
. 2、圖紙：
（1）、提升機(jī)房布置圖
（2）、泵房布置圖
（3）、通風(fēng)機(jī)房布置圖
四、畢業(yè)生應(yīng)提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料要求
1、說(shuō)明書(shū)：
（1）、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)必須打印成冊(cè)；
（2）、同時(shí)提交電子文檔；
（3）、電子文檔的格式是：
①說(shuō)明書(shū)必須是Word．DOC和EXCEL．Xls
②圖紙?zhí)峤坏碾娮游臋n資料必須是AUTOCAD．dwg的格式。
（4）、郵箱地址（E-Mail）：yqgxe @163.com
2、圖紙：
（1）、提升機(jī)房布置圖————1張（A0）
（2）、泵房布置圖————1張（A0）
（3）、通風(fēng)機(jī)房布置圖————1張（A0）
注意：手工繪圖不得少于三分之二，其余為AUTOCAD．Dwg繪制。
（二）、說(shuō)明書(shū)一份————（不少于40頁(yè)）
（三）、電子文檔資料（全部）
五、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排（從第三周起）
序號(hào)
時(shí)間
周次
設(shè)計(jì)任務(wù)完成的內(nèi)容及質(zhì)量要求
1
3月10日~3月16日
第03周
查閱資料，了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作機(jī)理
2
3月17日~3月23日
第04周
運(yùn)輸部分計(jì)算
3
3月24日~3月30日
第05周
提升部分計(jì)算
4
3月31日~4月06日
第06周
流體機(jī)械部分計(jì)算
5
4月07日~4月13日
第07周
草圖繪制
6
4月14日~4月20日
第08周
繪制提升
7
4月21日~4月27日
第09周
繪制流體機(jī)械圖
8
4月28日~5月04日
第10周
設(shè)計(jì)、編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)
9
5月05日~5月11日
第11周
修改說(shuō)明
六、主要參考文獻(xiàn)資料
1、工具書(shū)：
《礦山固定機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 北京 煤炭工業(yè)出版社
2、參考資料：
1、礦山運(yùn)輸機(jī)械 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社
2、礦井提升機(jī)械 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社
3、流體機(jī)械 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社
七、簽字欄
簽 字 欄
畢業(yè)生
姓名
專業(yè)
班級(jí)
要求設(shè)計(jì)工作起止日期
20xx年03月10日~~~20xx年05月11日
教師審核
指導(dǎo)教師（簽字）
日期
20xx年 月 日
教研室主任審查（簽字）
日期
20xx年 月 日
系主任批準(zhǔn)（簽字）
日期
20xx年 月 日
第2頁(yè) 共 2頁(yè)
成 績(jī) 評(píng) 定
指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)
答辯組評(píng)定成績(jī)
綜合成績(jī)
注：評(píng)定成績(jī)?yōu)?00分制，指導(dǎo)教師為30%，答辯組為70%。
專業(yè)答辯組組長(zhǎng)： ?。ê灻?
200 年 月 日
答辯記錄卡
系 專業(yè) 姓名
答 辯 內(nèi) 容
問(wèn) 題 摘 要
評(píng) 議 情 況
記錄員： （簽名）
摘 要
該畢業(yè)設(shè)計(jì)主要由井底運(yùn)輸設(shè)備的選型設(shè)計(jì)（包括：采煤機(jī)的選型、刮板輸送機(jī)的選型、轉(zhuǎn)載機(jī)的選型、皮帶輸送機(jī)的選型、礦用電機(jī)車(chē)及礦車(chē)的選擇和輛數(shù)的確定等）、提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì)（包括：主井提升系統(tǒng)的選型、副井提升系統(tǒng)的選型等）和流體機(jī)械設(shè)備的選型設(shè)計(jì)（包括：中央水泵房的布置及排水方案的確定、水泵的選型和泵臺(tái)數(shù)的確定；通風(fēng)機(jī)房的布置及通風(fēng)機(jī)選型和臺(tái)數(shù)的確定；壓風(fēng)機(jī)房的布置及壓風(fēng)機(jī)的選型和臺(tái)數(shù)的確定等）。
關(guān)鍵詞：運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備 提升機(jī)設(shè)備 排水設(shè)備 流體機(jī)械設(shè)備
目 錄
摘 要 1
第一章 運(yùn)輸部分選型計(jì)算 2
一、計(jì)算條件 2
二、采煤機(jī)的選型 2
1、預(yù)選 2
2、驗(yàn)算 2
三、刮板輸送機(jī)的選型 3
1、預(yù)選 3
1-2 SGD-630/180型刮板輸送機(jī)參數(shù) 3
2、驗(yàn)算 3
(1)運(yùn)輸能力的驗(yàn)算 3
四、順槽用轉(zhuǎn)載機(jī)的選型 7
五、帶式輸送機(jī)的選型 7
1、預(yù)選 7
2、驗(yàn)算 7
六、電機(jī)車(chē)和礦車(chē)的選用 10
1-7 ZK10-9/550型電機(jī)車(chē)參數(shù) 10
1、確定機(jī)車(chē)最高牽引礦車(chē)數(shù) 10
2、電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)計(jì)算 11
第二章 主立井提升設(shè)備選型計(jì)算 13
一、計(jì)算條件 13
二、一次提升量的計(jì)算 13
1、箕斗的選定 13
2、提升鋼絲繩的選擇 14
3、提升機(jī)和天輪的選擇 14
4、提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算 15
5、預(yù)選提升電動(dòng)機(jī) 16
6、提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 17
7、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算 17
8、動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算 20
9、電動(dòng)機(jī)容量校核 21
10、提升電耗及效率 22
第三章 副立井提升設(shè)備選型計(jì)算 23
一、計(jì)算條件 23
二、礦用罐籠的選擇及驗(yàn)算 23
1、選擇提升鋼絲繩和尾繩 24
2、選擇提升機(jī) 26
3、井塔高度的確定 27
4、預(yù)選電動(dòng)機(jī) 27
5、提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 28
6、確定提升加,減速度a1,a3 28
7、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算 30
8、動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算 30
9、電動(dòng)機(jī)功率校驗(yàn) 31
10、防滑校驗(yàn) 31
11、副井作業(yè)平衡表 34
第四章 排水設(shè)備的選型設(shè)計(jì) 37
一、計(jì)算條件 37
二、預(yù)選水泵的型號(hào)與臺(tái)數(shù) 37
1、水泵必須的總排水能力 37
2、水泵所須的揚(yáng)程的估算 37
3、初選水泵 38
三、選擇管路系統(tǒng) 38
1、管路趟數(shù) 38
2、管路材料 38
3、排水管內(nèi)徑 38
4、驗(yàn)算壁厚 39
5、選擇吸水管徑 39
四、計(jì)算管路特性 39
1、管路布置 39
2、估算管路長(zhǎng)度 39
3、阻力系數(shù)Rt的計(jì)算 39
4、管路特性方程 40
5、繪制管路特性曲線4-2 40
4-2管路特性曲線 41
6、電動(dòng)機(jī)功率 41
7、電耗計(jì)算： 42
第五章 通風(fēng)設(shè)備選型 43
一、計(jì)算條件 43
二、風(fēng)機(jī)選型 43
1、計(jì)算風(fēng)源必須產(chǎn)生的風(fēng)量和風(fēng)壓 43
2、選擇風(fēng)機(jī) 43
3、確定通風(fēng)機(jī)的工礦點(diǎn) 43
4、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 45
第六章 空氣壓縮機(jī)的選型設(shè)計(jì) 46
一、計(jì)算條件 46
二、壓縮空氣站供氣量的確定 46
三、估算空壓機(jī)必須的出口壓力 46
四、選擇空壓機(jī)的型號(hào)和臺(tái)數(shù) 47
五、選擇輸氣管管徑 47
六、壓縮空氣站年電耗確定 47
結(jié)束語(yǔ) 48
參考文獻(xiàn) 49
致 謝 51
前 言
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)可能是我學(xué)生生涯最后的一次學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，在此首先感謝學(xué)院和指導(dǎo)老師對(duì)我設(shè)計(jì)的支持和幫助，為我以后的工作打下了一個(gè)有益的基礎(chǔ)。
本設(shè)計(jì)120萬(wàn)噸立井開(kāi)采煤礦固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備選型計(jì)算 ，內(nèi)容涉及較多，設(shè)計(jì)時(shí)間較長(zhǎng)，是一個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，更是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程。通過(guò)前面的實(shí)地實(shí)習(xí)，在老師的努力下收集到了較為齊全和準(zhǔn)確的相關(guān)資料，其中包括了井底運(yùn)輸機(jī)械；主、副井提升設(shè)備及流體機(jī)械設(shè)備的了解，為本次設(shè)計(jì)打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。同時(shí)涉及的參考文獻(xiàn)較多，多數(shù)為十幾年前的老版本，難免存在一些錯(cuò)誤，還望大家見(jiàn)諒。根據(jù)設(shè)計(jì)大綱所要求內(nèi)容，將設(shè)計(jì)分為六章，內(nèi)容主要有三部分，第一部分主要是對(duì)井底運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計(jì),內(nèi)容涉及第一章。二到三章為設(shè)計(jì)的第二部分，也是本次設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，主要是對(duì)主、副井的提升系統(tǒng)，選擇合理的提升設(shè)備。最后一部分是流體機(jī)械部分的設(shè)計(jì)，內(nèi)容涉及第四到六章。整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容可靠、數(shù)據(jù)可信。若存在問(wèn)題，希望各位評(píng)審老師批評(píng)指正。
第一章 運(yùn)輸部分選型計(jì)算
一、計(jì)算條件
礦井年產(chǎn)量： =120萬(wàn)噸/年
煤層傾角： 2～4
可采高度： H=3.3 m
原封煤容重： =1.34 t/m3
散煤容重： =1.15t/m3
工作面長(zhǎng)度： =150 m
年工作日： =300 天
本礦采用“四六”工作制（三班出煤，一班檢修），每班割煤兩刀（礦井以兩個(gè)工作面滿足產(chǎn)量）。
二、采煤機(jī)的選型
采煤機(jī)是機(jī)械化采煤作業(yè)的主要機(jī)械設(shè)備,其功能是落煤和裝煤,采煤機(jī)械分為采煤機(jī)和刨煤機(jī)兩大類,目前應(yīng)用最廣泛的采煤機(jī)是滾筒采煤機(jī).
1、預(yù)選
根據(jù)所提供的原始數(shù)據(jù)資料中所給的煤層厚度及設(shè)計(jì)年產(chǎn)量等信息，可初步選用我國(guó)自行生產(chǎn)的MG300-W型雙滾筒采煤機(jī) 見(jiàn)圖1-1
基本參數(shù)如下表：
電機(jī)功率（kw）
300
適用采高(m)
2.1～3.7m
適用傾角（度）
0～35
截深B(m)
0.63
滾筒直徑（m）
1．6
牽引速度vc (m/min)
0～5.98
1-1 MG300-W型雙滾筒采煤機(jī)參數(shù)
2、驗(yàn)算
（1）理論生產(chǎn)率
=603.30.635.981.3=969.7 t/h
（2）實(shí)際生產(chǎn)率Qm= QtK1K2
=969.70.50.6
=290.91 t/h
式中：
K1——與采煤機(jī)技術(shù)上的可靠性和完備性有關(guān)的系數(shù)，一般為0.5～0.7。這里取0.5
K2——是考慮由于工作面其他配套設(shè)備的影響、處理頂板事故、勞動(dòng)組織不周到等原因造成的采煤機(jī)被迫停機(jī)所占用的時(shí)間系數(shù)，一般為0.6～0.65，這里取0.6
（3）設(shè)計(jì)小時(shí)生產(chǎn)率
=31503.31.340.63/6
=208.9 t/h
式中：——每班工作時(shí)間，h
由以上計(jì)算可知MG-300W型雙滾筒采煤機(jī)符合要求
三、刮板輸送機(jī)的選型
刮板輸送機(jī)是連續(xù)動(dòng)作式運(yùn)輸機(jī)械的一種，由于其機(jī)身低矮，可以彎曲，運(yùn)輸能力大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，能適應(yīng)采煤工作面較惡劣的工作條件。它除了運(yùn)煤外，還能給采煤機(jī)作運(yùn)行軌道；作為移置液壓支架的支點(diǎn)；清理工作面的浮煤；懸掛電纜、水罐、乳化液管等。它是緩傾斜長(zhǎng)壁采煤工作面唯一的運(yùn)輸設(shè)備。
1、預(yù)選
根據(jù)MG300-W型雙滾筒采煤機(jī)的生產(chǎn)能力可初步選用SGD-630/180型刮板輸送機(jī)。見(jiàn)圖1-2
基本參數(shù)如下表：
運(yùn)輸能力
350 t/h
刮板鏈速
0.92m/s
破斷拉力
850KN
中部槽尺寸
(1500630220)mm
1-2 SGD-630/180型刮板輸送機(jī)參數(shù)
2、驗(yàn)算
(1)運(yùn)輸能力的驗(yàn)算
式中：——采煤機(jī)的生產(chǎn)能力，t/h
——中部槽具有的裝載斷面面積
——刮板鏈速度，m/s
——采煤機(jī)牽引速度，m/min
——裝滿系數(shù)，一般小于1，這里取0.9
——散煤容重，kg/m3
中部槽裝煤的可堆積角按300，散煤密度1150 kg/m3，中部槽的裝煤斷面F，按1-3圖所示的形狀，從幾何關(guān)系可求得：
1-3 中部槽物料斷面圖
由上計(jì)算可知,當(dāng)采煤機(jī)的運(yùn)行方向與刮板鏈運(yùn)行方向相同時(shí)，中部槽的裝煤斷面能夠承受。反之，也然。
（2）運(yùn)行阻力計(jì)算
中部槽單位長(zhǎng)度上的裝煤量按鏈速計(jì)算，即
煤在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)=0.6，刮板鏈在槽內(nèi)運(yùn)行的阻力系數(shù)=0.4，計(jì)算重、空段的運(yùn)行阻力。
式中：L——刮板輸送機(jī)長(zhǎng)度，m
——刮板鏈單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg/m
——傾斜角度
（3）刮板鏈張力計(jì)算：
如1-4圖所示，按求出的重段、空段運(yùn)行總阻力和，然后確定刮板鏈的最小張力點(diǎn)。
按逐點(diǎn)計(jì)算法得
2
1
3
4
1-4 雙機(jī)頭驅(qū)動(dòng)刮板輸送機(jī)計(jì)算圖
因下端有驅(qū)動(dòng)裝置，故>
上端有驅(qū)動(dòng)裝置,故>
由0.6-0.4=0.651376-0.416647>0
判定刮板鏈最小張力在“1”點(diǎn)
取最小張力為3000，用逐點(diǎn)計(jì)算法求刮板鏈在各點(diǎn)的張力為：
S1=3000 N
S2= S1+=3000+87933=90933 N
S3- S1=0.6-0.4
因此：S3=50765 N
S4- S1 =0.6（+）
因此：S4=63251.4 N
(4)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算
重載時(shí)的電機(jī)功率
空載時(shí)的電機(jī)功率
電動(dòng)機(jī)軸功率
考慮到采區(qū)特殊情況，很難準(zhǔn)確計(jì)算額外阻力，所以所選電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)增加15～20%的備用量。
因此配備240KW電動(dòng)機(jī)雙頭驅(qū)動(dòng)能滿足需要。
（5）刮板鏈安全系數(shù)，查得1864的C級(jí)圓環(huán)鏈的破斷拉力為410KN，邊雙鏈負(fù)荷分配不均系數(shù)取0.85
經(jīng)以上計(jì)算知，所選輸送機(jī)適用。
四、順槽用轉(zhuǎn)載機(jī)的選型
轉(zhuǎn)載機(jī)一般安裝在綜采工作面與順槽的交接處，將工作面刮板輸送機(jī)運(yùn)出的煤轉(zhuǎn)載到帶式輸送機(jī)上。
根據(jù)所選用的MG-300W型刮板輸送機(jī)的生產(chǎn)能力等相關(guān)整數(shù)可選為SZD-630/75型順槽用轉(zhuǎn)載機(jī)。見(jiàn)圖1-5
其基本參數(shù)如下表：
運(yùn)輸能力(t/h)
450
刮板鏈速（m/s）
0.92
破斷拉力KN
850
規(guī)格（mm）
中部槽尺寸 mm
1500630220
電機(jī)功率KW
75
1-5 SZD-630/75型順槽用轉(zhuǎn)載機(jī)參數(shù)
五、帶式輸送機(jī)的選型
帶式輸送機(jī)是以膠帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的一種運(yùn)輸設(shè)備，它在礦井地面和井下運(yùn)輸中得到極其廣泛的應(yīng)用。
可伸縮帶式輸送機(jī)用于綜合機(jī)械化采煤工作面的順槽運(yùn)輸。由于工作面向前推進(jìn)的速度越來(lái)越快，這樣，拆移順槽中運(yùn)輸設(shè)備的次數(shù)和花費(fèi)的時(shí)間占總生產(chǎn)時(shí)間的比重增大，影響采煤生產(chǎn)力提高，所以采用可伸縮輸送機(jī)可以大大減少順槽輸送機(jī)拆移次數(shù)，充分發(fā)揮綜采設(shè)備的能力。
帶式輸送機(jī)主要根據(jù)輸送能力，巷道長(zhǎng)度等參數(shù)選擇，然后計(jì)算運(yùn)輸能力及相關(guān)參數(shù)，運(yùn)行阻力，輸送帶強(qiáng)度，整機(jī)牽引力及功率。
1、預(yù)選
根據(jù)刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力和順槽長(zhǎng)度可初步選用SDJ-150型便拆裝式帶式輸送機(jī)。見(jiàn)圖1-6
基本參數(shù)如下表：
型號(hào)
運(yùn)輸能力（t/h）
輸送長(zhǎng)度（m）
帶寬（mm）
SDJ-150
630
1000
1000
帶速（m/s）
電機(jī)功率（kw）
機(jī)頭外型尺寸（mm）
1.90
275
475522661615
1-6 SDJ-150型便拆裝式帶式輸送機(jī)參數(shù)
2、驗(yàn)算
（1）輸送帶寬度
按已知條件，取原煤的動(dòng)堆積角為250；原煤的堆積容度按散煤容重950kg/m3計(jì)算，輸送機(jī)的工作傾角取00，傾斜系數(shù)為0，選用帶速1.9m/s，為保證給定的運(yùn)輸能力帶上需具有的堆積橫斷面積為
查《礦山運(yùn)輸機(jī)械》中表（4-12）輸送機(jī)的承載托輥槽角為300，物料的動(dòng)堆積角為250時(shí)，帶寬為1000mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.11670m2,此值大于計(jì)算所需的堆積橫斷面積,據(jù)此選用寬度為1000mm的輸送帶能滿足需要。
經(jīng)如上計(jì)算，確定選用帶寬B=1000mm的680S型煤礦用阻燃輸送帶。輸送帶按qd=15kg/m計(jì)算。
（2）牽引力及運(yùn)行功率
參照類似的帶式輸送機(jī)，取,.
水平運(yùn)輸?shù)淖枇ο禂?shù)取0.022，得
本輸送機(jī)長(zhǎng)1000m，按《礦山運(yùn)輸機(jī)械》中表（4-18）取附加阻力系數(shù)C=1.09，略去特種阻力WT1和WT2，按《礦山運(yùn)輸機(jī)械》中式（4-63）計(jì)算，水平運(yùn)煤的牽引力
由于本機(jī)是水平運(yùn)輸，所以空轉(zhuǎn)功率可不計(jì)算，所需電機(jī)功率，按水平逐煤某時(shí)的牽引力計(jì)算，取
輸送機(jī)水平運(yùn)煤的正功率為：
水平運(yùn)煤的帶式輸送機(jī)，按正功率選電動(dòng)機(jī)15%的備用量，因此N=1.15=74KW
所以可選用75KW的DSB-75型隔煤電動(dòng)機(jī)。
（3）輸送帶張力
a、計(jì)算輸送機(jī)備區(qū)段的運(yùn)行阻力
按SDJ-150型帶式輸送機(jī)的參數(shù)和給定條件，本機(jī)只有重段和空段兩個(gè)直線區(qū)段，重段和空段的主要阻力按下二式計(jì)算
重段:
空段:
b、輸送帶各點(diǎn)的張力
為簡(jiǎn)化計(jì)算，輸送帶繞徑滾筒的兩項(xiàng)阻力按輸送帶的張力增加5%計(jì)算，依逐點(diǎn)計(jì)算法得： S2= S1+Wk= S1+4269
S2= S2+W2-3= S2+ 0.05S2= 1.05S1+1.05Wk=1.05S1+4483
S2= S3+WZh=1.05S1+29514
按式列出滿足摩擦牽引力的張力關(guān)系，。由于本機(jī)為單滾筒驅(qū)動(dòng)，取，膠面驅(qū)動(dòng)滾筒，采區(qū)空氣潮濕，摩擦力備用系數(shù)取，因此代入上式得，S4= 5.34S1,聯(lián)立上式得: S1=6880將S1得值代入上列各關(guān)系式得: S2= 1114.9
S3= 11707
S4=36739
按重段輸送機(jī)帶最大允許重度的要求,重段的最小張力點(diǎn)S3,應(yīng)不小于Smin(重段托輥間距)
所以能滿足要求。
（4）輸送帶強(qiáng)度驗(yàn)算
選用的680S型阻燃輸送帶的拉斷強(qiáng)度為680N/mm。帶寬B=1000mm，可得安全系數(shù)
所以SDJ-150型帶式輸送機(jī)符合要求。
六、電機(jī)車(chē)和礦車(chē)的選用
電機(jī)車(chē)運(yùn)輸是礦井水平巷道長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，它是礦井運(yùn)輸中極為重要的部分。電機(jī)車(chē)具有良好的性能，它運(yùn)行速度快，效率高，維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，成本低，適用于彎道和支線較多的運(yùn)輸巷道，可以作多種運(yùn)輸工作。
根據(jù)年產(chǎn)量及給定礦車(chē)的軌距可初步選用ZK10-9/550型電機(jī)車(chē)。見(jiàn)圖1-7
其基本參數(shù)如下表：
電機(jī)車(chē)粘著質(zhì)量t
軌距
mm
機(jī)械傳
動(dòng)比
制動(dòng)
方式
速度
km/h
電壓
v
牽引力
N
10
900
6．92
機(jī)械
16
550
4330
MGC3.3-9型礦車(chē)基本參數(shù)
裝載量（t）
軌距（mm）
允許牽引力N
自重t
3
900
90000
1.32
1-7 ZK10-9/550型電機(jī)車(chē)參數(shù)
1、確定機(jī)車(chē)最高牽引礦車(chē)數(shù)
（1）按粘著條件計(jì)算，取
（2）按牽引力電動(dòng)機(jī)溫升條件計(jì)算，查得機(jī)車(chē)的長(zhǎng)時(shí)制牽引力Fch=4330N
長(zhǎng)時(shí)制速度vch=16km/h,取，由于兩個(gè)工作面滿足年產(chǎn)量，且Q1= Q2 =Q。列車(chē)往返一次運(yùn)行的時(shí)間T，應(yīng)按加權(quán)平均距離來(lái)計(jì)算。
（3）按制動(dòng)條件計(jì)算，制動(dòng)空行程時(shí)間按t=2s計(jì)，實(shí)際制動(dòng)距離為
（4）確定列車(chē)組成
由上計(jì)算看出，按制動(dòng)條件求得的礦車(chē)數(shù)比另兩個(gè)條件算得的礦車(chē)數(shù)少，因此列車(chē)組成由11輛礦車(chē)組成。
2、電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)計(jì)算
（1）一臺(tái)機(jī)車(chē)，在一個(gè)工作班內(nèi)能往返運(yùn)行的次數(shù)Z1
（2）每班需要運(yùn)送的煤矸石列車(chē)數(shù)Zb,Ab=2667t，K1取0.6，n=11,Ag=200t，（Ag為每班外運(yùn)矸量）
式中：
——運(yùn)輸不均勻系數(shù)，一般取0.6
——矸石系數(shù)
每班用于運(yùn)輸煤需機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)為
考慮備用和檢修的機(jī)車(chē)（當(dāng)時(shí)，）因此，電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)應(yīng)為4臺(tái)。
第二章 主立井提升設(shè)備選型計(jì)算
一、計(jì)算條件
礦井年產(chǎn)量： =120 萬(wàn)噸/年
卸載高度:
主井井深
裝載高度:
礦井提升不均衡系數(shù)： C=1.15
年工作日： =300 天
每天凈提升時(shí)間： =14 h
礦車(chē)型號(hào)： MGC3.3-9固定式礦車(chē)
礦車(chē)自重（kg）
名義載煤量（kg）
容積V(m3)
散煤容重（kg/m3）
13200
3000
3.3
1150
二、一次提升量的計(jì)算
1、箕斗的選定
(1)提升高度
(2)經(jīng)濟(jì)提升速度
(3)一次提升循環(huán)估算時(shí)間
式中：
a----提升加速度,估取a=0.8m/s2
u----箕斗在卸載曲軌內(nèi)爬行時(shí)間,取u=10s
-----箕斗裝卸載時(shí)間,取=10s
(4)小時(shí)提升次數(shù)
(5)小時(shí)提升量As
取提升不均衡系數(shù)C=1.15,提升能力富裕系數(shù)Cf=1.20
(6)一次合理提升量
考慮為以后礦井生產(chǎn)能力加大留有余地,由單犟箕斗規(guī)格表1-3中選擇名義裝載重量為60kN的箕斗,其主要技術(shù)規(guī)格如下:
自 重 Qz=5000N
全 高 Hr=9450mm
有效容積 6.6m3
容器間中心距 S=1870mm
實(shí)際載重量 Q=1.15106.6=75kN
2、提升鋼絲繩的選擇
(1)鋼絲繩最大懸垂長(zhǎng)度Hc
預(yù)估井架高度 Hj=32m, Hc=Hj+H+Hz=32+305+20=357m
(2)估算鋼絲繩每米重力
取鋼絲繩抗拉強(qiáng)度
選取619-1550-40-特-鍍鋅-右交叉捻,其技術(shù)特征為:鋼絲繩直徑d=40mm,繩中最粗鋼絲直徑,鋼絲繩全部鋼絲斷裂力總和Qd=937500N,每米重P=57.17N/m。
(3)鋼絲繩安全系校核
所選鋼絲繩滿足安全要求,合格可用.
3、提升機(jī)和天輪的選擇
(1)提升機(jī)卷筒直徑
據(jù)此選用2JK-3.5/11.5提升機(jī),其技術(shù)特征為:卷筒直徑D=3.5m,卷筒寬度B=1.7m,許用最大靜張力Fjm=170kN,變位重量Gj=297kN,減速器最大輸出扭矩Mnm=300kN.m,兩卷筒間隙a=140mm,兩卷筒中心距S=1870mm。
(2)實(shí)際需要卷筒的容繩寬度
由于
第373條規(guī)定,考慮實(shí)地提升速度低于8m/s,取過(guò)卷高度Hg=8m。 Hj=Hx+Hr+Hg+=15+9.45+8+=33.76m
確定Hj=35m,與預(yù)估值相差不大,未影響鋼絲繩安全性能,故可用。
(2)計(jì)算卷筒中心至井筒中鋼絲繩間的水平距離Ls
(3)計(jì)算鋼絲繩弦長(zhǎng)Lx
提升機(jī)卷筒中心與機(jī)房地平高差0.7m,機(jī)房地平與井口高差0.5m,取Co=1.2m,則
Lx<60m,故不會(huì)引起繩弦強(qiáng)烈跳動(dòng),弦長(zhǎng)合理。
(4)鋼絲繩最大外偏角
(5)鋼絲繩最大內(nèi)偏角
(6)鋼絲繩下出繩角
5、預(yù)選提升電動(dòng)機(jī)
(1)確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù)
考慮到箕斗容積選用較大,故預(yù)定同步轉(zhuǎn)數(shù)=500r/min
(2)預(yù)選電動(dòng)機(jī)功率
由可估定額定轉(zhuǎn)數(shù)=492r/min,則實(shí)際最大提升速度
則電動(dòng)機(jī)功率
式中：
K-----礦井阻力系數(shù),箕斗提升時(shí),K=1.15
-----減速器傳動(dòng)效率,二級(jí)傳動(dòng)=0.85
------動(dòng)力系數(shù),取=1.2
據(jù)以上計(jì)算,選擇YR-800-12/1430繞線型異步電動(dòng)機(jī),其技術(shù)特征如下:額定功率=800kw,=492r/min,電動(dòng)機(jī)效率,過(guò)載能力飛輪慣量GD2=14660N.m2
(3)電動(dòng)機(jī)額定拖動(dòng)力
6、提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量
(1)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量
(2)提升機(jī)(包括減速器)變位質(zhì)量
(3)天輪變位質(zhì)量
(4)鋼絲繩變位質(zhì)量
(5)容器變位質(zhì)量
(6)荷載變位質(zhì)量
則
7、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算
(1)主加速度a1確定
按電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷能力
按減速器允許最大輸出動(dòng)扭矩
據(jù)以上結(jié)果,為減輕動(dòng)荷載,提高機(jī)械部分和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性, a1取值就留有余地,故本設(shè)計(jì)取a1=0.8m/s2
(2)減速度a3的確定
為了控制方便和節(jié)能,首先應(yīng)考慮自由滑行方式減速,當(dāng)a3值偏大(小)時(shí),再考慮電動(dòng)(機(jī)械制動(dòng))方式減速。
按自由滑行方式確定的減速度
自由滑行方式a3偏低,故應(yīng)考慮機(jī)械制動(dòng)方式
由此,可確定采用機(jī)械制動(dòng)方式減速,取a3=0.8m/s2
(3)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算
初加速度
式中：
-------箕斗脫離卸載曲軌時(shí)的速度,m/s
-------卸載曲軌長(zhǎng)度, =2.35m.
初加速時(shí)間
主加速時(shí)間
主加速行程
減速時(shí)間
減速行程
爬行行程
式中：
-------爬行距離,取=3m
--------爬行速度, =0.5m/s
等速行程
等速時(shí)間
箕斗卸載休止時(shí)間由表5-1查得6t箕斗
一次提升循環(huán)時(shí)間
(4)提升能力校核
實(shí)際年提升能力
實(shí)際提升富裕能力較大,故在施工投產(chǎn)時(shí)可考慮采用自由滑行減速方式以及將爬行距離加大到.使操作更簡(jiǎn)化方便。
8、動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算
初加速開(kāi)始
初加速終了
主加速開(kāi)始
主加速終了
等速開(kāi)始
等速終了
減速階段由于采用機(jī)械制動(dòng)方式,電動(dòng)機(jī)已斷電,故不計(jì)入.
爬行開(kāi)始
爬行終了
提升速度圖及力圖
9、電動(dòng)機(jī)容量校核
(1)等效時(shí)間Td之計(jì)算
(2)等效力Fd
(3)電動(dòng)機(jī)等效功率
(4)工作過(guò)負(fù)荷校驗(yàn)
式中:
--------力圖中最大拖動(dòng)力=142925N
則
(5)特殊過(guò)負(fù)荷(調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)時(shí))
式中------調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)時(shí)特殊提升力,取動(dòng)力系數(shù)
由此
從以上校核結(jié)果可知,預(yù)選之電動(dòng)機(jī)可用。
10、提升電耗及效率
(1)
(2)一次提升電耗
(3)噸煤電耗
(4)一次提升有益電耗
(5)提升效率
第三章 副立井提升設(shè)備選型計(jì)算
一、計(jì)算條件
副井井深： H=280m
最大班下井人數(shù)：
每班提矸量：
每班下材料設(shè)備次數(shù)：
每班下炸藥次數(shù)：
每班保健車(chē)次數(shù)：
運(yùn)送最重件：
礦車(chē)型號(hào)： MGC3.3-9固定式礦車(chē)
礦車(chē)自重（t）
名義載煤量（t）
容積（m3）
矸石容重（t/m3）
1.32
3
3.3
1.74
二、礦用罐籠的選擇及驗(yàn)算
根據(jù)所給條件初選罐籠GDG3/9/1/1
最多乘人數(shù)為33人,單車(chē),自重=66200N,罐籠全高Hr=4820mm
(1)計(jì)算經(jīng)濟(jì)速度
式中H為提升高度,=0, =0
(2)一次提升循環(huán)時(shí)間估算
初估加速度a取為0.8m/s,休止時(shí)間取27S,取10s
運(yùn)輸人員總時(shí)間
(3)每班下材料設(shè)備時(shí)間（下放材料設(shè)備的速度取與提矸速度相同）
式中：——下放材料設(shè)備的休止時(shí)間，一般取2min
(4)、每班運(yùn)送炸藥時(shí)間（?。?
式中：——運(yùn)送炸藥的休止時(shí)間，一般取4min
(5)每班下保健車(chē)所用時(shí)間（取）
（6）副井最大班作業(yè)時(shí)間
規(guī)定最大班作業(yè)時(shí)間>5h
所以所選罐籠滿足要求。
1、選擇提升鋼絲繩和尾繩
副井提升作業(yè)復(fù)雜多變,通常以提升矸石為準(zhǔn)來(lái)選擇鋼絲繩,但在選繩后,應(yīng)對(duì)提人時(shí)的安全系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算,以保證安全,在升降大型設(shè)備時(shí),需據(jù)具體情況進(jìn)行核算,提出安全措施后,方可進(jìn)行。
一次提矸量
一次人員量
提升高度 H=450m
尾繩環(huán)高度
初估井塔高
鋼繩最大懸垂長(zhǎng)度
主鋼絲繩安全系數(shù)
升降物料時(shí)
升降人員時(shí)
擬務(wù)虛繩摩擦提升機(jī),主繩根數(shù)鋼絲抗拉強(qiáng)度對(duì)于摩擦提升采用為宜.由此估算主繩每米重力P’
據(jù)此,選擇6△(30)-1550-22-特-鍍鋅-順捻鋼絲繩作主繩,左,右捻各二根.其單繩每米重P=19.37N/m,直徑d=22mm,繩中最粗鋼絲直徑,全部鋼絲拉斷力之和Qd=332500N。
尾繩數(shù)一般取主數(shù)的二分之一,且盡量選配等重尾繩。本設(shè)計(jì)中尾繩數(shù)n2=n1/2=2,則尾繩每米重
據(jù)此,選847-8815扁鋼繩二根,其單繩每米重q=37.90N/m.尾繩稍輕于主繩.
考慮到△=4p-2q=419.37-237.9=1.68N/m
而且,故可視為等重尾繩,以下即按等重尾繩系統(tǒng)計(jì)算。
主繩安全系數(shù)校驗(yàn)
提矸時(shí)
提人時(shí)
2、選擇提升機(jī)
考慮塔式井架,不設(shè)導(dǎo)向輪,這樣按<煤礦安全規(guī)程>有關(guān)規(guī)定,提升機(jī)卷筒直徑應(yīng)符合下列條件
由此可選JKM-1.85/4(Ⅱ)型塔式多繩摩擦提升機(jī),其技術(shù)技術(shù)特征為摩擦輪直徑D=1.85m
設(shè)計(jì)最大鋼絲繩靜張力
設(shè)計(jì)最大鋼絲繩靜張力差
減速器傳動(dòng)比
減速器最大輸出扭矩
提升機(jī)(包括減速器)變位重力Gj=77.8kN
以提矸作業(yè)為準(zhǔn),難處提升機(jī)強(qiáng)度。
最大靜張力
最大靜張力差
和的實(shí)際值均小于設(shè)計(jì)值,強(qiáng)度校驗(yàn)合格.
摩擦輪襯墊比壓pb的校核
上升側(cè)靜張力
下降側(cè)靜張力
對(duì)于副井,可能性有提矸與下料石同時(shí)作業(yè)的情況,經(jīng)計(jì)算此時(shí)比壓,同樣小于的允許值,襯墊合格可用。
由以上校驗(yàn)說(shuō)明,所選JKM-1.85/4(Ⅱ)型摩擦提升機(jī)可用。
3、井塔高度的確定
由上結(jié)果可定=22m
式中 ------容器全高, =4.82m
------過(guò)卷高度,根據(jù)<煤礦安全規(guī)程>規(guī)定,該系統(tǒng)最大提升速度.按插值計(jì)算其過(guò)卷高度不得小于8.06m,考慮防撞梁位置,定=10m。
4、預(yù)選電動(dòng)機(jī)
計(jì)算經(jīng)濟(jì)速度
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)
取電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)數(shù),此時(shí)相應(yīng)最大提升速度為
按提矸作業(yè)預(yù)選電動(dòng)機(jī)功率
式中 K-----礦井阻力系數(shù),對(duì)罐籠提升取K=1.2;
p-----動(dòng)力系數(shù),對(duì)于罐籠提升取p=1.4;
-----傳動(dòng)效率,一級(jí)減速=0.92.
根據(jù)和可選JR630-12/1430型電動(dòng)機(jī),其技術(shù)特征如下:
額定功率
額定轉(zhuǎn)數(shù)
過(guò)負(fù)荷系數(shù)
轉(zhuǎn)子飛輪力矩
電機(jī)效率
電動(dòng)機(jī)作用于卷筒圓周上的額定拖動(dòng)力
5、提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位重力
提升矸石時(shí)總變位質(zhì)量(一車(chē)矸石,下放一個(gè)空礦車(chē))
升降人員時(shí)(上提33人,下放側(cè)為空罐)
6、確定提升加,減速度a1,a3
(1)升降人員
<煤礦安全進(jìn)規(guī)程>規(guī)定,立井中升降人員用罐籠的加速度,減速度均不得超過(guò)0.75m/s2
(2)升降物料(以提升矸石為準(zhǔn))時(shí), a1受三個(gè)條件限制
按減速器允許最大輸出扭矩
式中-------電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量,
按充分利用電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷能力
按動(dòng)防滑條件(提升開(kāi)始)
式中：
由此可知:
式中:
0.1Q——— 一側(cè)礦井阻力
為留有安全余度,可定提矸與升降人員時(shí)加速度相同,即
(3)減速度之確定
由于副井作業(yè)種類多,荷載變動(dòng)大,為便于控制取.不作業(yè)時(shí),減速方式也不相同(提矸時(shí)需電動(dòng)方式,而提人時(shí)可能需采用機(jī)械制動(dòng)方式) 。
在下放重載時(shí),為保證,仍來(lái),需采用電氣制動(dòng),為此副井交流提升設(shè)備通常配有動(dòng)力制動(dòng)裝置。
7、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算
對(duì)于提矸,升降人員及下放材料等作業(yè),由于前定,以及vm均為相同數(shù)值,因而運(yùn)動(dòng)參數(shù)除休止時(shí)間值外,都為相同數(shù)值。
對(duì)于3t一車(chē)異側(cè)進(jìn)出車(chē)標(biāo)準(zhǔn)罐籠,提矸與下放料石時(shí)=15s;升降人員時(shí)規(guī)定5人以下20s,每增1人加1s,29人=44s;下放材料與升降設(shè)備時(shí),其休止時(shí)間視具體情況另行規(guī)定。
副井罐籠提升,通常采用五階段速度圖.取爬行速度則運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算結(jié)果如下:
加速階段:
等速階段:
減速階段:
爬行階段:
一次提升循環(huán)時(shí)間
提矸
升降人員
8、動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算
對(duì)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷而言,通常副井以提矸作業(yè)為大。
副井提升采用摩擦提升，力圖為殂力平衡系統(tǒng)，每一階段初始和終了的力是相等的。
加速階段
等速階段
減速階段
爬行階段
9、電動(dòng)機(jī)功率校驗(yàn)
(1)等效時(shí)間
(2)等效力
(3)等效功率
電動(dòng)機(jī)功率富裕系數(shù)為1.21.,可用.
(4)正常過(guò)負(fù)荷校驗(yàn)
提矸時(shí)最大拖動(dòng)力
摩擦提升不允許采用罐座,故不進(jìn)行特殊過(guò)負(fù)荷校驗(yàn)。
由此可知所選電動(dòng)機(jī)能滿足工作要求。
10、防滑校驗(yàn)
(1)靜防滑驗(yàn)算
要求靜防滑安全系數(shù)
提升重載時(shí)
上升側(cè)鋼絲繩靜張力：
下降側(cè)鋼絲繩靜張力：
提矸時(shí)
提人時(shí)
下降側(cè)鋼絲繩靜張力:下料石
下人
上升側(cè)鋼絲繩靜張力:下料石
下人
下放料石時(shí)
下放人員時(shí)
(2)動(dòng)防滑驗(yàn)算
要求動(dòng)防滑安全系數(shù)
提升作業(yè);考慮提矸和提人,加速段防滑最不利
上升側(cè)靜阻力
下降側(cè)靜阻力
上升側(cè)變位質(zhì)量
下降側(cè)變位質(zhì)量
將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入上式,結(jié)果為：
提矸
提人
下放作業(yè),考慮下放料石和人員,減速段防滑最不利
下降側(cè)靜阻力
上升側(cè)靜阻力
下降側(cè)變位質(zhì)量
上升側(cè)變位質(zhì)量
將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入上式,結(jié)果為：
下放料石
下放人員
(3)緊急制動(dòng)防滑驗(yàn)算
最不利情況是下放重載(料石或人員)時(shí)發(fā)生了緊急制動(dòng),<煤礦安全規(guī)程>規(guī)定,任何情況不得超過(guò)滑動(dòng)極限.因此,將動(dòng)防滑安全系數(shù)放寬到1.提升矸石及人員的情況,不會(huì)造成危險(xiǎn)滑動(dòng),所以主要對(duì)下放料石及人員進(jìn)行驗(yàn)算。
提升機(jī)的制動(dòng)力矩,副井一般均按提矸作業(yè)成績(jī)時(shí)來(lái)設(shè)計(jì)及配置.按<煤礦安全規(guī)程>規(guī)定,應(yīng)不小于提矸時(shí)最大靜力矩的3倍。
也即
按此值調(diào)整好的制動(dòng)器,在下放料石或人員時(shí)產(chǎn)生的緊急制動(dòng)減速度分別是
將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入上式,結(jié)果為：
下放料石:1.81m/s2
下放人員:2.34 m/s2
式中------系統(tǒng)總變位質(zhì)量：
下料石時(shí)=44540kg
下人員時(shí)=39907kg
由此可知上放料石及人員時(shí),防滑安全系數(shù)的數(shù)值
代入上式得：
下料石時(shí):1.12
下人員時(shí):1.04
式中各量之值可見(jiàn)上述.
從以上三項(xiàng)防滑驗(yàn)算結(jié)果可知,正常作業(yè)的靜,動(dòng)防滑安全系數(shù)均符合規(guī)定要求。而下放料石及人員作業(yè)時(shí),緊急制動(dòng)的防滑安全系數(shù)雖大于1,但過(guò)于逼近滑動(dòng)極限。因而,仍應(yīng)考慮采用二級(jí)制動(dòng),以確保防滑安全性。
11、副井作業(yè)平衡表
(1)最大班下井工人時(shí)間
規(guī)定
每班下放工人次數(shù)取整14次
下放工人時(shí)間
式中--------升降人員一次提升循環(huán)時(shí)間,前述=106.4s
一般設(shè)計(jì)中, 符合規(guī)定.不過(guò)在此之外,還應(yīng)考慮50%的提升人員和20%的其它人員升降次數(shù).
提升人員時(shí)間:225人,6.8次取整為7次,12.4min
其它人員時(shí)間: 90人,2.72次取整為3次,4.96min
(2)班提升矸石時(shí)間
已知一次提矸量為5.74t,則每班提矸次
已知每次提矸循環(huán)時(shí)間
T
(3)、每班下材料設(shè)備時(shí)間（下放材料設(shè)備的速度取與提矸速度相同些單位）
式中：——下放材料設(shè)備的休止時(shí)間，一般取2min
(4)、每班運(yùn)送炸藥時(shí)間（?。?
式中：——運(yùn)送炸藥的休止時(shí)間，一般取4min
(5)、每班下保健車(chē)所用時(shí)間（?。?
副井最大班凈作業(yè)時(shí)間平衡表
順
序
提升項(xiàng)目
單
位
每班
提升量
每次
提升量
每班提
升次數(shù)
一次提升
時(shí)間（s）
每班作業(yè)
時(shí)間（min）
備注
1
下放工人
人
450
33
14
106.4
24.8
24.8<60min
2
上提工人
人
225
33
7
106.4
12.4
3
其它人員
人
90
33
3
106.4
4.96
4
提升矸石
t
200
5.74
35
73.4
42.82
5
運(yùn)送材料
次
30
170
85
6
運(yùn)送炸藥
次
1
382.5
6.4
7
下保健車(chē)
次
2
198.4
6.6
8
其它時(shí)間
次
10
73.4
12.3
總作業(yè)時(shí)間
195.28
195.28=3.25h<5h
第四章 排水設(shè)備的選型設(shè)計(jì)
煤礦主要排水設(shè)備必須有工作、備用和檢修水泵。其中工作水泵的能力，應(yīng)能在20h內(nèi)派出24h的正常用水量；備用水泵的能力應(yīng)小于工作水泵能力的70%，并且工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大用水量；檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵的能力的25%。
一、計(jì)算條件
礦井產(chǎn)量： 120萬(wàn)噸
瓦斯含量： 較高
排水高度： = 280m
正常涌水量：
最大涌水量：
礦水容重：
供電電壓：
礦水PH值： 中 性
最大涌期：
二、預(yù)選水泵的型號(hào)與臺(tái)數(shù)
1、水泵必須的總排水能力
正常涌水時(shí)期
最大涌水時(shí)期
2、水泵所須的揚(yáng)程的估算
式中：
HC——測(cè)地高度，測(cè)定高度一般等于排水高度再增加4米
——管路效率，當(dāng)管路架設(shè)在立井時(shí)，=（0.9～0.89）
3、初選水泵
從泵產(chǎn)品目錄（見(jiàn)《流體機(jī)械》附錄）中選取D450-606型號(hào)泵，其額定流量Q=450m/h,額定楊程He=360m. 單級(jí)揚(yáng)程Hi=60,效率則水泵級(jí)數(shù)：
級(jí)
因此，預(yù)選水泵型號(hào)為D450-60×6型。
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，當(dāng)qz>50m3/h 時(shí)，若工作的水泵臺(tái)數(shù)為n1，則備用水泵的臺(tái)數(shù)n2’=0.7n1和n2’’=1.2qmax（Q為泵的舊管工況流量，求得工況點(diǎn)前可用額定流量預(yù)選）兩個(gè)計(jì)算值中取較大值，然后再偏上取值，檢修水泵的臺(tái)數(shù)n3=0.25 n1偏上取值。
工作泵臺(tái)數(shù)
備用泵臺(tái)數(shù)：
檢修泵臺(tái)數(shù)：
因此，共選擇三臺(tái)泵。
三、選擇管路系統(tǒng)
1、管路趟數(shù)
根據(jù)泵的總臺(tái)數(shù)，從減小能耗的角度可采用典型的三泵兩趟管路系統(tǒng)，一條管路工作，一條管路備用，正常涌水時(shí)，一臺(tái)泵向一趟管路供水，最大涌水時(shí)，只要兩臺(tái)泵同時(shí)工作就能達(dá)到20h內(nèi)排出24h的最大涌水量。從而可知每趟管內(nèi)流量Qg等于泵的流量
2、管路材料
因?yàn)榕潘苁茄匦本笤O(shè),所以規(guī)定采用無(wú)縫鋼管。
3、排水管內(nèi)徑
從《流體機(jī)械》附錄2預(yù)選Ф325×13鋼管，則排水管內(nèi)徑：
dP=325-2×13=299mm
4、驗(yàn)算壁厚
因此，所選壁厚合適。
5、選擇吸水管徑
根據(jù)選擇的排水管直徑，吸水管徑選用Ф3518無(wú)縫鋼管。
驗(yàn)算流速
四、計(jì)算管路特性
1、管路布置
4-1管路布置圖
如右圖4-1
2、估算管路長(zhǎng)度
排水管長(zhǎng)度可估算為
取，吸水管長(zhǎng)度可估算為。
3、阻力系數(shù)Rt的計(jì)算
沿程阻力系數(shù)，吸、排水管分別為:
局部阻力系數(shù)，對(duì)于吸、排水管路附件其阻力系數(shù)分別列于下表
排水管
名稱
數(shù)量
系數(shù)
90°彎頭
4
0.294×4=1.47
30°彎頭
2
0.294×2/3=0.196
直流三通
3
0.7×3=2.1
閘閥
2
0.26×2=0.52
止回閥
1
1.7
擴(kuò)大管
1
0.5
吸水管
名稱
數(shù)量
系數(shù)
底閥
1
3.7
90°彎頭
1
0.294
收縮管
1
0.1
=4.094
管路阻力系數(shù)
4、管路特性方程
5、繪制管路特性曲線4-2
確定工況點(diǎn)，根據(jù)新、舊管特性方程，取六個(gè)流量值得相應(yīng)的損失，如下表
50
100
150
200
250
300
284. 1
284．3
284．8
285．4
286．1
287．1
284．2
284．6
285．0
286．3
287．6
289．2
校驗(yàn)計(jì)算：
（1） 由舊管工況點(diǎn)驗(yàn)算排水時(shí)間，正常涌水時(shí)，若采用水泵排水，則
4-2管路特性曲線
:最大涌水量
最大涌水時(shí)，采用3泵2管排水，并聯(lián)等效管的總損失系數(shù)為
實(shí)際工作時(shí)，只要3臺(tái)水泵同時(shí)工作即能完成在20h內(nèi)排出24H的最大涌出量
5、計(jì)算允許的吸水高度
取 又查的則吸水高度
帶入數(shù)據(jù)得：
6、電動(dòng)機(jī)功率
為了確保運(yùn)行可靠。電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)由新管應(yīng)由新管工況點(diǎn)確定，其計(jì)算公式如下：
=1.1200=220kW
式中：——電動(dòng)機(jī)容量富裕系數(shù)，一般當(dāng)水泵軸功率大于10 kW.取=1.1，當(dāng)水泵的軸功率10~100 kW時(shí)，取=1.1~1.2
7、電耗計(jì)算：
（1）全年排水電耗
(2)噸水電耗校驗(yàn)
第五章 通風(fēng)設(shè)備選型
一、計(jì)算條件
礦井風(fēng)量：
初期負(fù)壓：
末期負(fù)壓：
二、風(fēng)機(jī)選型
1、計(jì)算風(fēng)源必須產(chǎn)生的風(fēng)量和風(fēng)壓
風(fēng)機(jī)應(yīng)產(chǎn)生的風(fēng)量
式中：
Qo——井下所需風(fēng)量
K——漏風(fēng)系數(shù)，取1.5
通風(fēng)機(jī)需要的風(fēng)壓
式中：
——各輔助裝置的壓力損失之和，可取=100~200Pa有消聲器時(shí)另加50~80 Pa
2、選擇風(fēng)機(jī)
根據(jù)查《礦山固定機(jī)械手冊(cè)》中70B2軸流式通風(fēng)機(jī)性能表，可初步選擇70B2-21No24D型軸流式通風(fēng)機(jī)，n=600rpm。
3、確定通風(fēng)機(jī)的工礦點(diǎn)
（1）后期工礦點(diǎn)
通風(fēng)網(wǎng)路阻力系數(shù)
通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線方程：
計(jì)算數(shù)據(jù)如下表：
0
19
38
57
76
95
114
133
152
171
190
0
54
216.3
486.7
865.2
1351.9
1946.7
2649.6
3460.7
4380
5407.4
如5-1圖所示，按上表作礦井通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線與通風(fēng)機(jī)性能曲線交于點(diǎn)，此點(diǎn)即通風(fēng)機(jī)后期工礦點(diǎn)。
5-1 通風(fēng)通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線與通風(fēng)機(jī)性能曲線圖
（2）初期工礦點(diǎn)
通風(fēng)網(wǎng)路阻力系數(shù)
通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線方程
計(jì)算數(shù)據(jù)如下表
0
25
50
75
100
125
150
171
180
0
75.2
300.9
677.1
1203.8
1881
2708.6
3520
3900
在上圖通風(fēng)通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線與通風(fēng)機(jī)性能曲線圖中按上表作通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線與通風(fēng)機(jī)性能曲線交于點(diǎn)，此點(diǎn)即通風(fēng)機(jī)初期工礦點(diǎn)。
4、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算
末期電動(dòng)機(jī)功率
式中:
K-----電動(dòng)機(jī)能力備用系數(shù),一般采用1.15
----軸流式通風(fēng)機(jī)靜壓效率.
----機(jī)械傳動(dòng)效率,用聯(lián)軸傳動(dòng)時(shí)取0.98
初期電動(dòng)機(jī)功率
通風(fēng)機(jī)選型計(jì)算結(jié)果
名稱及單位
葉輪直徑
m
葉片安裝角
（度）
轉(zhuǎn)速
rpm
風(fēng)量
m3/s
靜壓
Pa
效率
%
電動(dòng)機(jī)功率
KW
初期
2.4
37.5
600
171
3520
59
1072
末期
2.4
40
600
171
4380
65
1205
第六章 空氣壓縮機(jī)的選型設(shè)計(jì)
一、計(jì)算條件
型號(hào)
YT-30
03-11
HP2-5
IR-50
名稱
鑿巖機(jī)
風(fēng)鎬
噴射機(jī)
鍛釬機(jī)
耗氣量（m3/min）
2.9
1
6
3-4
工作壓力
5大氣壓
4大氣壓
6大氣壓
5-7大氣壓
數(shù)量
6
4
2
1
礦井管路系統(tǒng)如圖6-1，東西兩翼風(fēng)動(dòng)工具相同。
6-1礦井管路系統(tǒng)圖
二、壓縮空氣站供氣量的確定
式中