平职学院 矿山机电专业 毕业设计

毕 业 设 计（论文）

题    目：矿井提升机的选型和设计

姓    名：   张    志   斌     

编    号：   20092001533    

平顶山工业职业技术学院

毕 业 设 计 （论文） 任 务 书

姓名   张志斌         

专业    矿山机电      

任 务 下 达 日 期         2012         年    2   月    20  日

设计（论文）开始日期       2012        年    2   月    26  日

设计（论文）完成日期        2012       年    5   月    20  日

设计（论文）题目：  矿井提升机的选型和设计                                              

A．编制设计                                                     

B．设计专题（毕业论文）                                         

       指 导 教 师       史万才                    

       系(部)主 任       黄颖辉                    

年    月     日      

平顶山工业职业技术学院

毕业设计（论文）答辩委员会记录

电力工程  系   矿山机电  专业，学生   张志斌  于     年    月     日

进行了毕业设计（论文）答辩。

设计题目：      矿井提升机的选型和设计                                                

专题（论文）题目：                                                   

指导老师：    史万才           

答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生               毕业设计（论文）成绩为            。

答辩委员会                        人，出席                         人

答辩委员会主任（签字）：                                              

答辩委员会副主任（签字）：                                            

答辩委员会委员：                  ，                 ，              ，

                  ，               ，              ，                

平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语

第           页

共           页

学生姓名：   张志斌      专业      矿山机电          年级    09级          

毕业设计（论文）题目：     矿井提升机的选型和设计                         

评 阅 人：                       

指导教师：                          （签字）               年      月      日

成    绩：                       

毕业设计（论文）及答辩评语：                                                     

矿井提升设备的选型和设计

随着国内外的发展，为了提高设备能力、自动化程度和安全可靠性；对现有的提升设备不断的进行技术改造，从而由单绳缠绕式提升机发展到多绳摩擦式提升机，提升速度加快，一次提升量也日益增大。为了节省大量电能，降低运行费用和减少厂房面积的建设，因此我矿选用了落地式多绳摩擦式提升机。多绳摩擦式提升机在一定程度上解决了单绳缠绕式提升机在深井条件下所出现的问题，提升机采用了尾绳平衡，以减少容器两端张力差，提高运行的可靠性。

矿井提升机的发展，都在采用最新的技术、最新的工艺、最新的材料，使提升设备向大型化、高效率、安全可靠、运行准确和高度集中化、自动化方向发展。

关键词：提升机，安全，可靠 ，制动

第一章 绪 论

1.1前言

矿井基本资料：

矿井七2煤与二1煤采用分期开拓开采的方式，初期开采七2煤，后期经技术改造后开采二1煤。七2煤井设计生产能力为0.30Mt/a，采用立井开拓，二个提升井筒，其中主井井深277m，担负七2煤矿井提煤任务；副井井深277m，担负七2煤矿井辅助提升任务；二1煤井设计生产能力为0.45Mt/a，采用立井开拓，利用七2煤井二个提升井筒延深至二1煤的开采水平，在七2煤井开采结束后进行二1煤的开采，二1煤主井井深577m，担负二1煤矿井提煤任务；副井井深577m，担负二1煤矿井辅助提升任务。

1.2设计要求：

    1、设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。

    2、设计遵循煤炭工业建设的方针，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。

    3、设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术、新产品，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。

    4、设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。

第二章 矿井提升设备

2．1主提升设备选型计算

（一）设计依据

初期开采七2煤时

1、生产能力：0.30Mt/a

2、工作制度：年工作日330d，每天净提升时间16h。

3、井深：H=277m

4、提升方式：双箕斗提升，采用定重装载。

后期开采二1煤时

1、生产能力：0.45Mt/a

2、工作制度：年工作日330d，每天净提升时间16h。

3、井深：H=577m

4、提升方式：双箕斗提升，采用定重装载。

（二）提升容器选择

该矿井初期开采七2煤时井深277m，后期开采二1煤时井深577m，根据《煤炭工业矿井设计规范》规定，为避免提升系统的重复改扩建,同时考虑到矿井后期开采二1煤时井筒深度增加，所以初期开采七2煤和后期开采二1煤时主、副井提升设备统一按开采最终水平选择计算。计算过程以后期开采二1煤的提升设备选型计算为准。

1、确定经济提升速度

V=(0.3-0.5)×=7.2-12.01m/s      

取：Vm=8m/s，α1=1.0m/s2

2、计算一次提升循环时间: 

Tx =＋＋10＋8=98.1s

3、根据矿井年产量和一次提升循环时间即可求出一次提升量。

Qj==3.3t    

据此提升容器选择JDS-4/55×4Y型标准多绳箕斗（钢丝绳罐道），箕斗自重QZ=6500kg（含连接装置）,载重量Q=4000kg，提升钢丝绳4根，平衡尾绳2根，钢丝绳间距300mm

2.1.1钢丝绳选择

1、绳端荷重

Qd=QZ+Q=6500+4000=10500kg

2、钢丝绳悬垂长度

Hc=H-HZ+Hh+HX+Hg+Hr+0.75RT+e=577-30+11.008+12+6.5+10.9+0.75×0.925+5=593.1m

式中：Hg ---过卷高度  Hg=6.5m

Hh ---尾绳环高度  Hh=Hg+0.5+2S=6.5+0.5+2×2.004=11.008m

Hr ---容器高度  Hr=10.9m

RT---天轮半径

e---上下天轮垂直距离 e=5m

S---提升容器中心距

HX ---卸载高度  HX=12m

3、首绳单位长度重量计算

PK´ ===1.29kg/m

式中：δB—钢丝绳计算抗拉强度，取1670MPa

m—钢丝绳安全系数，取7

根据以上计算，首绳选用22ZAB-6V×30+FC-1670-307型钢丝绳左右捻各两根。其技术参数如下：钢丝绳直径dk=22mm，钢丝破断拉力总和Qq=307200N，钢丝绳单位长度质量为Pk=1.96kg/m。

4、尾绳单位长度重量计算

qk´=Pk=×1.96=3.92kg/m

式中：n—首绳钢丝绳根数 n=4

n´—尾绳钢丝绳根数 n´=2

根据以上计算，尾绳选用88×15NAT-P8×4×7-1360型扁钢丝绳2根，单重q=3.82kg/m。

2.1.2提升机选择

1、主导轮直径

D´≥90d=90×22=1980（mm）

2、最大静拉力和最大静拉力差

最大静拉力：

Fj=Q+Qc+nPkHc=6500+4000+4×1.96×593.1=15150kg

最大静张力差：

Fc=Q=4000kg

据此主井提升装置选用JKMD-2.25×4（I）E型落地式多绳摩擦式提升机，其主要技术参数为：摩擦轮直径D=2250mm，天轮直径DT=2250mm，最大静张力215kN，最大静张力差65kN，钢丝绳根数4根，摩擦轮钢丝绳间距300mm，提升速度V=6.5 m/s，减速比i=10.5,提升机旋转部分变位质量mj=6500kg，天轮变位质量mt=2300kg，衬垫摩擦系数μ=0.23。

2.1.3提升系统的确定

1、井架高度

Hj=HX+Hr+Hg+0.75RT+e=12+10.9+6.5+0.75×1.125+5=35.2m

取HJ=36m

2、提升机摩擦轮中心线距井筒中心线距离

LS≥0.6Hj+3.5+D=0.6×36+3.5+2.25＝27.35m

取LS=28m

3、钢丝绳弦长

下弦长LX1==

        =39.8m

上弦长LX==

       =44.9m

式中：HJ1---井架下层天轮高度

      C0---摩擦轮中心与地平距离

    主井提升系统图

4、钢丝绳的出绳角

下出绳角

β下=arctan+arcsin

=arctan+arcsin=52°39´9"

上出绳角

β上=arcsin=51°37´28"

5、围包角а的确定

经计算围包角а=181°1´4"

2.1.4提升容器最小自重校核

1、按静防滑条件容器自重为

QZ´≥[]Q-nPkHc=D1Q-nPkHc

 =2.359×4000-4×1.96×593.1

=4786.1kg

经查表，当围包角а=181°1´4"时D1=2.359

式中：w1---箕斗提升时矿井阻力系数  w1=0.075

      δj---静防滑安全系数   δj=1.75

2、按动防滑条件

QZ´≥[]Q+[]Gd-nPkHc

=A1Q+C1Gd-nPkHc=2.2115×4000+0.1533×2300-4×1.96×593.1

=4548.7kg

经查表，当围包角а=181°1´4"，加速度a1=0.5时,A1=2.2115,

C1=0.1533。

式中： Gd---天轮的变位质量。

经计算满足防滑条件的箕斗最小自重均小于所选箕斗自重，防滑条件满足要求。

2.1.5钢丝绳安全系数与提升机的校验

1、首绳安全系数校验

m===8.3>7.2－0.0005H

=6.9

满足要求

2、最大静张力和最大静张力差

最大静拉力：

Fj=15150kg=148kN<215kN

最大静张力差：

Fc=4000kg=39kN<65kN

满足要求

2.1.6预选电动机

1、电动机估算功率

P′=×Φ=×1.2=382.2kW                                  

式中：K——矿井阻力系数，取K=1.15；

Q——一次提升实际货载量；

Φ——提升系统运转时，加减速度及钢丝绳重力因素影响系数；

ηj——减速器传动效率，ηj=0.92；

2、电动机估算转数

n= ==579.6r/min

据此主井绞车电机选用Z450-3A型直流电动机，660V，500kW，其额定转速为ne=611r/min，转动惯量md=50.5kg•m2。

3、确定提升机的实际最大提升速度

Vm===6.9(m/s)

2.1.7提升运动学及提升能力计算

经计算得初加速度a0=0.48m/s2，V0=1.5m/s，卸载曲轨行程h0=2.35m,主加速度a1=0.50m/s2，提升减速度a3=0.50m/s2。（提升速度图力图见图2-2）

1、初加速度阶段

卸载曲轨初加速时间：t0= ==3.13s

箕斗在卸载中曲轨内的行程：h0=2.35m

2、正常加速度阶段

加速时间：t1===10.8s

加速阶段行程：h1=×t1=×10.8=45.4m

3、正常减速阶段

减速阶段时间：t3===12.8s

减速阶段行程：h3=×t3=×12.8=47.4m

4、爬行阶段

爬行时间：t4===6s

爬行距离：h4=3m

5、抱闸停车时间t5=1s

6、等速阶段

等速阶段行程：h2=Ht-h0-h1-h3-h4=569.9-2.35-45.4-47.4-3=471.8m

式中：Ht---提升高度  Ht=H-HZ+HX+Hr=577-30+12+10.9=569.9m

等速阶段

时间：t2===68.4s

  提升速度图

7、一次提升循环时间

Tx=t0+t1+t2+t3+t4+t5+θ=3.13+10.8+68.4+12.8+6+1+12=114.1s

式中: θ—休止时间取12s

8、提升设备年实际提升量

An′==56万t/a

提升能力富裕系数为

af===1.2

提升能力满足要求

2.1.8提升系统动力学计算

1、提升系统总变位质量

∑m=m+2mz+4PkLp+2mt+mj+md

   =4000+2×6500+4×1.96×1212+2×2300+6500+4399

   =42001kg

式中：Lp——钢丝绳全长Lp=1212m（包括尾绳）。

2、运动学计算（按平衡系统计算）

1、提升开始阶段

开始时：F0=Kmg+⊿Ht+∑ma0=1.15×4000×9.8+42001×0.48=65240N

终了时：F0′=F0-2⊿h0=65240－0=65240N

式中：⊿---提升钢丝绳与平衡尾绳的总单重之差，平衡系统⊿＝0。

2、主加速阶段

开始时：F1=F0′+∑m（a1－a0）=65240+42001×（0.5－0.48）=66081N

终了时：F1′=F1=66081N 

3、等速阶段

开始时：F2=F1′－∑ma1=66081－42001×0.50=45080N

终了时：F2′=F2=45080N

4、减速阶段

开始时：F3=F2′－∑ma3=45080－42001×0.50=24080N

终了时：F3′=F3=24080N

5、爬行阶段

开始时：F4=F3′+∑ma3=24080+42001×0.50=45080N

终了时：F4′=F4=45080N

2.1.9提升电动机容量验算

1、等效时间

Td=α（t0+t1+t3+t4+t5）+t2+βθ

=×（3.13+10.8+12.8+6+1）+68.4+×12=.3s

式中：α——低速运转散热不良系数，α= 1/2  ；

β——停车间歇时间散热不良系数,β=1/3。

2、电动机等效力

F2dt=F02t0+F12t1+F22t2＋F32t3+F42t4=2.19×1011

3、提升电动机作用在滚筒圆周上的等效力

Fd===49533N

4、电动机等效容量

Pd==×1.15=427kW＜500kW

满足要求

经验算，所选电动机符合要求

2.1.10提升机制动力矩验算

===4.3>3

满足要求。

式中：MZ---制动力矩

      MJ---静荷重旋转力矩

2.1.11电控设备

本提升机采用直流拖动，电控设备随主机成套供货。电控设备型号选用JKMK/SZ-NT-778/550-3系列提升机全数字直流电控设备。

2.1.12供电电源

提升机采用双回路供电，一回工作，一回备用。供电电源引自矿井地面变电所，详见地面供电系统图。

2.2开采煤时主提升能力计算

矿井在初期开采七2煤时设计生产能力为0.30Mt/a，井筒深度H=277m，主井提升装置选用以开采二1煤计算为准的JKMD－2.25×4（I）E型落地式多绳摩擦式提升机，提升容器为JDS-4/55×4Y型标准多绳箕斗（钢丝绳罐道）。提升钢丝绳首绳选用22ZAB-6V×30+FC-1670-307型钢丝绳左右捻各两根。尾绳选用88×15NAT-P8×4×7-1360型扁钢丝绳2根，该提升设备在初期开采七2煤时一次安装到位，分期服务于七2煤和二1煤的开采。

2.2.1提升高度的确定

Ht=H-HZ+HX+Hr=277-30+12+10.9=269.9m

式中：Hr ---容器高度  Hr=10.9

HX ---卸载高度  HX=12m

Hz ---装载高度  HZ=30m

2.2.2提升运动学及提升能力计算

经计算得初加速度a0=0.48m/s2，V0=1.5m/s，卸载曲轨行程h0=2.35m,主加速度a1=0.50m/s2，提升减速度a3=0.50m/s2。

1、初加速度阶段

卸载曲轨初加速时间：t0===3.13s

箕斗在卸载中曲轨内的行程：h0=2.35m

2、正常加速度阶段

加速时间：t1===10.8s

加速阶段行程：h1=×t1=×10.8=45.4m

3、正常减速阶段

    提升速度及力图

减速阶段时间：t3===12.8s

    减速阶段行程：h3=×t3=×12.8=47.4m

4、爬行阶段

爬行时间：t4===6s

爬行距离：h4=3m

5、抱闸停车时间t5=1s

6、等速阶段

等速阶段行程：h2=Ht-h0-h1-h3-h4=269.9-2.35-45.4-47.4-3=171.8m

式中：Ht---提升高度  Ht=H-HZ+HX+Hr=277-30+12+10.9=269.9m

等速阶段时间：t2===24.9s

7、一次提升循环时间

Tx=t0+t1+t2+t3+t4+t5+θ=3.13+10.8+24.9+12.8+6+1+12=70.6s

式中: θ—休止时间取12s

8、提升设备年实际提升量

An′==.7万t/a

提升能力富裕系数为

af===2.99

提升能力满足要求

2.2.3提升系统动力学计算

1、提升系统总变位质量

∑m=m+2mz+4PkLp+2mt+mj+md

   =4000+2×6500+4×1.96×610+2×2300+6500+4399

   =37281kg

式中：Lp——钢丝绳全长Lp=610m（包括尾绳）。

2、动力学计算（按平衡系统计算）

1、提升开始阶段

开始时：F0=Kmg+⊿Ht+∑ma0=1.15×4000×9.8+37281×0.48=62975N

终了时：F0′=F0-2⊿h0=62975－0=62975N

式中：⊿---提升钢丝绳与平衡尾绳的总单重之差，平衡系统⊿＝0。

2、主加速阶段

开始时：F1=F0′+∑m（a1-a0）=62975+37281×（0.5-0.48）=63721N

终了时：F1′=F1=63721N 

3、等速阶段

开始时：F2=F1′-∑ma1=63721-37281×0.50=45080N

终了时：F2′=F2=45080N

4、减速阶段

开始时：F3=F2′-∑ma3=45080-37281×0.50=240N

终了时：F3′=F3=240N

5、爬行阶段

开始时：F4=F3′+∑ma3=240+37281×0.50=45080N

终了时：F4′=F4=45080N

经计算所选主井提升设备在初期开采七2煤时,可满足矿井七2煤井煤炭提升任务的要求。

2.3副提升设备选型计算

2.3.1设计依据

初期开采七2煤时

1、生产能力： 0.30Mt/a。

2、工作制度：年工作日330d，每天最大班净提升时间16h。

3、提升高度：H=277m(井筒深度)。

4、最大班下井人数：109人。

5、最大件重量：3170kg。（主排水泵电机,不可拆卸件）

后期开采二1煤时

1、生产能力： 0.45Mt/a。

2、工作制度：年工作日330d，每天最大班净提升时间16h。

3、提升高度：H=577m(井筒深度)。

4、最大班下井人数： 125人。

5、最大件重量：5350kg(主排水泵电机,不可拆卸件)。

2.3.2提升容器选择

根据矿井后期开采二1煤时的年产量及辅助提升量，经计算，副井提升容器选用一对1.0t双层单车多绳标准罐笼（宽窄各一个），钢丝绳罐道，宽罐笼质量为Q=5800kg，每次承载38人，窄罐笼质量为Q=4656kg，每次承载23人。提矸选用1.0t标准矿车，矿车自重QZ=610kg，载矸量为Qm=1800kg，每次提升一辆矿车。

2.3.3钢丝绳的选择

1、绳端荷载计算

提升物料（按提矸计算）：

Q矸=Q+Qm+QZ=5800+1800+610=8210kg

提升人员：

Q人=Q+Qr=5800+2850=8650kg

提升最大件设备：

Q大件=5800+5350=11150kg

式中:Qr—每次乘载人员重量,按最多38人计算。

     5350—卸载最大件水泵电机重量。

2、首绳单位长度重量

P`K大件===1.65kg/m

P`K人===1.5kg/m

式中:Hc—钢丝绳悬垂长度Hc=H+Hj+Hh=577+24+10=611m

     n—首绳钢丝绳根数

     Hh—尾绳环高度

根据以上计算，首绳选用22ZAB-6V×30+FC-1770-326型钢丝绳左右捻各两根。其技术参数如下：钢丝绳直径dk=22mm，钢丝破断拉力总和Qq=326030N，钢丝绳单位长度质量为Pk=1.96kg/m。

3、尾绳单位长度重量

qk´=Pk=2×1.96=3.92kg/m

式中:n1—尾绳钢丝绳根数

根据以上计算，尾绳选用85×15NAT-P8×4×7-1370型扁钢丝绳两根，其主要技术参数为：钢丝绳尺寸宽×厚=85mm×15mm，钢丝破断拉力总和Qq=542000N，钢丝绳单位长度质量为qk=3.82kg/m。

2.3.4提升机选择

1）摩擦轮直径

D´≥90d=90×22=1980（mm）

2)最大静张力和最大静张力差

最大静张力(按提升最大设备计算)Fj=Q+Q大件+nPkHj+n1qk(H+Hh)

=5800+5350+4×1.96×24+2×3.82×(577+10)=15823kg

最大静张力差Fc=Qr+（5800-4656）=3994kg

据此副井提升装置选用JKMD-2.25×4（I）E型落地式多绳摩擦式提升机，其主要技术参数为：摩擦轮直径D=2250mm，天轮直径DT=2250mm，最大静张力215kN，最大静张力差65kN，摩擦轮钢丝绳间距300mm，提升速度V=5.0 m/s，减速比i=11.5,提升机旋转部分变位质量mj=6500kg，天轮变位质量mt=2300kg，衬垫摩擦系数μ=0.23。

2.3.5提升系统的确定

1、井架高度

Hj＝Hr+Hg+0.75Rt+e=11+7+0.75×1.125+5=23.8m

取HJ＝24m

式中: Hr---容器高度

      Hg---过卷高度

Rt---天轮半径

e---上下天轮中心高度    

2、提升机摩擦轮与提升中心线距离LS

LS=0.6Hj+3.5+D=0.6×24+3.5+2.25=20.2m

取LS=21m

3、钢丝绳弦长

下弦长LX1＝＝

        ＝26.3m

上弦长LX＝＝

       ＝31.2m

式中：s---两容器间距

      C0---摩擦轮中心与地平距离

4、钢丝绳的出绳角

下出绳角

β下=arctan+arcsin

=arctan+arcsin

=49°17´26"

上出绳角

β下=arcsin＝48°2´17"

    副井提升系统图

5、围包角а的确定

经计算围包角а＝181°15´9"

2.3.6提升容器最小自重校核

1、按静防滑条件容器自重为（按提升最大件计算）

QC≥[]Q-nPkHc-QZ=D2Q-nPkHc

  =2.484×2850-4×1.96×611=22.2kg

当围包角а=181°15´9"时查表得D2=2.484

2、按动防滑条件

QC≥[]Q+[]×Gd-nPkHc-Qz

=A2Q+C1Gd-nPkHc

经查表当加速度a1取0.5m/s2,A2=2.3,C1=0.15。

则QC=2.3×2850+0.15×2300-4×1.96×402=3748.3kg

经计算满足防滑条件的罐笼最小自重均小于所选罐笼自重，防滑条件满足要求,但在卸载最大件水泵电机时应适当增加配重，已满足防滑条件下的提升容器最小自重的要求。

2.3.7钢丝绳和提升机校验

1、首绳安全系数

提升矸石时

m===10.2>8.2-0.0005H=7.9

提升人员

m===9.9>9.2-0.0005H=8.9

提升大件设备

m===8.3>8.2-0.0005H=7.9

满足要求。

2、最大静张力和最大静张力差

如前计算

最大静张力Fj=15823kg=155070N<215000N

最大静张力差Fc=3994kg＝39141N<65000N

经计算所选提升机满足要求。

2.3.8预选电动机

1、电动机估算功率

P′=×Φ=×1.2=306.3kW                                   

式中：K——矿井阻力系数，取K=1.2；

Q——一次提升人员质量（按宽罐笼计算）；计入罐笼质量差；

Φ——提升系统运转时，加减速度及钢丝绳重力因素影响系数；

ηj——减速器传动效率，ηj=0.92；

2、电动机估算转数

n===488.3r/min

经计算选用Z450-3A型直流电动机，330V，380kW，其额定转速为ne=494r/min，转动惯量md=52.8kg•m2。

3、确定提升机的实际最大提升速度

Vm===5.1(m/s)

2.3.9提升运动学计算

经计算得主加速度a1=0.50m/s2，提升减速度a3=0.50m/s2。

1、正常加速度阶段

加速时间：t1===10.2s

加速阶段行程：h1=×t1=×10.2=26m

  提升速度图力图

2、正常减速阶段

减速阶段时间：t3===9.4s

减速阶段行程：h3=×t3=×9.4=25.9m

3、爬行阶段

爬行时间：t4===6.25s

爬行距离：h4=2.5m

4、抱闸停车时间t5=1s

5、等速阶段

等速阶段行程：h2=H-h1-h3-h4=577-26-25.9-2.5=522.6m

等速阶段时间：t2===102.5s

6、一次提升循环时间

提升人员时：

Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+102.5+9.4+6.25+1+60=1.4s

提升物料时：

Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+102.5+9.4+6.25+1+40=169.4

提升矸石时：

Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+102.5+9.4+6.25+1+12=141.4s

式中: θ—休止时间，提升人员时取60s,提升物料时取40s,提升矸石时取12s。

2.3.10提升系统动力学计算

1、提升系统总变位质量

∑m=m+2mz+4PkLp+2mt+mj+md

   =2850+（4656+5800）+4×1.96×1222+2×2300+6500+5517

   =39503kg

式中：Lp——提升钢丝绳全长Lp=1222m（包括尾绳）。

2、运动学计算（按平衡系统计算）

（1）、主加速阶段

开始时：F1=kmg+∑ma1

=1.2×2850×9.8+39503×0.5=53268N

终了时：F1′=F1=53268N

（2）、等速阶段

开始时：F2=F1′-∑ma1=53268-39503×0.50=33516N

终了时：F2′=F2=33516N

（3）、减速阶段

开始时：F3=F2′－∑ma3=33516-39503×0.50=13765N

终了时：F3′=F3=13765N

（4）、爬行阶段

开始时：F4=F3′+∑ma3=13765+39503×0.50=33516N

终了时：F4′=F4=33516N

2.3.11提升电动机容量验算

1、等效时间

Td=α（+t1+t3+t4+t5）+t2+βθ

=×（10.2+9.4+6.25+1）+102.5+×60=135.9s

式中：α——低速运转散热不良系数，α= 1/2  ；

β——停车间歇时间散热不良系数,β=1/3。

2、电动机等效力

F2dt=F12t1+F22t2＋F32t3+F42t4=1.5×1011N

3、提升电动机作用在滚筒圆周上的等效力

Fd=  = =33541N

4、电动机等效容量

Pd==×1.2=223kW＜380kW

满足要求

经验算，所选电动机符合要求

2.3.12提升机制动力矩验算

===3.9>3

满足要求。

式中：MZ---制动力矩

      MJ---静荷重旋转力矩

2.3.13最大班作业时间计算

最大班作业时间见表

最大班作业时间为2.1h,最大班下井人员时间为12.6分钟.

符合<<规范>>要求。

表2-1  最大班作业时间

2.3.14电控设备

本提升机采用直流拖动，电控设备随主机成套供货。电控设备型号选用JKMK/SZ-NT-778/550-3系列提升机全数字直流电控设备。

2.3.15供电电源

提升机采用双回路供电，一回工作，一回备用。供电电源引自矿井地面变电所，详见地面供电系统图。

2.4开采煤时副井提升能力校核

矿井在初期开采七2煤时设计生产能力为0.30Mt/a，提升高度H=277m，副井提升装置选用以开采二1煤计算为准的JKMD－2.25×4（I）E型落地式多绳摩擦式提升机，提升容器为1.0t双层单车标准多绳罐笼（钢丝绳罐道）。提升钢丝绳首绳选用22ZAB-6V×30+FC-1770-326型钢丝绳左右捻各两根。尾绳选用88×15NAT-P8×4×7-1360型扁钢丝绳2根，该提升设备在初期开采七2煤时一次安装到位，分期担负七2煤和二1煤的开采期的辅助提升工作。

2.4.1提升运动学及提升能力计算

经计算得主加速度a1=0.50m/s2，提升减速度a3=0.50m/s2。

1、正常加速度阶段

加速时间：t1===10.2s

加速阶段行程：h1=×t1=×10.2=26m

2、正常减速阶段

减速阶段时间：t3===9.4s

减速阶段行程：h3=×t3=×9.4=25.9m

3、爬行阶段

爬行时间：t4===6.25s

爬行距离：h4=2.5m

4、抱闸停车时间t5=1s

5、等速阶段

等速阶段行程：h2=H-h1-h3-h4=277-26-25.9-2.5=222.6m

等速阶段时间：t2===43.6s

          提升速度图力图

6、一次提升循环时间

提升人员时：

Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+43.6+9.4+6.25+1+60=130.5s

提升物料时：

Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+43.6+9.4+6.25+1+40=110.5

提升矸石时：

Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ=10.2+43.6+9.4+6.25+1+12=82.5s

式中: θ—休止时间，提升人员时取60s,提升物料时取40s,提升矸石时取12s。

2.4.2提升系统动力学计算

1、提升系统总变位质量

∑m=m+2mz+4PkLp+2mt+mj+md

   =2850+（4656+5800）+4×1.96×602+2×2300+6500+5517

   =34552kg

式中：Lp——提升钢丝绳全长Lp=602m（包括尾绳）。

2、运动学计算（按平衡系统计算）

（1）、主加速阶段

开始时：F1=kmg+∑ma1

=1.2×2850×9.8+34552×0.5=50792N

终了时：F1′=F1=50792N

（2）、等速阶段

开始时：F2=F1′-∑ma1=50792-34552×0.50=33516N

终了时：F2′=F2=33516N

（3）、减速阶段

开始时：F3=F2′－∑ma3=33516-34552×0.50=16240N

终了时：F3′=F3=16240N

（4）、爬行阶段

开始时：F4=F3′+∑ma3=16240+34552×0.50=33516N

终了时：F4′=F4=33516N

2.4.3最大班作业时间计算

最大班作业时间见表

最大班作业时间为2.2h,最大班下井人员时间为10.9分钟.

符合<<规范>>要求。

  最大班作业时间平衡表

结 束 语

  本设计方案符合《煤矿安全规程》，《煤矿工业设计规范》，根据煤矿现场的实际情况，本着一切从实际出发，应用理论知识指导实践的原则，对采区提升系统进行设计。本设计分为三大部分，第一部分为原始资料，第二部分为设计过程，第三部分为参考资料，设计中着重阐述了矿井提升系统中各电气设备的设计过程，如提升容器、提升钢丝绳、提升机和天轮、提升电动机等设备的选择方法，并对其进行整定和校验。设计中详细叙述了提升容器的选择原则和其重要性，通俗易懂。在设计过程中，考虑到多方面因数，选用新型产品，应用新技术，充分满足提升的可靠性、安全性、经济性及技术合理性。

通过设计让我对矿山供电系统有了更加深入的了解，让我学会应用矿山机械理论知识具体解决矿井提升设备选型的技术问题，让我能熟练的查阅技术资料和各种文献，培养了设备的负荷计算、选型及绘图能力，掌握了矿井提升设备的设计步骤及采区设备的选型、整定及校验，掌握了井下的技术经济及矿井安全的基本知识，让我增强了事业心和责任感，树立了为煤炭事业服务的专业思想，对我以后走向工作岗位，有很大的帮助，今后还要掌握更多更好更全面的矿山专业知识，才能更好的为矿山服务。

参考文献

[1]周荣，严万生.煤矿固定机械手册.北京:煤炭工业出版社,1986.

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[4]陈维健,齐秀丽.矿井运输及提升设备[].徐州:中国矿业大学出版社,19.

[5]牛树仁，陈滋平.煤矿固定机械与运输设备[].北京:煤炭工业出版社,1988.

[6]裴文喜，毋虎城.矿山运输与提升设备[].北京:煤炭工业出版社,2004.

[7]中国标准出版社第二编辑室.钢丝钢丝绳及标准汇编[].北京:中国标准出版社,2002.

[8]李启明.煤矿机电设备[].徐州:中国矿业大学出版社,1994.

[9]谢锡纯,李晓豁.矿山机械与设备(第二版)[].徐州:中国矿业大学出版社,2007.

[10]王子午,徐泽植[].常用供配电设备选型手册[].北京:煤炭工业出版社,2006.

[11]王显政，煤矿安全规程[].北京：监察局,2004.

致    谢

  在本次毕业设计过程中，老师对该论文从选题、构思、资料收集到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导，使我对矿井提升运输有了深刻的认识，使我得以最终完成毕业设计，在此表示衷心感谢。老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度、积极进取的科研精神以及诲人不倦的师者风范是我终生学习的楷模。同时也要感谢在学习过程中，关心支持和帮助我的老师，在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意!

在大学三年生活中，得到许多同学的关心与帮助，使我在学习和生活中不断得到友谊的温暖与关怀，最重要的是一种精神上的激励，让我非常感动。在此我要表示衷心的感谢！特别要感谢的是我的家人，一直给予我各方面的关怀和支持。

最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示衷心的感谢！