大饭铺矿副井提升设备选型及布置设计

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1、中文题目：大饭铺矿副井提升设备选型及布置设计外文题目:THE SELECTION AND LAYOUT DESIGN OF LIFTING EQUIPMENT OF THE DAFANPU MINE SHAFT 毕业设计（论文）共60 页（其中：外文文献及译文15页） 图纸共3张 完成日期 2015年6月 答辩日期 2015年6月摘 要随着矿山生产的进一步现代化，提升设备将成为机械化与电气化相结合的先进技术设备。本次毕业设计主要研究煤矿副井提升的关键设备选型与布置，以大饭铺煤矿为例进行设备选择计算。众所周知，煤矿的提升系统是整个煤矿的“咽喉”，是联系井下与地面的唯一通道，所以工作的可靠性尤为重

2、要。更因为如此，提升设备选型的合理与否，直接关系到矿井的安全和经济。因此，确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件选择合适设备。下面是我针对大饭铺矿井的地质、煤层等情况，本着经济、安全原则对大饭铺煤矿副井提升设备进行选型计算，并根据煤矿安全规程验算其合理性。验算结果合理后，根据各设备外形尺寸及安装要求，并考虑运行条件，最终确定提升机房布置图和井上相对位置图。关键词：选型设计；提升系统；安全性；经济性AbstractWith the further modernization of the mine production, lifting equipment wil

3、l become the mechanization and electrification of the combination of advanced technplogy and equipment.This graduation design mainly rifica for example to make the equipment selection. As we all know,the coal mine hoisting system is the key of the whole coal mine,and is the only access link between

4、the underground and the ground. So the reliability of the work is particularly important. Because of this,the design and selection of hoisting system is the basis for the stability of the system.Therefore determined when reasonable lift systerm, must undergo various technical economy comparison, the

5、 union mine pit concrete term choice appropriate equipment.Below is I in view of Dafanpus situations mine pit peology,coal bed. Firstly,this design makes the hoisting equipment selection of the coal mine auxiliary shaft of Dafanpu coal mine,and checks the rationality according to Coal Mine Safety Re

6、gulation. After checking the results reasonably,according to the equipment appearance and size,as well as the installation requirements,taking into account the operating conditions,he engine room layout and Inoue relative position chart are determined eventually.Keywords:Shaping design;Lift system;S

7、ecurity;Economy目录前言11 大饭铺矿井田概况21.1 地形地貌21.2 井田生产能力21.2.1 矿井工作制度21.2.2 矿井设计生产能力21.3 井田开拓方式31.3.1 井田开拓方式分析31.3.2 井筒用途、布置及装备41.3.3 井底车场42 大饭铺煤矿副井提升设备选型62.1 提升方式确定62.1.1 斜井副井提升方式类型62.1.2 斜井副井提升方式选择62.2 提升容器的选择62.3 设计原始资料72.4 副井提升设备选型计算72.5 钢丝绳的选择计算122.5.1 钢丝绳选择原则122.5.2 提升钢丝绳的选择122.5.3 提升钢丝绳的使用和维护163 矿井

8、提升机和天轮的选型183.1 提升机的选择183.1.1 提升机的种类183.1.2 提升机选型计算183.1.3 验算滚筒宽度193.1.4 矿井提升机的制动系统203.2 天轮的选择213.2.1 天轮的用途及种类213.2.2 天轮绳槽与钢丝绳直径的规定213.2.3 天轮的选择214 井架234.1 井架的用途及分类234.1.1 确定井架高度234.1.2 钢丝绳弦长与滚筒中心到天轮中心水平距离254.2 电动机的选择274.2.1 方案比较274.2.2 电动机计算275 大饭铺煤矿的运动学和动力学图像295.1 大饭铺煤矿运动学计算295.1.1 提矸石运动学计算3095.1.2

9、 提人员运动学计算325.1.3 提炸药运动学计算335.1.4 总循环时间计算345.2 大饭铺煤矿动力学计算345.2.1 计算变为质量355.2.2 提升矸石力学计算365.2.3 提升人员力学计算385.3 提升系统速度图与力图385.3.1 矸石提升系统图395.3.2 人员提升系统图396 结论42致谢43参考文献44附录A45附录B51前言 矿产资源在国民经济和社会发展中占据极其关键的地位，是人类赖以生存与发展的根蒂。煤矿提升设备是煤矿重要系统，是联系井下与地面的首要通道，它的运转情况是否良好，对煤矿的安全生产起着重要作用。煤矿的提升系可以划分为：主井提升系统、副井提升系统。主井

10、提升设备主要用于运输有利矿产品，如运输煤炭或各类矿物；副井提升系统为辅助运输系统的核心组成部分，担负着提升岩石、下放物料、提升人员和设备的主要任务。同时提升设备较为复杂一旦产生机械故障，就会造成意想不到结果。矿井连续不断的生产，在很大程度上决定于提升设备是否正常运转，因此提升设备必须运转准确、部件稳定、安全可靠。提升设备的特色：在较短间隔内，以很大的运转速度来回。在此种条件下，为了确保提升容器的安全和可靠，提升设备必须具有很好的保护措置和控制设备。因此，提升设备的选用、设计、运转和维持都必须严格遵守煤矿安全规程的规章。并且它的投资大，动力消耗大，它运转的经济技术合理性在降低成本、节约电能方面具

11、有重要意义。因此，必须正确选择提升设备！可靠性的基本理论和准则是副井提升系统的依据之一，系统本身又有许多独特的特征。同时，影响副井提升系统可靠性的要素许多，壁喻矿井所处的天气条件、地貌地质、人为因素与管理等等。矿井生产的周期很长，“机器”、“环境”状况波动大，两个广进之间的差异性很大，可靠性数据相干联系少，很难被直接彼此引用，这些都表明提升系统设计存在着一定的难度，更具有一定的研究价值。此次，毕业设计的选题十分具有现实意义，以大饭铺煤矿为实例进行副井提升设备的选型与布置设计。将理论与实践相结合，我希望能通过本次设计对煤矿的提升体系有进一步的掌握，日后能够独立的进行煤矿提升方面的设计。 1 大饭

12、铺矿井田概况1.1 地形地貌井田坐落于鄂尔多斯高原的东部，整体体地势为北高南低，最低点处于南部的黑岱沟中（周家圪塄南东侧），海拔标高为+1115.7m；最高点处在北部界限附近（肖家圪坦北侧），海拔标高为+1286.8m，其最大高差为171.1m。正常海拔标高为+1150.0+1250.0m，相对高差大概100m。井田内第四系风黄土广布，地形切割猛烈，具有典型的高原侵蚀性丘陵地貌特点。1.2 井田生产能力1.2.1 矿井工作制度矿井设计330d为年工作日，每天净提升时间为16h。1.2.2 矿井设计生产能力大饭铺井田具有丰富储量，煤层赋存稳定，且平缓的倾角，布局简单，考虑市场供需等各类因素，设计

13、它的生产能力为1.8Mt/a、2.4Mt/a、3.0Mt/a三个方案。经多次分析论证，矿井设计生产能力为3.0Mt/a时，但是矿井服务年限尚不足50a，所以，它的设计不能满足规范要求，不予推荐此设计。而将设计生产的能力确定为1.8Mt/a和2.4Mt/a时，相对应的服务工作年限为68a和51a，二者都是可行的，其主要理由有：（1）井田内部每层的储量丰厚，所含资源量极为丰富。主要开采的6号煤层自然厚度10.51m35.10m，平均27.13m，为稳定可采的特厚煤层；初期开采的5号煤层自然厚度平均2.35m，为较稳定的可采煤层。故井田有建设1.8Mt/a和2.4Mt/a矿井的资源条件。（2）井田具

14、有简单地质构造；它的水文地质条件也不复杂；井田内有两条坐落于井田东部边界的断层，20m的落差，走向短，对开采不会有太大的影响；煤层倾角一般5左右；矿井属低瓦斯矿井。综合机械化开采对于上述条件是有利于的，故井田具备建设1.8、2.4Mt/a的矿井。（3）具有良好的铁路外运条件。矿井工业场地临近矿区专用铁路，是建设车站的不二之选，交通方便，铁路运输足够。（4）产品市场需求前景看好。本矿井所采煤层为中高热值、低硫、高灰熔点长焰煤，是优质发电配煤，是市场畅销产品，拥有十分广阔销售前景。（5）目前我国广泛使用走向长壁或倾斜长壁采煤法，58.1%的煤矿产量，也是国际上高效高产综采工作面的布置形式，工作面长

15、度大约300m左右，走向推进长度可达至3000m以上，牵引速度被电牵引采煤机进一步提高，进一步提高了采煤机性能。根据井田煤层特点，主要可采煤层均采用综采和综掘；胶带运输机连续运输井下煤炭，辅助运输采用顺槽连续牵引车运输及大巷蓄电池机车；对设备配套能力及可靠性、管理水平以及矿井自身条件进行综合分析，采高2.03.0m的煤层，其单产能力可达到2.03.0Mt/a。（6）较合理的服务年限和较好的投资效益是另一个特点。设计对1.8Mt/a、2.4Mt/a两种井型进行了井巷工程量盘、回采工作面个数、单位成本、建井工期、区数目、矿井服务年限、吨煤投资等方面进行比较。2.4Mt/a与1.8Mt/a相比，井巷

16、工程量与建井工期基本相同，移交生产时均需要一个回采工作面，但万吨掘进率、单位生产成本和吨煤投资显然前者较高，投资回收期长，所以设计能力在2.4Mt/a时，它的投资效益最好。因此分析，本矿井丰富的煤炭资源、优良的煤质；赋存稳定的煤层，构造简单的地质；优越的交通条件；相同的条件下，邻近矿井的生产实践证明其综采设备是可靠的。矿井生产能力可定为2.4Mt/a。1.3 井田开拓方式1.3.1 井田开拓方式分析井田开拓应符合统简单、尺寸适中、系技术可靠、流程顺畅、布局合理、接替有序、能力适当、集中有度、效益优先的原则。井下开拓布局必须根剧矿井通风设备能力、涌水情况及装备能力、运输方式、以及巷道维护等确定，

17、倾向西北的单斜构造，大巷无论沿南北还是东西向布置，一组大巷均能穿过井田的中部服务于整个井田。基于井田地形与交通运输条件，计提出斜井开拓、斜立混合开拓与立井开拓三个方案。三个方案技术比较如下：方案一主要优点：煤炭采用胶带提升，系统简单、运输连续、成本低、便于管理；副斜井应用于提升设备和材料，结构简单，大件运输是有利的，且成本低；一旦井下出现事故时利于人员及时撤出地面，有利于安全。主要缺点：主斜井长1070m，施工时间较长；井筒压煤量较大。方案二主要优点：采用胶带提升运输煤炭，具有运输连续、系统简单、便于管理、成本低；副立井提升材料和设备，提升速度快，提升量大。主要缺点：井巷工程量大，主斜井长10

18、70m，施工时间较长；副立井系统复杂，提升大件需要拆装；一旦井下出现事故人员撤出地面时，不如斜井方案有利。方案三主要优点：井底联络容易，井筒施工快；且压煤量少；副立井提升材料和设备，提升速度快，提升量大。主要缺点：井巷工程量大；煤炭采用箕斗提升，系统复杂、运输不连续、硐室工程量大、装备多、投资高、管理不便、成本高；副立井系统复杂，提升大件需要拆装；一旦井下出现事故人员撤出地面时，不如斜井方案有利。从技术方面分析，方案一优点较多，虽然副斜井提升能力不如立井方案大，但完全能够满足提升要求，故技术方面方案一有利。拥有比较合理的技术、经济，推荐方案一设计，即斜井开拓方案。1.3.2 井筒用途、布置及装

19、备布置3个井筒在矿井投产时，即主、副斜井和回风立井，矿井工业场地布置主斜井和副斜井，工业场地北端的风井场地布置回风立井，三个井筒担负全矿井生产期间的提升通风等任务。（1）主斜井全矿井煤炭提升任务由主斜井担负，还兼作进风和矿井安全出口。井口标高+1155.0m，净高4.05m，净断面积18.15m2，井筒净宽5.2m，井筒全长1070m，倾角16。井筒内一侧装备一条带宽1400mm，另一侧布置一组架空人车器（猴车）、运输能力1500t/h的胶带输送机。井筒内敷设1趟压风管和1趟消防水管以及通讯电缆等，并设有扶手及台阶。（2）副斜井副斜井的任务提升运输设备、材料及全矿井人员，并兼作进风井和矿井安全

20、出口。井口标高+1155.0m，井底车场标高+860.0m，井筒净宽5.0m，净高4.1m，净断面积17.82m2，倾角23，井筒全长755m。井筒内铺设900mm轨距双轨、30kg/m，敷设1趟消防洒水管路、3趟排水管路以及通信电缆、动力等，并预留通信电缆、动力位置各两根。井筒内设有台阶及扶手。（3）回风立井井筒断面23.7m2，井筒直径5.5m，垂深326m，倾角90，承担全矿井的回风；敷设1趟灌浆管路；设置梯子间用于安全通道。1.3.3 井底车场矿井为开采煤层群的综采矿井，设计采用集中大巷开拓全井田，三条大巷以及井底车场全部置于6号煤层，井底车场布置需简单适用、运输畅通。结合井田开拓部署

21、及运输方式，并根据煤层的赋存情况，本着尽可能多做煤巷的设计原则，矿井投产时在副斜井井底布置+860.0m水平井底车场及硐室，负责人员等辅助运输任务、开采全矿井各煤层的材料。根据井筒与大巷的位置关系和轨道系统辅助运输特点，井底车场采用折返式。车场巷道及硐室的布置与轨道运输的调车方式、货物装运方式、车辆运行方式等特点相适应。车场巷道布置如下：1）副斜井井筒落底后直接通过竖曲线连接井底车场，且通达辅助运输大巷，所以本车场为一条直线巷道车场，在车场内布置双轨，两条线路通过道岔调车，布置合理，使用方便简单。2.）井底车场设有高低道，长度25m；设有调车线和存车线，长度均为50m。为双轨系统运输，车场内分

22、为进车线与出车线，为双向运输，调度机车可以通过连接进出车线的道岔来循环牵引车场内车辆。2 大饭铺煤矿副井提升设备选型2.1 提升方式确定2.1.1 斜井副井提升方式类型以斜井为开拓方式的的矿井中，常用的提升方式为串车提升。（1）根据运输方向不同，可分为单钩与双钩串车两种。单钩串车提升：投资小，生产能力小，井筒断面小，耗电量大，但可用于多水平提升。产煤量大约在210 kt以下的小型矿井多为用单钩提升，和倾角在25以下的矿井适用于单购串车提升。双钩串车提升：单水平，但投资大，生产能力大，井筒断面大。300 kt左右的年产量的矿井多采用双钧，适用于倾角在25以下的情况。（2）根据不同形式的车场，可分

23、为平车场提升、甩车场提升4。甩车场特点：摘挂钩方式安全方便、井口布置与地面车场紧凑、配置简单、井架高度低；缺点是操纵过程复杂、提升能力弱、提升所用循环时间长、每次提升电动机需要多次换向。单钩提升用于甩车场偏多。平车场特点：平车场操纵比甩车场简单，没有以上甩车场的各种缺点，车场运输能力大。阻车器为其辅助设备。双钩提升用于平车场的情况较多。2.1.2 斜井副井提升方式选择大饭铺煤矿年产量240万吨，为较大型的煤矿，所以且倾角为23，所以选择平车场双钩提升。甩车场虽然结构简单，布置紧凑，但是提升电动机在工作中需要停车、反转，甩车过程会增加循环时间，所以提升运输又因此变小。平车场循环时间较短，生产能力

24、大。所以此次设计选择平车场双钩提升。2.2 提升容器的选择1）提矸石3：1.5t固定式矿车，自重960kg，最大载重2700kg，容积1.7，轨距900mm，轴距600mm，外形尺寸210013001150mm；2）运送人员3：XRC15-9/6，人数15人，最大牵引速度4m/s，最大牵引力6kN ，轨距900mm；3）运送设备材料：MLC5-9，载重5t，外形尺寸13201300940mm；2.3 设计原始资料1）年提矸石36万t；2）最大班下112人；3）最大班下材料20车；4）最大班设备8车；5）最大班下长材6次；6）最大班下雷管、炸药1次；7）最大班下支护材料20车；8）最大班下设备8

25、车，9）最大班下其他15次；10）最大班下最大件一次（重量22500kg，运送最大件平板车重量2263kg）；11）井筒倾角：=2312）井筒斜长：755m； 13）矿井工作制度：年工作日330d，日工作16小时；14）提升方式：斜井平车场双钩串车提升；2.4 副井提升设备选型计算估算一次循环时间1）基本参数（1）提升速度根据参考文献5，井上、下车场平车场速度取=1.0m/s。提人时最大提升速度取=4.0m/s，提炸药时最大提升速度取=1.0m/s，提其他物料时最大提升速度取=4.7m/s，。（2）提升加、减速度文献1规定：对于用串车提升升降人员时，加速度a1、减速度a2一般取0.5m/s2，

26、初始加速度取a0=0.3m/s2。对于升降物料没有限制，一般不大于0.7m/s2，所取之值不得大于自然价减速度。本设计取0.5m/s2。 2）升降人员时（1）一次循环时间6 (2-1) s式中： 提升人员一次循环时间，s； 提升斜长，井上下运人时，通常情况下较井筒斜长少3040m，即=755-30=725m； 提升最大速度，=4 m/s； 升降人员的休止时间=8090s，取80s（同侧上下人员）； 主加速度m/s2。 （2）一次提升人车数确定 最大班60min内下放工人次数： 次 (2-2) 次 (2-3)满足上述两个计算结果，取Z=2次。式中： 60文献1规定，斜井提升系统最大班下放人员的时

27、间60min； 估算一次提升循环时间，269.25s； 最大班下井人数，=73人； n11次提升人数，取1次提升人车数3辆，n1=45人。（3）车钩强度验算 （2-4） 60000N式中： GWZ人车头车自重，1908kg；GSZ挂车自重，1767kg；轨道倾角，=23； f1矿车与轨道的阻力系数，采用滚动轴承f1取0.015。一次提升3辆人车，车钩强度满足要求。3）提升矸石（1）估算一次提升循环时间 提升斜长： (2-5) m式中：井底车场长度9（自井底弯道开始点至井底尾车停车点的距离）与串车长度有关，取30m；井口以上直线运行长度，自井口至道岔的距离，取20m； L井筒直线段斜长，自井筒底

28、部直线段开始点到井口的距离，755m；车组在井底车场运行时间与加减速时间： (2-6) s （2-7）则提矸石循环时间： （2-8） s式中： 提升矸石一次循环时间，s； 加减速段运行距离，m； 平车场摘挂钩时间=25s；（2）根据矿井年产量要求计算矿车数小时提升矸石量 t/h （2-9）式中： c提升不均匀系数，仅一套提升设备c=1.25； af提升能力富余系数，取1.2； An矿井年产量，240万t/a，矸石产量取15%20%； br年工作日，330d； t日提升小时数，16h；一次提升量 (2-10) 一次提升矿车数 单个矿车装载量 （2-11） t （2-12） 个由计算取矿车数取5。

29、式中： 装载系数，当倾角为2125时，取0.95； 煤的松散密度，kg/m3； V矿车有效容积，查取31.5t矿车容积为1.7m3；（3）验算车钩强度 (2-13) N式中： 单个矿车自重质量，kg； 轨道倾角，=23； f1矿车沿轨道运行的阻力系数，滚动轴承运行，f1取0.015。由此可知，一次提升5辆矸石车，车钩强度满足要求。3）提升炸药 因为炸药的运输带有安全隐患，所以根据文献1第313条规定： 水平巷道和倾斜巷道内有可靠的信号装置时，可选择钢丝绳牵引的车辆运送爆炸材料，但炸药和电雷管必须分开运输，运输速度不得超过1m/s.运输电雷管的车辆必须加盖、加垫，车厢内以软质垫物塞紧，防止震动和

30、撞击。循环时间计算 （2-14) s2.5 钢丝绳的选择计算2.5.1 钢丝绳选择原则应根据钢丝绳的特点和使用条件来选择钢丝绳。钢丝绳的不同结构导致不同的结构特点，因此要因材施艺，我国提升钢丝绳多用同向捻绳。 此外，还应考虑如下因素:a在井筒淋水大，酸碱度较高的水，且提升钢丝绳处于出风井中，严重腐蚀，应选择鍍锌钢丝绳；b 磨损为主要损坏原因时，外层钢丝绳多选用较粗类型，如6（19），67或三角股等；c 弯曲疲劳为主要损坏原因时，三角股钢丝绳或线接触式应优先选用，如6T（25），6W(19)等；d 钢丝绳使用处有高温和明火，常常选用我国经常使用的提升钢丝绳。 2.5.2 提升钢丝绳的选择1）选择

31、计算的方法在钢丝绳工作中会受到多种力：静、动应力，扭转应力、接触应力、弯曲应力及挤压应力等，另一中坏损形式：磨损及锈触使钢丝绳被破断。结构复杂的钢丝绳，对其质量存在影响的因素也很多，很多现在的公式不足以反映出真实情况，所以，不能按疲劳强度计算。现在经常应用的方法，依照静负荷计算钢丝绳强度，结合安全系数最后选取合适的钢丝绳。2）提升钢丝绳选择计算（1）计算钢丝绳最大斜 （2-15）提矸石时： m提人时： m式中：井口至阻车器的距离，取取8m； 阻车器至摘钩点距离，一般为1.5n2； 固定式矿车=； 人车=1.534.97=22.37m。选取摘从钩点到井架中心的水平距离，取（2.54）；从提升机滚

32、筒中心到天轮中心水平距离；井口处钢丝绳牵引角，为了防止矿车在井口出轨掉道井口处的钢丝绳牵引角要小于9，此处取9。（2）钢丝绳的选取 图4-1 斜井钢丝绳计算图 Fig4-1 Wire rope calculation chart每米钢丝绳质量，根据图4-1式：提升最大件： （2-16）提升人员： 依据计算结果，在参考文献2选取钢丝绳，6V7类异形股钢丝绳，每米质量4.22kg/m，最小破断拉力680kN，直径32mm。式中： 井筒倾角，；摩擦阻力系数，矿车是滚动轴承，所以取=0.015；钢绳在井角中运动的阻力系数，部分在地辊上时取0.2；重力加速度，9.8m/s2；钢丝绳公称拉强度，选取170

33、0兆帕斯卡；钢丝绳所有断面积之和，；钢丝绳安全系数。具体数值查阅文献1准则如下：若为单绳缠绕式提升设备所用新钢丝绳安全系数： 专为升降人员：9； 升降人员和物料：升降人员或混合提升时9，升降物料时7.5； 专为升降物料：6.5.若为摩擦式提升设备用新钢丝绳安全系数： 专为升降人员：9.20.0005H； 专为升降物料：7.20.0005H； 升降人员和物料：升降人员或混合提升时，9.20.0005H； 升降物料时：7.20.0005H。(3)验算钢丝绳安全系数提最大件时： （2-17） 提人时： 式中： 最小钢丝绳的破断拉力总和=1.156Q，为钢丝绳最小破断力。由上可知，安全系数满足要求，可

34、选此钢丝绳。2.5.3 提升钢丝绳的使用和维护a使用之前的检査验收立即开包检查新到货的钢丝绳，核对钢丝绳质量证明书与实物和说明书的相符性，依据合同标准对钢丝绳进行检验，确保与其配套使用的机器或设备相匹配。l )外观检查。检查钢丝绳结构、直径、重量和长度是否与满足订货要求；2 )性能检验。主要检验钢丝绳的破断拉力总和，还需要检验：反复弯曲、抗拉强度、扭转和镀层重量等各种标准。b运输、装卸和储存1运输过程上下车时，钢丝绳应用绳索穿入轮轴轴孔或用钢管插入轮轴轴孔后再用绳扣套在钢管两端装卸，要防止钢丝绳从高端坠落，搬运过程中要防止与硬物件触碰，防止损坏。为了防止由雨水造成的腐蚀，钢丝绳应用物品进行覆盖

35、。钢丝绳的储存空间条件：有遮挡的场所、通风良好、无化学腐蚀性气体、无高温、干燥、无灰尘、干净。应用防水材料隔离这些不良因素。 c使用中的润滑和涂油钢丝绳在生产过程中便有润滑剂保护，尤其在存储、运输和使用前期；但是，为了达到最好的使用状态，钢丝绳在使用期间也要涂抹润滑油，具体使用哪种润滑油要依据情况而定。制造期间使用的润滑剂与使用期间所涂的润滑剂必须一致。所用润滑油不能损坏使用状况，应选择钢丝绳制造商所介绍的。正确涂抹方法：刷子涂油、便携式压力喷射涂油、高压喷射涂油、点滴涂油。错误地使用润滑剂很可能造成钢丝绳性能降低，检测不到钢丝绳内部的腐蚀情况是由此导致的情况。d使用中钢丝绳的检查更换 1 )

36、检查周期钢丝绳的检査一般分为日常检查、定期检查和专项检査,检查的项目、部位和周期应按照相关的规程或标准的规定执行。 2)检查部位钢丝绳应检查所有可见部位，尤其是固定、运动绳的始末；绕过滑轮或通过滑轮的绳段；位于定滑轮的绳段；易磨损绳段也要注意检查；钢丝绳从上层到下层的关键部位和处于热环境的部位；绳端固定部位应特别注意下列部位的检査：从固定端引出的绳段；绳端固定装置的变形或磨损；可拆卸装置的内部状况；3 )报废标准钢丝绳的报废标准应按照相关的规程和标准的具体规定执行。在具体工作中，考虑以下项目的安全水平对断丝的性质和数量以及绳端断丝；断丝的局部聚集；弹性降低；断丝的增加率；受热和电弧影响引起的损

37、坏；绳股断裂；外部磨损；外部及内部腐蚀；永久伸长的增加率。3 矿井提升机和天轮的选型3.1 提升机的选择3.1.1 提升机的种类矿井提升机是设备的关键，主要类别单绳缠绕式、多绳摩擦式及内装式10。最早出现的提升机为单绳缠绕式，一端在滚筒上，另一端悬挂在天轮，根据滚筒转动方向的不同这一原理，完成提升任务。在竖井、斜井、中小型矿井及凿井中很受欢迎。多绳摩擦式提升机有多跟钢丝绳缠绕在上面，由摩擦力带动进行提升运动。质量、体积小、安全也能保障，因为其特点适用于深井工作，很受欢迎。 内装式提升机是拖动机在摩擦轮内部电动机转子与摩擦轮成为一体，机械与电气在提升机内结合是一个新的高度，可以说是新的里程碑。电

38、动机的转子与定子由摩擦轮和主轴来代替。同时，主轴作为冷却风道，不但达到了冷却目的又减少了转动惯量。它体积、质量小、设施简单、设备造价、运行费用低，各项指标都表现出了不一样的优越性。这引起了提升机使用和维修的变化，引导人们评价用新理念评价提升机。3.1.2 提升机选型计算提升机的计算是设计的十分关键的，正关系着特征参数的选择还会影响整体设备的经济。核心参数有：提升机滚筒直径，滚筒宽度，最大静张力及最大静张力差。 大饭铺煤矿选取双钩平车场串车提升，因此选用单绳缠绕式提升机。a计算提升机滚筒最小直径根据文献1规定：井上： （3-1）因所选钢丝绳为6V7，钢丝绳比较粗，故只按下式计算值 80=8032

39、=2560mm式中： 滚筒最小直径，mm； 钢丝绳直径，mm；b作用在滚筒上的最大静张力和最大静张力差最大静张力: （3-2） N双钩最大静张力差： （3-3） Nc选提升机型号根据，自参考文献5提升机规格表3-1中查取适当型号。必须满足，由此选择2JK-3/20提升机，直径3000mm，滚筒宽1500mm，最大静张力130kN，最大静张力差80kN和传动比20，滚筒中心距1628mm，变为质量11648kg。3.1.3 验算滚筒宽度 (3-4) m 式中： 钢丝绳实验长度，串车提升时因钩头部分常被压坏而剁掉，故取40m6； K缠绕层数，取2； 相邻两线圈的间隙宽度，取2毫米5。当时为满足要求

40、，但差值过大，可加大值。若，可 采取减小值或者将其实验绳储存在滚筒中，这些办法仍不能满足要求，只得加大一级提升机。本设计经过多次实验，满足要求可以使用。3.1.4 矿井提升机的制动系统制动系统又为矿井提升机的核心由制动器（也称闸）和传动机构组成，盘式制动系统和块式制动系统为它的主要分类，作用于制动轮盘上产生制动力矩是制动器工作方式，并由调控系统调节。a制动系统的作用1）正常停车。提升机在停止工作时，能可靠地闸住。2）工作制动。在正常工作时速度控制。滚筒上制动力矩、加闸来调控速度。3）安全制动。当提升工作异常或发生事故（速度过高、过卷、电流欠压）时，提升机能够被迅速平稳地夹住。4）更换水平或调绳

41、时，闸住滚筒同时固定滚筒被松开。b对制动系统的要求1）制动过程中最大制动力矩不得小于最大静负荷力矩的3倍。2）在调整滚筒的相对位置时，制动力矩不得小于提升容器与钢丝绳重力产生的静力矩的1. 2倍。3）安全制动发生在立井和倾斜井巷中，提升减速度必须符合表4-1的规定。表3-1 提升加速度Tab3-1 Lift acceleration倾斜角度151530及立井上提重载5下放重载0.750.31.54）对于摩擦式提升机，工作中减速度，不可超过滑动极限（不引起钢丝绳打滑）。 5） 安全制动要求：自动、迅速和可靠；空动时间要求： 油压块闸制动器0.6s；盘式制动器0.3 s；压气块闸制动器 0. 5

42、s。在斜井提升中，为了保证不发生松绳需要提高空动时间，上提时可不受限制。 3.2 天轮的选择 3.2.1 天轮的用途及种类 天轮作用引导钢丝绳的转向，安装在最高的天台上。天轮形式多为以下三种：a井上固定天轮； b凿井及井下固定天轮；c井下及地面斜井使用的游动天轮。天轮的结构形式有下列三种： a直径不大于3000mm时，多采用整体铸钢或铸铁的结构；b直径等于3500mm时，则多采用模压焊接结构；c直径不小于4000mm时，多采用模压焊接及切接结构，有时候在井下为运输安装的需要，多作成裝配式的天轮结构。 天轮轮缘的质量影响着钢丝绳的寿命。提升机起动和停止由于惯性会产生相对滑动将，会使磨损增减，所以

43、要尽量减轻轮缘的重量。其次，轮缘的材质和绳槽沟的半径对钢丝绳的使用寿命也有影响。钢丝绳的半径要小于绳槽沟半径。 绳糟沟开角多为4060。 带有衬塾（材质有橡胶，牛皮，铝合金及塑料等）的天轮可延长使钢丝绳寿命，天轮材质多为铸铁（铸钢或钢板压模常用来制作不带衬垫的天轮）。虽然铸钢天轮成本低，但是维修费用较多。铸钢及压模正好相反， 费用昂贵但是需要维修量较小。目前，全国各地所使用的天轮多数为滚动轴承，少部分为滑动轴承。滚动轴承具有诸多优点：转动效率高，不需研瓦，更换方便，维修量小，寿命长等优点。3.2.2 天轮绳槽与钢丝绳直径的规定文献1规定：通过天轮的钢丝绳必须低于天轮的轮缘，其高度差不得小于钢丝

44、绳直径的1.5倍。使用带衬垫的天轮，各段衬垫磨损达一个钢丝绳直径的深度时，或沿侧面磨损达钢丝绳直往一半时，该衬垫必须立即更换。天轮检査的规定。3.2.3 天轮的选择a确定天轮类型固定式与游动式为斜井天轮的主要两种。为了使提升机与天轮的距离减小，而又满足偏角不超过130的要求，可以使用游动天轮，但它的维护工作量较大，容易出现故障，所以，只在井下及小斜井才选用，一般地面斜井天轮都选用固定式。因此，大饭铺煤矿副井提升选择固定式天轮，且斜井提升机钢丝绳在天轮上的围包角小于90。b计算选择天轮直径井上： 90时，60=6032=1920mm （3-5）式中： 钢丝绳直径，mm；根据计算结果，从参考文献3

45、选择天轮：井上选择TSG3000/18，变位质量781kg。4 井架井口到最上面的天轮轴心线之间的垂直距离为井架高度。对高度要求极其严格，如果不符合要求有可能造成重大人身事故，但是加大井架高度的同时又会使钢材的用量增加，正确的计算井架高度决定着安全经济两重意义。4.1 井架的用途及分类井架是提升系统的核心部件，也是矿井地面的最高的主要的建筑物。井架用来承受各种载荷（架设普停罐装置，固定罐道和卸裁曲轨）按照其材质分成以下几种。 a木井架木质井架服务矿井特点为产量低，年限比较短(8 10年左右) ，服务水平浅，临时性的施工。b金属井架金属井架应用普遍，工厂制造，加工成可装配的金属组合构件，可在施工

46、地点随时进行装配。金属井架的优点：弹性大，服务年比木井架长，易调整，长耐火性好，耐振动。其缺点：消耗钢材量大，造价较高，容易锈蚀，因此维护和防腐必须加强。c钢筋混凝土井架 钢筋混凝土井架与以上两种应用比较广泛，适用于有比较长的服务年限，并且自身的耐火性能良好、钢材用量相对较少、刚度与抗震性能良好。但是自身也多诸多缺点：因为质量较大，所以基础的建设必须着重处理，这就造成了成本普遍偏、施工期较长。但是钢筋混凝土井架在市场中很受欢迎，多绳摩擦式提升机、单绳缠绕式提升机均可采用此中井架。一种新型整体移动式的钢筋混凝土井架现已研发成功。在建井工地附近可以制作，即边建井边制作，而后整体移动至井口，找正后浇

47、灌在井口的基础上。这样就缩短了建井施工时间，提高了经济效益。整体移动式钢筋混疑土井架将会得到越来越广泛地应用 。此次，大饭铺煤矿选择钢筋混凝土井架。4.1.1 确定井架高度图4-3 斜井双钩平车场井口相对位置Fig4-3 The relative position of inclined flat field wellhead hook井架高度： （4-1） 式中：井口至阻车器的距离，取8m； 阻车器至摘钩点距离，取1.5n； 固定式矿车 =；摘钩点至井架中心的水平距离，取（2.54）；摘钩后矿车自钢绳丝下通过处，距摘钩点的距离，取4m；天轮半径，1.5m。钢丝绳实际牵引角即： （4-2） 式中： 天轮半径，1.5m； 井架高度，m。4.1.2 钢丝绳弦长与滚筒中心到天轮中心水平距离（1）计算钢丝绳弦长根据文献1规定天轮到滚筒的钢丝绳，其最大内外角不得超过。 根据偏角的限制，可计算出最小弦长。固定天轮双钩提升，按内、外偏角计算：内偏角 (4-3) m 外偏角 (4-4) m 式中： 滚筒宽度，1500mm；两滚筒间距，mm；两滚筒中心距，自提升机参数表中查得，1628mm；s井筒中轨道中心距，S=1300+200=1500mm；容器（矿车、箕斗）最突出部分宽度，1300mm。（2）计算滚筒中心到天轮中心水平距离为了使井架斜撑不到提升机基础，则按下式计算：