第三部分矿井提升设备选型设计设计原始数据主井提升：1、矿井年产量A=90万吨；2、工作制度：年工作300天，日工作18小时；3、矿井为单水平开采，井深4、提升方式为立井单绳缠绕提升；5、散煤容重r=0.9t/m³。

设计要求：1、矿井深度数H S=270米；2、装载高度H2=18M；3、卸载高度H X=18M；一、提升容器的选择在矿井年产量，工作制度一定的情况下，我们可以选择大容量容器低速提升，也可选择小容量容器以较高速度提升，这两种提升方式，前者因容量大，所需提升钢丝绳直径粗，提升机直径大，电动机功率大。

一般认为经济的提升速度为V j＝（0.3～0.5）√H ＝米/秒式中 H——提升高度（米）一般情况下取中间值进行计算，即V j＝0.4√306＝7米/秒,对于箕升H=H S+H X+H Z＝270＋18＋18＝306（米）式中H S——矿井深度=270米；H X——卸载水平与井口高差（卸载高度），箕斗提升H X=18m.H Z——装卸高度，箕斗提升H Z=18m。

根据经济速度，可以估算经济提升时间T j=V j/a＋H/V j＋u＋θ＝7/0.8＋306/7＋10＋10＝72.5（秒）式中α——提升加速度，对于箕斗，可取0.8米/秒2。

u——容器爬行阶段附加时间，可暂取10秒（对于箕斗）。

θ——每次提升终了后的休止时间，可暂取10秒。

从而可求出一次经济提升量Ｑj ＝C·a f·A a·T j/3600bt＝1.15×1.2×900000×72.5/(3600×300×18)＝4.63吨/次式中A n——矿井年产量90（吨/年）a f——提升富裕系数，对第一水平要求≥1.2C——提升不均匀数有井底煤仓c=1.15t——日工作小时数（一般取18小时）b——年工作日（一般取300天）根据计算所得Ｑj从箕斗规格表中选取JL-6型立井单绳箕斗。

主要参数如下：型号：JL-6 名义装载质量6t有效容积：6.6m3提升钢丝绳直径：43mm钢丝绳罐道直为32～50mm；数量为4个刚性罐道：2个380N/m钢轨箕斗质量：5t最大终端负荷：12t 最大提升高度：700m箕斗总高：9450mm 箕斗中心距：1370mm适应井筒直径：4.5m 适应提升机型号：2JK-3（3.5）箕斗实际载货量Q=5×0.92=4.6t箕斗选定后因实际载重与经济提升量一般情况下不相等，所以要按照实际载重，重新估算一下完成生产任务所需提升循环时间T`x：T`x≤3600btQ/Ca f A a＝3600×300×18×6/(1.15×1.2×900000)＝93.9(秒)式中：Q――实际载重量6t从而可以估算出完成生产任务所需提升速度的最小值V`：V`≥[a(T`x－u－θ)－√a²(T`x－u－θ) ²－4Ah≥[0.8(93.9－10－10)－√0.8²×73.9 ²－4×0.8×306]/2≥4.48(米/秒)选定提升机时按V`确定提升速度Um、减速器减速比以及电动机转速n e等。

三、提升机及提升电动机的选择1、滚筒直径：D′=80d=80×43=3440mmD″=12002.2δ=2640mm=1200⨯最大静张力：Fj=Q+Q Z+PH-qH h=11000＋46×306=124076N最大静张力差：Fc=Q+PH-qH=50000+46×306=64076N上式中：H h——尾绳环高度q——尾绳子每米重力，无尾绳时q=0根据上列四值“D′、D″、Fj、Fc”选提升机的直径为D=3.5m，卷筒的宽度B=1.7m。

滚筒缠绕的宽度： B′=1.64因B＜B′＜2B 所以缠绳子两层2、计算确定的提升速度：按Vm=3.14D n D/60i列表如下：从表中查出Um=5.893为提升速度，对应的减速为i=11.5，转为不大于750r/min。

提升机的型号基本技术参数如下：型号：2JK-3.5/11.5 卷筒直径：D=3.5m卷筒宽度：Ｂ＝1.7m []FC=115000N，m axm axFj=170000N，[]减速器输出最大动扭矩Mmax=200KN.m变位重量：G=23.5t两卷筒中心距S=1.84m。

3、估算电动机功率：P′=KQUmφ/1000η=476.8KW式中：K——矿井阻力系数：1.15,φ——动力系数1.3η——减速器效率两级减速为0.85按P值及与Um对应的电机转数No,预选电动为：YQ500-12/1180型绕线型电机，其技术参数：Pe=500KW,Ne=492r/min,ηd=0.91 GD 2=6620N.㎡λ=2.74、选定天轮：天轮直径：D ‵t=80d=80×43=3440mm D 〝t=1200δ=1200×2.2=2640mm 按上值选定天轮的型号为：TSG193000型，变位质量：Mt=781khg 四、提升机与井口的相对位置 1、滚筒直径：33608.2120012003440438080'''=⨯===⨯==δD d D最大静张力：h z j qH PH Q Q F +++=T 1.130100031663.611=+÷⨯+=最大静张力差：qH PH Q F c -+=T 1.8100031663.66=÷⨯+=选滚筒直径为3.5m ，查表2-2-1得2JK-3.5/20型 提升机具体参数如下：滚筒个数：2个 滚筒直径：3.5米 滚筒宽度：1.7米 两卷筒中心距：1840mm 两滚筒间距：140mm 钢丝绳最大静张力差：115KN 钢丝绳最大静张力：170KN 最大钢丝绳直径：43mm 减速比：20 提升高度(最大)：1000m 电机转速：750转/分 提升速度：12m/s 卷筒中心高：700mm 提升机复位质量：24.5T 电动机最大转矩：15KN 减速器最大扭矩：300N ·m计算滚筒上缠绕宽度B ˊ：()()m d D H B 5.1154434335.314.330316330'==+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+=+⎪⎭⎫ ⎝⎛++=επB ′<B ，因此缠绕一层可以满足要求。

从而确定提升机为2JK-3.5/2。

2、估算电机功率：ϕηjmKQV P 1000'=式中：K —矿井阻力系数，K=1.15ϕ—动力系数，ϕ=1.3η—减速器效率，η=0.85KW P 19685.010*******.1315.14'=⨯⨯⨯⨯=由此可见，根据计算结果及提升机转速，查教材附表4， 选择YR-200-10/1430型电动机。

3、选定天轮： 天轮直径：33608.2120012003440438080''=⨯===⨯==δTT D d D根据上式，选用天轮直径为D T =3.5m ，型号 TSH3500/23.5， 具体参数为：名义直径为：3500mm 绳槽半径为：23.5mm 钢丝全部断破总和为1420000N 两轴承中心距：1000mm 轴承中心高：255mm 变位质量：1133㎏自身总质量：3640㎏ 四、提升机与井口的相对位置 1、井架高度175.0++++=t g f x j R H H H Hm3.40175.175.0101018=+⨯+++=取H j =40米式中：H x —卸载高度，取18mH f —过放高度，取10m H g —过卷高度，取10m R t —天轮半径，取1.75m2、提升机滚筒中心到井筒提升中心线间的水平距离L s ：m D H L j s 2.315.35.3406.05.36.0'=++⨯=++≥3、计算弦长L x ：()()22t S jx R L C HL -+-=式中：C —滚筒中心线与井口水平的高差，取1.3m()()m L x 1.2575.12.313.14022=-+-=因Lx=25.1<60，满足要求 4、一层缠绕时内偏角：()xn L B B a S arctg22'---=α 式中：a —两滚筒间的挡绳板间的距离，取2.3m()48.11.2525.17.12140.0840.1=⨯---=arctgn α=1°28′<1°30′5、钢丝绳的下出绳角：满足要求，arcSinarctg arcSinarctgL D D arcSinR L C H arctgxt ts j x ︒〉=+=+=⨯++--=++--=159.167.92.74.41745.29367.2025.35.375.12.314402β 五、运动学动力学 1、提升系统的变位质量 提升主绳全长为：2电动机变位重力：()KN D d GD G d 24.125.311501222=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=式中：GD 2d —电机转子的回转力矩 总变位重力：式中：Q —箕斗载重量，8TQ z —箕斗自重，5.5T P —每米钢丝绳重力，6.3N L p —主绳全长，438.03mL w —尾绳全长 q —尾绳每米重力 G j —减速器的变位重力 G d —电机变位重力 G t —天轮变位重力,1133㎏总变位质量：2、加速度（1）、按减速器的最大扭矩计算：2max 112gG m PH KQ D M a d-⎪⎭⎫⎝⎛+-=（2）、按电动机的额定力F e 计算：()mPH KQ F a e --=λ75.012根据以上计算结果取a 1=0.4m/s 2 3、减速度一般情况下按自由滑行方式减速，选a 3=1.2m/s 24、速度曲轨内行程h 0可取h 0=2.35m ，出曲轨前速度 V 0=1.3m/s ，选定爬行距离h 4=3.3m ，爬行速度V 4=0.4m/s计算初加速度：221200/36.035.223.12s m h V a =⨯==s a V t 6.336.03.1000===主加速阶段：爬行段：s V h t 25.84.03.3444===减速阶段：等速阶段：42102h h h h H h ----=一次提升循环时间：5、实际提升能力及富裕系数： 实际年提升量：实际富裕系数：6、力图计算： 提升开始时拖动力：ma PH KQ F ∑++=0N 3.143261036.072.443163.66015.13=⨯⨯+⨯+⨯=出曲轨时：NPh F F 2.130831035.23.62341262300'0=⨯⨯⨯-=-=主加速开始：()()Na a m F F 6.1894336.04.044720451601'01=-⨯+=-∑+=主加速终了：N Ph F F 7.16382109.813.628.6304211=⨯⨯⨯-=-='等速开始：N ma F F 7.112434.0447208.63041'12=⨯-=∑-=等速终了：N Ph F F 5.53047.1873.626.4676222'2=⨯⨯-=-=减速阶段由于采用机械制动方式，电动机已断电， 故不计入 爬行终了：N PH KQ F 4313631672.476000015.1'4=⨯-⨯=-=7、电动机功率校核： 1)等效时间T d 计算()()525.5910312325.85.7186.3212124310=⨯+++++=+++++=Q t t t t t T d β 式中：β—停机时散热不良系数，β=31Q —停机时间 2)等效力F d1042'42422'2'222212'1210202'02010048.22222⨯=++++++++=t F F t F F F F t F F t F F dt F S T则F d =36187N 3)电机等效功率：P dKW KW y V F P m d d 20019785.010008.7361871000==⨯⨯==，满足要求 4)工作过负荷校验λ75.0≤emF F 式中：F m —力图中最大拖动力F e —电机额定拖动力6.25.375.08.184235154386=⨯≤= 5)百米段过负荷λ9.0≤etF F ()()56.7106231672.4750001.1=⨯+⨯=+=PH Q u F z t式中: u —动力系数，取u=1.1F t —调节绳长时特殊提升力15.35.39.084.08423556.71062=⨯≤==e t F F 由以上校核结果可知：预选电动机符合要求。