矿井运输提升课程设计前言一、课程设计目的、任务及基本要求课程设计是继矿井提升运输课程后进行的一门设计实践性课程，理论与实践紧密结合，培养学生机械基本和综合设计能力以及提高创新设计能力。

基本要求是：1．培养学生综合运用所学基础课和专业基础课的基本知识和理论，能根据煤矿生产的需要和技术发展，选择和论证技术方案，设计完成矿井运输系统和矿井提升设备的选型设计；2．巩固、深化和扩大学生所学的基础理论、基本知识，加强理论与实践的结合；3．学习工程设计中技术方案的论证和选择的思想方法；4．学习矿井运输系统的设计与提升系统设计中的有关技术规范和安全规程；5．培养学生独立思维和思考的能力。

二、课程设计题目：1.工作面刮板输送机的选型设计；2.带式输送机的选型设计；3.主井缠绕式提升机选型设计；4.副井落地式摩擦提升机选型设计。

三、课程设计内容1．工作面刮板输送机的选型设计已知某综采工作面运煤，运输生产能力Q=450t/h，煤的松散容重γ=0.85t/m3，采煤机的生产能力Q0=450t/h，牵引速度v0=4.2m/min，工作面长度L=200m，煤层倾角β=9︒，试选择合适的工作面刮板输送机。

2．带式输送机的选型设计某上运带式输送机，输送机的传动装置布置在输送机上方，处于发电运行状态，已知其输送量Q=800t/h，输送机长度L=1000m，倾角β=10°，散煤容重γ=950kg/m3,最大块度a=150mm,试选择合适的带式输送机。

3．主井缠绕式提升机选型设计某矿井为单绳缠绕提升系统，年产量An =55万t，年工作日br=320d/a,每天工作时间ts =14h,该矿在整个服务年限内前后期分两个水平开采。

第一水平井深HS1=232m，第二水平井深H2s=370m,主井装载高度H z=18m，卸载高度H x=17m。

散煤容重γ=1000 kg/m3。

原装备一台2JK-3/11.5型缠绕式提升机，采用了名义载重为4t的箕斗，原井架高度H j=31m。

现拟再开采第二水平时，按年产量An=125万吨进行技术改造。

试进行主井提升设备的选型设计。

4．煤矿副井多绳摩擦式提升设备选型设计（井塔式）某矿年产量An =140万t，井深H s=750m；年工作日br=330d/a，每天工作时间ts=16h,矸石容重γg=1400 kg/m3，辅助运输采用名义装载量为1.5t固定矿车，电机车牵引。

最大班下井工人为900人。

综采工作面使用液压支架需整体下运，其宽度为1.6m。

根据以上条件进行副井提升设备的选型设计。

第一章工作面刮板输送机的选型设计刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送机械;主要用于采煤工作面和采区巷道等恶劣条件下的煤炭运输。

作为采区巷道用的刮板输送机是由刮板链、溜槽、机头部、机尾部等基本部件组成，当刮板输送机用于机械化采煤工作面与滚筒采煤机和输送机推移装置配套使用时，其结构组成除有以上基本部件外，根据设备配套要求和工作需要，还有铲煤板、挡煤板、机头支撑推移装置等一些其他部件。

某矿工作面刮板输送机参数确定，试选定刮板输送机型号：1、原始数据已知某综采工作面运煤，运输生产能力Q=450t/h，煤的松散容重γ=0.85t/m3，采煤机的生产能力Q0=450t/h，牵引速度v=4.2m/min，工作面长度L=200m，煤层倾角β=9︒试选择合适的工作面刮板输送机。

图2-1 工作面用刮板输送机1-机头，2-机头支撑推移装置；3-机头过渡槽；4-刮板链； 5-铲煤板，6-中部槽；7-调节槽；8-机尾过渡槽；9-机尾2、刮板输送机主要参数的确定刮板输送机的确定：根据综采工作面运煤，运输生产能力Q=450t/h ，煤的松散容重γ=0.85t/m3，采煤机的生产能力Q 0=450t/h ，牵引速度v 0=4.2m/min ，工作面长度L=200m ，煤层倾角β=9︒,可以采用刮板输送机适合的型号SGZ —764/320w ，其链速为V=0.95m/s ，一条26⨯92的C 级圆环链的破断能力为850KN ，输送能力为Q=900t/h 。

刮板输送机计验算的内容包括：运输能力、运行阻力、刮板链张力、电动机功率链子的安全系数等。

2.1输送机输送能力的验算实际输送能力为：h t V V V Q Q C 8.485602.495.095.04506000=-⨯=-=ht Q Q C 900=〈式中：Q 0为采煤机工作面平均每小时生产率,450 t/h；v 为刮板输送机的链速,0.95m/s ； v 0为采煤机或刨煤机的牵引速度,4.2m/s 。

根据计算，输送能力满足要求。

2.2电动机功率的验算刮板输送机的运行阻力按直线段和曲线段分别计算。

运行时除了要克服煤和刮板链的运行阻力外，还需克服煤和刮板链的重力。

通常将它们一起计为总运行阻力。

取85.0,4.0,6.01===ηw w 2.2.1重段阻力为：)sin cos ()sin cos (ββββ-+-=l l zh w Lg q w qLg F)9sin 9cos 4.0(8.920052)9sin 9cos 6.0(8.92001320000-⨯⨯⨯+-⨯⨯⨯==112848.11+24322.28=137170.39N 2.2.2空段阻力为)9sin 9cos 4.0(8.920052)sin cos (00+⨯⨯⨯=+=ββl l k w Lg q F=56219 N式中：F zh 为重段直线段的总阻力，N ；F k 为空段直线段的总阻力，N ；q 为中部槽单位长度上的装煤量，159Kg ； q l 为刮板链单位长度的质量,52Kg ； L 为刮板输送机的长度,200m ； ω为煤在槽内运行的阻力系数,0.6； ωl 为刮板链在槽内运行的阻力系数,0.4； β为倾斜角度9° 。

2.2.3牵引力（考虑可弯曲段影响）为：刮板输送机稳定运行所需要的牵引力，等于它运行时所需克服的全部阻力之和，其计算方法采用简易计算法。

234001)56219137170.39(1.11.1)(210=+⨯⨯=+⋅=k zh F F k k F N 刮板链绕经链轮的阻力附加k 1 =1.1k 2 =1.12.2.4电机功率 kW V F N 26285.0100095.023*********=⨯⨯==η 式中：v 为刮板链运行速度，0.95m/s ；η为减速器的机械效率,0.85。

考虑到采区的电压降，双机头驱动两电机负荷不均匀及难以准确计算的额外阻力，实际配备的电动机的功率，应在计算值上考虑15%—20%的富裕量，则,)314301()2.115.1(kW N N --=--='而SGZ —764/320w 型刮板输送机配有两台160 KW的电动机，功率满足要求。

3、刮板链强度的计算。

因为F zh -F k >0,所以刮板链3点的张力最小，令F 3=0，则F max =F 4=F 3+F zh =137170.39N中双链负荷分配不均匀系数取0.9，则安全系数为：=⨯⨯⨯==137170.39N2.19.085000022.12max F F n d λ9.3式中：n 为链条的安全系数；Fd 为一条链条的破断拉力，850KN ， Fmax 为刮板链的最大静张力，136908.36N ； λ为双链负荷不均匀系数,0.9。

刮板链的强度满足要求，可在给定条件下工作。

综上所述，所选刮板输送机为SGZ —764/320w 满足要求。

第二章 带式输送机的选型设计带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备，它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输途中对物料的损伤小特点，它是由：输送带、托辊、驱动装置、机架、拉紧装置和清扫装置组成。

带式输送机可用于水平和倾斜运输，倾斜的角度依物料性质的不同和输送带表面形状不同而异。

某矿下运带式输送机参数确定，试选定带式输送机型号： 1、原始数据某上运带式输送机，已知其输送量 Q =800t/h ，输送机长度L=1000m ，倾角β=10︒，散煤容重γ = 950kg/m 3，最大块度a =150mm ，试选择合适的带式输送机。

2、带式输送机主要参数的确定 2.1带速V 的确定。

带速V 根据带宽和被运物料性质确定，我国带速已标准化，具体选取可参考教材表3—21初步确定带速V=1.6m/s 。

2.2带宽B 的确定。

按给定条件Q =800t/h ，γ =950kg/m 3，V=1.6m/s ，又通过教材查表3—18,得k=0.95，求出物料断面积A 为2154.095.06.19506.38006.3m k v r Q A =⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=按槽a=300、堆积角θ=200查表3—17，取带宽B=1200 mm 。

2.3求圆周力F u2121]cos )2[(S S G RU RO G B St S S N u F F Hg q q q q q CfL F F F F F ++++++=+++=β其中：C ——考虑到附加阻力后引入的系数，C =1.06f ——模拟摩擦系数q RO ——承载分支托辊每米长旋转部分质量 q RU ——回程分支托辊每米长旋转部分质量 q B ——每米长输送带的质量 q G ——每米长输送物料的质量查表3—22得：022.0=f查表3—23得：则。

取,3,2.120,25m l m l kg m kg m RU RO RU RO ==== m kg q m kg q RU RO 67.63208.202.125====；查表3—6得：m kg V Q q G 9.1386.16.38006.3=⨯==倾斜阻力：N L g q Hg q F G G St 23710sin 81.99.138sin 0=⨯⨯=⋅⋅==β 特种主要阻力： sb Sa S F F F +=13、输送带输送机主要参数的确定运量确定：上运带式输送机运量Q 按800t/h ，初步确定输送带输送机的带速v =2.5m/s 、带宽B =1200mm 。

输送的理论计算能力Q c ：Q c ＝3.6Avk γ =3.6×0.154×2.5×0.95×950＝1250.8t/h Q c ＞Q因此，所选输送带能满足输送能力的要求。

4、输送带输送机选型计算 4.1初选输送带机输送带输送机主要技术参数初选为：运量Q ＝3000t/h ，机长L =1640m ，倾角16°，提升高度H =452m ，带速v =4.5m/s ，带宽B =1800mm ，带强ST5400。

4.2圆周驱动力F u根据初选的输送带机主要参数，计算圆周驱动力F u （暂不考虑附加阻力）： F u =CfLg （q RO +q RU +2q B +q G ）cosδ+q G Hg=1.06×0.028×1640×9.8×(60+20.3+2×100.62+185.185)×cos16°+185.185×452×9.8 =1530363.007N其中：C ——考虑到附加阻力后引入的系数，C =1.06F ——模拟摩擦系数，f =0.028q RO ——承载分支托辊每米长旋转部分质量，q RO =60kg/m q RU ——回程分支托辊每米长旋转部分质量，q RU =20.3kg/m q B ——每米长输送带的质量，q B =100.62kg/mq G ——每米长输送物料的质量，q G =Q/3.6v=185.185kg/m4.3电动机功率P 计算传动滚筒轴所需功率：P A ＝F u v /1000=4659.134kW 电动机功率：P=P A /0.78＝5973.248kW电动机采用4台YBP-4、2000kW 、10kV ，3台工作，一台备用。