大龙煤矿主井提升设备选型设计.doc

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毕业设计(论文)

大龙煤矿主井提升设备选型设计
（单绳缠绕式提升机）
HOISTING EQUIPMENT SELECTION AND DESIGN FOR DALONG MINE
（SINGLE ROPE WINDING HOIST）

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摘要
矿井提升机是用来提升煤炭，工作人员和其他矿山生产中所需装备的机械设备，是矿山生产过程中最主要的设备之一。所以，在对矿山提升设备进行选型时，必须要考虑的全面。 所选的提升设备是否合理，直接影响到矿山生产的安全性和经济性 [1] 。
本设计是针对大龙煤矿主井提升设备进行合理的选型设计。根据大龙煤矿主井的具体情况和年产量的具体要求，选择出提升容器的规格；根据提升容器可以实现的一次提升煤炭的重量选出提升钢丝绳的规格；通过对提升机卷筒直径和宽度的计算，选择出大龙煤矿生产所需的单绳缠绕式提升机型号；在选择出钢丝绳的规格和提升机的型号之后，选择出了天轮的型号。
最后对选出的所有提升设备进行校核和验算，所选的设备都满足大龙煤矿的生产要求。同时，也保证了矿山生产整个系统可以安全、平稳的运行。

关键词 卷筒；单绳缠绕式提升机；钢丝绳；天轮

Abstract
Mine hoist is used to enhance the coal, staff and other equipment in the production of the equipment required, is one of the most important equipment in the mine production process. Therefore, in the mine hoist equipment selection, must consider the full. Whether the selected equipment is reasonable or not, will directly affect the safety and economy of mine production..
This design is aimed at the Dragon coal mine equipment selection design. According to Dalong Mine main shaft of the specific circumstances and the annual output of the specific requirements, select the specifications of the hoisting container; according to the hoisting container can be achieved a lifting the weight of coal selected to enhance the specifications of steel wire rope; through to improve the calculation of the reel diameter and width, Dalong mine production required for single rope winding hoist machine model. According to the selected types of wire rope specifications and hoist, then select the head sheave type.
Finally, check and check of all lifting equipment selected, the selected equipment can meet the production requirements of the Dragon coal mine. At the same time, also to ensure that the entire system is safe, stable operation.

Keywords drum single rope winding hoists rope hoisting sheave

目 录
摘要 I
ABSTRACT II
1绪论 1
1.1设计要求 1
1.2煤矿提升设备的发展过程 1
2煤矿提升设备初步选择 3
2.1煤矿主井提升系统的整个结构 3
2.2提升容器的选择设计 4
2.2.1 箕斗的选择原则 4
2.2.2 箕斗的选择计算 4
3提升钢丝绳 6
3.1提升钢丝绳的结构，分类和选择使用 6
3.1.1提升钢丝绳的结构 6
3.1.2钢丝绳的分类 6
3.1.3提升钢丝绳的选择使用 7
3.2提升钢丝绳的选择计算 8
3.3钢丝绳的使用，维护和试验 9
3.3.1钢丝绳的使用和维护 9
3.3.2钢丝绳的定期检验和试验 10
4矿井提升机 11
4.1缠绕式提升机 11
4.2提升机和天轮的选型 11
4.2.1 提升机卷筒直径 11
4.2.2选择提升机 12
4.2.3提升机强度验算 12
4.3 天轮的选择 13
4.4预选电动机 14
5提升机与井筒相对位置 15
5.1井架高度 15
5.2提升机卷筒中心至井筒中钢丝绳间水平距离 16
5.3 钢丝绳弦长 16
5.4 钢丝绳的偏角 17
5.5 钢丝绳的下出绳角 18
6提升系统运动学和动力学分析计算 20
6.1 提升系统的动力方程式 20
6.1.1 提升系统的静阻力 20
6.1.2 提升系统的变位质量 20
6.1.3主加减速度、的选择和计算 21
6.2提升系统速度图和力图的分析计算 23
6.2.1提升速度图参数计算 23
6.2.2提升系统力图参数计算 25
7 提升系统预选电动机的校核及验算 28
7.1提升电动机容量校核 28
7.1.1提升电动机等效容量的计算 28
7.1.2电动机容量的验算 29
7.2提升设备的电耗及效率计算 30
7.2.1一次提升电耗 30
7.2.2提升每吨煤的电耗 31
7.2.3完成一次提升的有益电耗 31
7.2.4提升设备的效率 31
8年产量验算 32
8.1 实际提升量 32
8.2 提升能力的富裕系数 32
结论 33
致谢 34
参考文献 35
附录 36
附录1 36

1绪论
1.1设计要求
根据生产要求可知，大龙煤矿主井的深度为四百六十米，每年的产煤量为一百万吨，在矿山生产中属于大型煤矿。要求根据大龙煤矿的井深和它每年要完成的产煤量等主要数据，选择出能使大龙煤矿完成任务的矿井提升设备。还要对提升机在正常工作过程中的加、减速度和受力进行分析。通过最后选择出的所有设备进行矿井年产量的核算。提升设备是矿山生产中最核心的一部分，因此选型过程中要严格按照生产要求，既要考虑到煤矿的生产安全，又要尽量减少煤矿的生产成本。
1.2煤矿提升设备的发展过程
早在800年前矿井提升设备就已经出现，主要是依靠牲畜来提升煤炭，所以被称为畜力提升机。在19世纪，欧洲资本主义国家先后出现了蒸汽机，所以他们都采用蒸汽驱动的矿井提升设备。随着时代和科学技术的一步步发展，后来又接连出现了的电动机和电力拖动的矿井提升机。因为电力驱动在效益方面和在使用条件方面都比蒸汽动力拖动更好，所以电力拖动逐步取代了原来蒸汽拖动的煤矿提升机。
随着电力、电子技术的发展，现代的电力驱动的提升机有了很大的发展，无论是在结构上，还是在使用性能上都比之前蒸汽式的提升机有很大的差异表现。可以记录运行各项数据和各种生产指标及可以进行数据合成和加工，使得矿井提升设备和全矿系统紧密地结合起来，并结合成一个可以完全自动运行的系统。随着煤矿开发规模的持续扩大，矿山的生产规模从过去一年几百万吨的水平发展到新矿开发的年产超过一千万吨以上，提升设备的每一台生产功率也在向大型规模化发展。
单绳摩擦式提升机特别适合于深井的矿山生产中。后来，随着矿山生产的大规模发展和生产技术的进步，缠绕式提升机和摩擦式提升机都有了各自很好的发展，也为提高现在的矿山生产效率起到了重要的作用。
缠绕式提升机也从原先的单筒发展到了双筒，为了解决提升距离的增加、节省能源等方面的问题，又逐渐出现了很多种形式的提升机。这里就不一一说明了。
这些提升机的问世，改变了矿山生产的类型。
摩擦式提升机在后来的矿山生产中得到更好的发展，在工作过程中可以运用较多根的钢丝绳来完成提升任务，大大提高了生产效率。最大的一次起重能力可达到50吨，卷筒的最大直径到到6米左右，钢丝绳的速度也提高到25米/每秒。
万物都在不断的向前发展，相信矿井提升设备也会在以后得到更好、更快的发展，这样就会大大提高矿山生产的工作效率 [3]。

2煤矿提升设备初步选择
2.1煤矿主井提升系统的整个结构
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结论
矿井提升机的选型设计主要是对将要开采的新煤矿进行一次提升系统的选型设计，在现实的矿山生产中具有十分重要的的意义。提升系统的选型决定了提升系统的运行成本和矿山产煤的工作效率。因此，在对提升系统选型设计时，要做到严格按照要求来完成选型任务。
经过相关的一系列计算，最终选出了大龙煤矿生产所需的提升设备，具体如下：箕斗选择型、选出直径为40mm的提升钢丝绳、选出提升机的型号为。在提升机选型设计中段对之前选出的型单绳缠绕式提升机进行了运动学和动力学的分析和验算，确保之前所选的提升机可以满足大龙煤矿的生产要求和提升机自身能够安全的工作。第七章对整个提升系统的相关参数进行了校核和验算，例如电动机的容量、提升设备工作的电耗、提升体统的工作效率等。设计结尾对大龙煤矿进行了年产量验算、富裕系数的计算，均符合设计要求。

致谢

参考文献
[1] 周乃荣、严万生等.矿山固定机械手册.煤炭工业出版社,1986
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[3] 孙玉蓉、周法孔等.矿井提升设备.煤炭工业出版社,1995
[4] 方稹权.煤矿机械.中国矿业大学出版社,1987
[5] 夏荣海，赫玉探等.矿井提升设备.中国矿业大学出版,1987
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[8] 麻健,李勇忠.提升机新型液压制动系统.煤矿机械,1999
[9] 许福玲,陈晓明.液压与气压传动.北京:机械工业出版社, 2004.7
[10] 孙玉蓉,周法孔.矿井提升设备. 煤炭工业出版社,1995
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[13]毛君.煤矿固定机械及运输设备[M].北京：煤炭工业出版社2012.06
[14] C. González-Nicieza. Analysis of support by hydraulic props in a longwall working, International Journal of Coal Geology , 2008
[15] R.L. Brauer, Safety and health for engineers, 2nd edition, (John Wiley & Sons, Inc., Hobo-ken, New Jersey, 2006)

附录
附录1

型提升机的实体图