第5章 矿机.doc

第五章 矿山机械

5.1 竖井提升系统

5.1.1概述
根据矿山的矿体赋存情况以及提升任务的要求，包古图阔个沙也金矿采用竖井开拓。由于该矿山最大提升高度达190m，规模为每天100t/d的矿石，矿山设计采用直径3.0m的单绳双卷筒提升机，为减少投资，故本次设计的竖井提升系统采用单绳缠绕方式。
5.1.2竖井提升系统
提升竖井一条，兼作主、副提升，以提矿石为主。最大提升高度190m，竖井井筒内装备一套2#单绳双层罐笼与断面尺寸为1500mm×400mm的单绳平衡锤互为平衡的提升系统，担负100t/d矿石、20t/d废石和井下生产人员、材料、设备等所有提升任务。竖井设有750m（井口）、686m、646m、606m、566m共四个罐笼停靠点。同时工作中段最多两个。矿山工作制度：年工作300d，每天工作2班，每班工作8h。根据罐笼的断面尺寸1800×1150，选用YFC0.5-6型翻转式矿车装运矿石和废石。矿石密度为2.73t/m3、废石密度为2.56t/m3,松散系数均为1.6。矿车装满系数按0.85。矿车一次矿石有效装载量:
Q=CmγV
=725(Kg)
矿车一次矿石最大装载量:
Q=γV
=853(Kg)
罐笼一次提两个矿车。罐道采用槽钢组合罐道。提升机布置在地面提升机房。依据罐笼和平衡锤的断面尺寸确定井筒直径为3.8m。
5.1.2.1提升机选型设计
提升设备选型计算见表5-1。
表5-1 提升设备选型计算表
项 目
计算内容
单位
计算结果
提升区间

m
750~ 246
最大提升高度
H
m
190

提升任务

人员
矿石
废石
Q
t/d
20
100
20
最大班下井人员
人
30

有效提升量

20人/次
1.45t/次
1.477t/次
提升方式

罐笼与平衡锤互为平衡
提升容器
罐笼
底板面积
mm2
1800×1150
自重
kg
3100
最大载量
kg
3400
平衡
锤
规格

1500×400
自重
kg
5000
最大载量
kg
-----

钢丝绳长
提升钢绳
m/根
~600
提升绳
规格

6×19+FC-32-1670
数量
根
2
直径
mm
Ф32
每米质量
kg/m
3.54
抗拉强度
Mpa
1670
最小破断拉力
KN
627.228/根
最大静张力
提重罐下平衡锤T1
kN
74.27
最大静张力差
提重罐下平衡锤
T1 – T2
kN
25.22
钢丝绳安全系数
m

提矿8.4
提人10.08
提升速度
v
m/s
8
提升机
型号
--
2JK-3.0/11.5E
减速比
--
11.5
初算电机功率
N
kW
295
预选电机
型号
--
JR158-10
功率
kW
310
电机转速
rpm
588
5.1.2.2提升运动学计算见表5-2。（初设暂按三阶段计算）
表5-2 提升运动学计算表

项 目
单 位
计算结果
提矿石、废石
提升高度
m
190
加速度
m/s2
a1=0.65
减速度
m/s2
a3=0.65
加速运行时间
s
t1=12.3
减速运行时间
s
t3=12.3
加速运行距离
m
h1=49.2
减速运行距离
m
h3=49.2
等速运行距离
m
h2=405.6
等速运行时间
s
t2=50.7
一次提升运行时间
s
T1=75.3
停歇时间
s
35
一次提升全时间
s
T=220.6
小时提升次数
次/h
16.3
一次提升量
t/次
矿石1.45t/次
废石
1.477t/次
小时提升量
t/h
23.635
24.075
5.1.2.3提升速度图见图5-1
图5-1

5.1.2.4核算提升系统的提升能力和钢绳在卷筒上的缠绕层数
矿石和废石的提升不均衡系数取1.2,提人员、设备、长短材料的停歇时间按规范选取。每天工作两班。
提升时间平衡表5-3
项目
提升时间
一次提升运行时间T1(s)
两次提升之间休止时间θ（s）
一次提升全时间T(s)
每班提升次数
每班提升时间（h）
矿石
75.3
35
220.6
42
2.57
废石
75.3
35
220.6
9
0.55
人员
75.3
45
240.6
7
0.47
设备
75.3
420
990.6
2
0.56
短材料
75.3
60
270.6
1
0.08
长材料
75.3
1800
3750.6
1/3
0.35
每班提升时间合计：4.58h<允许的每班可提升5.5h的要求。因此，所选的提升速度V=8.0m/s在竖井很深，采用缠绕式提升系统的情况下是合适的。
按双层缠绕对卷筒宽度进行验算：
B={[H+Ls+(nm+4)πDj](ds+ε)}/( n`πDj)
={[504+25+(3+4)×3.14×3](32+3)}/(2×3.14×3.032)
=1094mm
根据上述计算，竖井提升系统利用已有的2JK-3.0/11.5E型单绳缠绕式提升机，选配电动机型号为JR158-10型交流电动机，该电动机功率N=310kW,电机转速n=588r/min。电压U=6kV。提升容器为2#单绳双层罐笼与断面尺寸为1500mm×400mm的单绳平衡锤。

5.2 坑内及地表运输

5.2.1坑内运输
矿石和废石运输中段即各个生产中段，同时运输中段不超过两个。主要运输任务包括：矿石100t/d，废石20t/d以及材料、设备。各中段的运输为向竖井方向3‰的重车下坡方式。由于运量和运距均不大，采用人工推运。
坑内运输中段采用有轨运输，坑内主运输中段运输线路铺设12kg/m的钢轨，3号道岔，轨距600 mm。
YFC0.5-6型翻转式矿车通过罐笼提升到地面，人工推运到矿石或废石堆场翻卸。YFC0.5-6型矿车的外形为：1500mm×850mm×1050mm,依据矿车的宽度850mm，按《安规》设计巷道的断面。

5.3 压气设施

根据采矿条件，采区需压气量11.4m3/min，考虑到海拔高度，管网漏气及气动工具磨损等因素，全矿最大耗气量15.3m3/min。选用三台LU45-8型螺杆式风冷空压机组成地面空压机站，两台工作，一台备用。站房长×宽×高：12m×4.5m×3m。LU45-8型螺杆式风冷空压机每台排气量为7.8m3/min,排气压力为0.8MPa。配带的电动机功率:45Kw。
供风管选用¯73×4的无缝钢管，沿提升井筒敷设至采场平巷。

5.4 通风设施

采用抽出式通风方式：提升井进风，风井出风。根据采矿条件，设计对象通风回路的风量13.28m3/s，困难时负压140Pa。
风机的计算风量Qj=KQ=14.6m3/s
风机的计算风压Hj=H+Δh+Hd+hc+Hz=310Pa；
风机的计算风阻Rj=Hj/Qj2=1.4543Pa.S2.m-6
选用一台K40-6-No.12型风机，安装在风井井口。风机能反转返风，返风效率不低于60%。风机的工况点（15,327.），叶片工作角度24°，效率0.81。通风机房长×宽×高：6m×6m×3.8m。
所选风机配带Y180L-6型交流电动机，功率15kw。根据《安规》，需备用一台电动机。
5.5 给、排水设施

5.5.1 坑内供水
坑内生产、灭尘及消防用水量为15.84m3/d，利用矿山地下涌水。从井下水泵房排出的部分涌水储存在地面水池澄清后，通过一根¯32×3.5的供水管由竖井送到井下中段采场。在中段马头门处设减压阀将供水压力降低到0.5Mpa左右,再沿平巷送到各生产用水点。井筒中的供水主管流速V<1.0m/s。
5.5.2 坑内排水
根据采矿和地质条件，坑内正常涌水量为30m3/d，最大涌水量为50m3/d，生产回水量为4m3/d，故井下正常排水34m3/d，最大排水54m3/d。由于竖井比较深，排水采用接力排水
第一个排水泵房设在最低的566m中段井筒附近，选用D6-25×12型水泵二台。一台工作、一台备用。单台水泵的排水量Q= 6.3m3/h，水泵扬程H=300m， 配带电动机功率N=18.5kW。排水管选用¯38×4的无缝钢管。
该泵房把水排到686m中段井筒附近的第二个水泵房。
第二个排水泵房仍选用D6-25×12型水泵二台。一台工作、一台备用。单台水泵的排水量Q= 6.3m3/h，水泵扬程H=300m， 配带电动机功率N=18.5kW。排水管选用¯38×4的无缝钢管。
正常涌水一台工作5.4h可以排完，最大用水一台工作8.6h可以排完。
沿井筒架设两根排水管，正常情况一条工作，另一条备用。
井底水窝处设一台潜污泵，将井底水窝的水排到6066m中段主泵房水仓。水泵电机功率为0.75kW。

5.6供电设施与通讯

5.6.1矿山供电与通讯
5.6.1.1供电电源
矿山供电电源为企业自发电。
5.6.1.2用电负荷
用电设备台数： 18台；
其中工作设备台数： 13台；
设备工作功率： 466.45kw；
矿区设备计算负荷（折至10kV侧）
Pjs=373.2kW
Qjs=335.8kvar
Sjs=502kVA
补偿后,cosΦ=0.92
矿山年耗电量： Wn=41.4×104kwh
5.6.1.3照明
照明电源均取自相应低压配电柜。地面采用集中和分散控制方式。井下照明一般采用高压汞灯，集中控制。电源除运输大巷及主要硐室采用220V外，阶段平巷采用127V，工作面，天井，梯子间，各类硐室检修用的手提行灯等采用36V安全电压。
5.6.1.4通讯
矿山的内部和外部通讯接当地电讯部门的市话。
5.6.2选矿电力与通讯
5.6.2.1 供配电
选厂建成，规模100t/d。
根据选矿和其它专业提供的所需设备用电量。经计算统计如下：
序号
设备名称
工作
功率
Kx
tgΦ
Pjs
(kKw)
Qjs
(KVar)
Sjs
(KVA)
1
颚式破碎机
30
0.58
0.99
17.4
17.23
24.48
2
1~5#带输机
30.2
0.7
0.86
21.1
18.2
27.9
3
振动筛
5.5
0.6
1.02
3.3
3.4
4.7
4
圆锥破
55
0.7
0.78
38.5
30
48.8
5
球磨
180
0.9
0.75
176
94.5
157.5
6
螺旋分级机
9.7
0.85
0.75
8.2
6.2
10.3
7
搅拌槽
15
0.6
1.02
9
9.2
12.9
8
浮选机
163
0.9
0.8
146.7
117.4
187.9
9
浓密机
8.5
0.6
0.7
5.1
3.6
6.2
10
配药搅拌槽
18.4
0.6
0.7
11
7.7
13.4
11
压滤机
3
0.7
0.75
2.1
1.6
2.6
12
其它
8.8
0.5
0.75
4.4
3.3
5.5
13
机修用电
59.6
0.9
0.8
53.6
42.9
68.7
14
给排水用电
52
0.8
0.8
41.6
33.3
53.3
15
合计
818.7

438
388.5
624.5
总的设备安装功率：818.7 kw。
选矿区设备计算负荷（折至10kV侧）
Pjs=438kW
Qjs=388.5kvar
Sjs=624.5kVA
补偿后,cosΦ=0.92
选矿厂区实际年耗电量： Wn=99.8×104kwh
其中选矿： Wn=74.7×104kwh
供水： Wn=11.5×104kwh
生产辅助设施(包括生活用电)： Wn=13.6×104kwh。

5.7 机、汽修设施

5.7.1概述
该项目有矿山和选厂两部分。矿山开采的工作环境比较差，道路为砾石路面，崎岖不平，对汽车的轮胎磨损很大，汽车的底盘需经常维护，检修；选厂的生产设备需维护及更换易损件。为维持矿山和选厂正常生产，需对矿山和选厂的生产及辅助设备、运输设备进行维护、修理，并存储部分油料、材料和机械备件。以满足生产的需要。
本次设计考虑到整个矿区开采设备均为标准化产品，机械加工件很少。故拟定在选厂附近建以下机、汽修设施，该设施只对汽车和选厂的所有设备作简单的维修和小修，设备的大修任务委托外围的社会力量解决。设计本着公用辅助设施尽量从简，节约投资的总体原则，机修设施按能承担选厂主要辅助设备的日常维修及部分小修的能力进行配置。矿山仅配备简单的维修工具。
5.7.2机修设施组成及任务装备
1） 金工.铆焊修车间
该车间设有：机械加工，钳工，铆焊工及锻工。负责选矿设备及重要辅助设备的日常维修、小修任务，承担修复少量机械零件、配件的要求，主要任务为更换设备易损的零配件。设备修理所需的零、配件及生产消耗基本外购或外委解决。
车间内配备有：ZA3040×16型摇臂钻床一台，交流弧焊机BS3-500型一台，砂轮切割机SQ-1型一台，装配兼焊接平台一块2000×4000，汽车修理坑位两个，以及氧气瓶、乙炔瓶等。车间厂房长×宽×高：18×6×5。
2） 桶装油库
桶装油库负责储存并分发运输车辆及各种内燃设备的燃料油及润滑油。所有油料均以桶装形式入库存放。
库房内配备有一台手摇油泵及灭火器三个，一辆STC-100型，Q=100kg手推车。库房长×宽×高：12×6×4.5。
机修车间工作制度为全年300天，每日一班，每班8小时。