120萬噸立井開采煤礦固定機械及運輸設備選型計算【含CAD圖紙+文檔】
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摘 要該畢業(yè)設計主要由井底運輸設備的選型設計(包括:采煤機的選型、刮板輸送機的選型、轉載機的選型、皮帶輸送機的選型、礦用電機車及礦車的選擇和輛數的確定等)、提升設備的選型設計(包括:主井提升系統(tǒng)的選型、副井提升系統(tǒng)的選型等)和流體機械設備的選型設計(包括:中央水泵房的布置及排水方案的確定、水泵的選型和泵臺數的確定;通風機房的布置及通風機選型和臺數的確定;壓風機房的布置及壓風機的選型和臺數的確定等)。關鍵詞:運輸機械設備 提升機設備 排水設備 流體機械設備目 錄摘 要1第一章 運輸部分選型計算2一、計算條件2二、采煤機的選型21、預選22、驗算2三、刮板輸送機的選型31、預選31-2 SGD-630/180型刮板輸送機參數32、驗算3(1)運輸能力的驗算3四、順槽用轉載機的選型7五、帶式輸送機的選型71、預選72、驗算7六、電機車和礦車的選用101-7 ZK10-9/550型電機車參數101、確定機車最高牽引礦車數102、電機車臺數計算11第二章 主立井提升設備選型計算13一、計算條件13二、一次提升量的計算131、箕斗的選定132、提升鋼絲繩的選擇143、提升機和天輪的選擇144、提升機與井筒相對位置的計算155、預選提升電動機166、提升系統(tǒng)總變位質量177、運動學參數計算178、動力學參數計算209、電動機容量校核2110、提升電耗及效率22第三章 副立井提升設備選型計算23一、計算條件23二、礦用罐籠的選擇及驗算231、選擇提升鋼絲繩和尾繩242、選擇提升機263、井塔高度的確定274、預選電動機275、提升系統(tǒng)總變位質量286、確定提升加,減速度a1,a3287、運動學參數計算308、動力學參數計算309、電動機功率校驗3110、防滑校驗3111、副井作業(yè)平衡表34第四章 排水設備的選型設計37一、計算條件37二、預選水泵的型號與臺數371、水泵必須的總排水能力372、水泵所須的揚程的估算373、初選水泵38三、選擇管路系統(tǒng)381、管路趟數382、管路材料383、排水管內徑384、驗算壁厚395、選擇吸水管徑39四、計算管路特性391、管路布置392、估算管路長度393、阻力系數Rt的計算394、管路特性方程405、繪制管路特性曲線4-2404-2管路特性曲線416、電動機功率417、電耗計算:42第五章 通風設備選型43一、計算條件43二、風機選型431、計算風源必須產生的風量和風壓432、選擇風機433、確定通風機的工礦點434、電動機功率計算45第六章 空氣壓縮機的選型設計46一、計算條件46二、壓縮空氣站供氣量的確定46三、估算空壓機必須的出口壓力46四、選擇空壓機的型號和臺數47五、選擇輸氣管管徑47六、壓縮空氣站年電耗確定47結束語48參考文獻49致 謝51前 言本次畢業(yè)設計可能是我學生生涯最后的一次學習機會,在此首先感謝學院和指導老師對我設計的支持和幫助,為我以后的工作打下了一個有益的基礎。本設計120萬噸立井開采煤礦固定機械及運輸設備選型計算,內容涉及較多,設計時間較長,是一個設計的過程,更是一個學習的過程。通過前面的實地實習,在老師的努力下收集到了較為齊全和準確的相關資料,其中包括了井底運輸機械;主、副井提升設備及流體機械設備的了解,為本次設計打下了一個良好的基礎。同時涉及的參考文獻較多,多數為十幾年前的老版本,難免存在一些錯誤,還望大家見諒。根據設計大綱所要求內容,將設計分為六章,內容主要有三部分,第一部分主要是對井底運輸機械選型設計,內容涉及第一章。二到三章為設計的第二部分,也是本次設計的核心內容,主要是對主、副井的提升系統(tǒng),選擇合理的提升設備。最后一部分是流體機械部分的設計,內容涉及第四到六章。整個設計內容可靠、數據可信。若存在問題,希望各位評審老師批評指正。第一章 運輸部分選型計算一、計算條件礦井年產量: =120萬噸/年煤層傾角: 24可采高度: H=3.3 m原封煤容重: =1.34 t/m3散煤容重: =1.15t/m3工作面長度: =150 m年工作日: =300 天本礦采用“四六”工作制(三班出煤,一班檢修),每班割煤兩刀(礦井以兩個工作面滿足產量)。二、采煤機的選型采煤機是機械化采煤作業(yè)的主要機械設備,其功能是落煤和裝煤,采煤機械分為采煤機和刨煤機兩大類,目前應用最廣泛的采煤機是滾筒采煤機.1、預選根據所提供的原始數據資料中所給的煤層厚度及設計年產量等信息,可初步選用我國自行生產的MG300-W型雙滾筒采煤機 見圖1-1基本參數如下表:電機功率(kw)300適用采高(m)2.13.7m適用傾角(度)035截深B(m)0.63滾筒直徑(m)16牽引速度vc (m/min)05.981-1 MG300-W型雙滾筒采煤機參數2、驗算(1)理論生產率=603.30.635.981.3=969.7 t/h(2)實際生產率Qm= QtK1K2=969.70.50.6=290.91 t/h式中:K1與采煤機技術上的可靠性和完備性有關的系數,一般為0.50.7。這里取0.5K2是考慮由于工作面其他配套設備的影響、處理頂板事故、勞動組織不周到等原因造成的采煤機被迫停機所占用的時間系數,一般為0.60.65,這里取0.6(3)設計小時生產率=31503.31.340.63/6=208.9 t/h式中:每班工作時間,h由以上計算可知MG-300W型雙滾筒采煤機符合要求三、刮板輸送機的選型刮板輸送機是連續(xù)動作式運輸機械的一種,由于其機身低矮,可以彎曲,運輸能力大,結構強度高,能適應采煤工作面較惡劣的工作條件。它除了運煤外,還能給采煤機作運行軌道;作為移置液壓支架的支點;清理工作面的浮煤;懸掛電纜、水罐、乳化液管等。它是緩傾斜長壁采煤工作面唯一的運輸設備。1、預選根據MG300-W型雙滾筒采煤機的生產能力可初步選用SGD-630/180型刮板輸送機。見圖1-2基本參數如下表:運輸能力350 t/h刮板鏈速0.92m/s破斷拉力850KN中部槽尺寸(1500630220)mm1-2 SGD-630/180型刮板輸送機參數2、驗算(1)運輸能力的驗算式中:采煤機的生產能力,t/h中部槽具有的裝載斷面面積刮板鏈速度,m/s 采煤機牽引速度,m/min裝滿系數,一般小于1,這里取0.9散煤容重,kg/m3中部槽裝煤的可堆積角按300,散煤密度1150 kg/m3,中部槽的裝煤斷面F,按1-3圖所示的形狀,從幾何關系可求得:1-3 中部槽物料斷面圖 由上計算可知,當采煤機的運行方向與刮板鏈運行方向相同時,中部槽的裝煤斷面能夠承受。反之,也然。(2)運行阻力計算中部槽單位長度上的裝煤量按鏈速計算,即煤在槽內運行的阻力系數=0.6,刮板鏈在槽內運行的阻力系數=0.4,計算重、空段的運行阻力。 式中:L刮板輸送機長度,m刮板鏈單位長度的質量,kg/m傾斜角度(3)刮板鏈張力計算:如1-4圖所示,按求出的重段、空段運行總阻力和,然后確定刮板鏈的最小張力點。按逐點計算法得21341-4 雙機頭驅動刮板輸送機計算圖因下端有驅動裝置,故上端有驅動裝置,故由0.6-0.4=0.651376-0.4166470判定刮板鏈最小張力在“1”點取最小張力為3000,用逐點計算法求刮板鏈在各點的張力為:S1=3000 NS2= S1+=3000+87933=90933 NS3- S1=0.6-0.4因此:S3=50765 NS4- S1 =0.6(+)因此:S4=63251.4 N(4)電動機功率計算重載時的電機功率空載時的電機功率電動機軸功率考慮到采區(qū)特殊情況,很難準確計算額外阻力,所以所選電動機的功率應增加1520%的備用量。 因此配備240KW電動機雙頭驅動能滿足需要。(5)刮板鏈安全系數,查得1864的C級圓環(huán)鏈的破斷拉力為410KN,邊雙鏈負荷分配不均系數取0.85經以上計算知,所選輸送機適用。四、順槽用轉載機的選型轉載機一般安裝在綜采工作面與順槽的交接處,將工作面刮板輸送機運出的煤轉載到帶式輸送機上。根據所選用的MG-300W型刮板輸送機的生產能力等相關整數可選為SZD-630/75型順槽用轉載機。見圖1-5其基本參數如下表:運輸能力(t/h)450刮板鏈速(m/s)0.92破斷拉力KN850規(guī)格(mm)中部槽尺寸 mm1500630220電機功率KW751-5 SZD-630/75型順槽用轉載機參數五、帶式輸送機的選型帶式輸送機是以膠帶兼作牽引機構和承載機構的一種運輸設備,它在礦井地面和井下運輸中得到極其廣泛的應用??缮炜s帶式輸送機用于綜合機械化采煤工作面的順槽運輸。由于工作面向前推進的速度越來越快,這樣,拆移順槽中運輸設備的次數和花費的時間占總生產時間的比重增大,影響采煤生產力提高,所以采用可伸縮輸送機可以大大減少順槽輸送機拆移次數,充分發(fā)揮綜采設備的能力。帶式輸送機主要根據輸送能力,巷道長度等參數選擇,然后計算運輸能力及相關參數,運行阻力,輸送帶強度,整機牽引力及功率。1、預選根據刮板輸送機的運輸能力和順槽長度可初步選用SDJ-150型便拆裝式帶式輸送機。見圖1-6基本參數如下表:型號運輸能力(t/h)輸送長度(m)帶寬(mm)SDJ-15063010001000帶速(m/s)電機功率(kw)機頭外型尺寸(mm)1.902754755226616151-6 SDJ-150型便拆裝式帶式輸送機參數2、驗算(1)輸送帶寬度 按已知條件,取原煤的動堆積角為250;原煤的堆積容度按散煤容重950kg/m3計算,輸送機的工作傾角取00,傾斜系數為0,選用帶速1.9m/s,為保證給定的運輸能力帶上需具有的堆積橫斷面積為查礦山運輸機械中表(4-12)輸送機的承載托輥槽角為300,物料的動堆積角為250時,帶寬為1000mm的輸送帶上允許物料堆積的橫斷面積為0.11670m2,此值大于計算所需的堆積橫斷面積,據此選用寬度為1000mm的輸送帶能滿足需要。經如上計算,確定選用帶寬B=1000mm的680S型煤礦用阻燃輸送帶。輸送帶按qd=15kg/m計算。(2)牽引力及運行功率參照類似的帶式輸送機,取,.水平運輸的阻力系數取0.022,得 本輸送機長1000m,按礦山運輸機械中表(4-18)取附加阻力系數C=1.09,略去特種阻力WT1和WT2,按礦山運輸機械中式(4-63)計算,水平運煤的牽引力由于本機是水平運輸,所以空轉功率可不計算,所需電機功率,按水平逐煤某時的牽引力計算,取輸送機水平運煤的正功率為: 水平運煤的帶式輸送機,按正功率選電動機15%的備用量,因此N=1.15=74KW所以可選用75KW的DSB-75型隔煤電動機。(3)輸送帶張力a、計算輸送機備區(qū)段的運行阻力按SDJ-150型帶式輸送機的參數和給定條件,本機只有重段和空段兩個直線區(qū)段,重段和空段的主要阻力按下二式計算重段: 空段: b、輸送帶各點的張力為簡化計算,輸送帶繞徑滾筒的兩項阻力按輸送帶的張力增加5%計算,依逐點計算法得: S2= S1+Wk= S1+4269S2= S2+W2-3= S2+ 0.05S2= 1.05S1+1.05Wk=1.05S1+4483S2= S3+WZh=1.05S1+29514按式列出滿足摩擦牽引力的張力關系,。由于本機為單滾筒驅動,取,膠面驅動滾筒,采區(qū)空氣潮濕,摩擦力備用系數取,因此代入上式得,S4= 5.34S1,聯(lián)立上式得: S1=6880將S1得值代入上列各關系式得: S2= 1114.9S3= 11707S4=36739按重段輸送機帶最大允許重度的要求,重段的最小張力點S3,應不小于Smin(重段托輥間距)所以能滿足要求。(4)輸送帶強度驗算選用的680S型阻燃輸送帶的拉斷強度為680N/mm。帶寬B=1000mm,可得安全系數 所以SDJ-150型帶式輸送機符合要求。六、電機車和礦車的選用電機車運輸是礦井水平巷道長距離運輸的主要方式,它是礦井運輸中極為重要的部分。電機車具有良好的性能,它運行速度快,效率高,維護簡單,運轉可靠,成本低,適用于彎道和支線較多的運輸巷道,可以作多種運輸工作。根據年產量及給定礦車的軌距可初步選用ZK10-9/550型電機車。見圖1-7其基本參數如下表:電機車粘著質量t軌距mm機械傳動比制動方式速度km/h電壓v牽引力N10900692機械165504330MGC3.3-9型礦車基本參數裝載量(t)軌距(mm)允許牽引力N自重t3900900001.321-7 ZK10-9/550型電機車參數1、確定機車最高牽引礦車數(1)按粘著條件計算,?。?)按牽引力電動機溫升條件計算,查得機車的長時制牽引力Fch=4330N長時制速度vch=16km/h,取,由于兩個工作面滿足年產量,且Q1= Q2 =Q。列車往返一次運行的時間T,應按加權平均距離來計算。(3)按制動條件計算,制動空行程時間按t=2s計,實際制動距離為 (4)確定列車組成由上計算看出,按制動條件求得的礦車數比另兩個條件算得的礦車數少,因此列車組成由11輛礦車組成。2、電機車臺數計算(1)一臺機車,在一個工作班內能往返運行的次數Z1(2)每班需要運送的煤矸石列車數Zb,Ab=2667t,K1取0.6,n=11,Ag=200t,(Ag為每班外運矸量)式中:運輸不均勻系數,一般取0.6矸石系數每班用于運輸煤需機車臺數為 考慮備用和檢修的機車(當時,)因此,電機車臺數應為4臺。第二章 主立井提升設備選型計算一、計算條件礦井年產量: =120 萬噸/年卸載高度: 主井井深 裝載高度: 礦井提升不均衡系數: C=1.15 年工作日: =300 天每天凈提升時間: =14 h礦車型號: MGC3.3-9固定式礦車礦車自重(kg)名義載煤量(kg)容積V(m3)散煤容重(kg/m3)1320030003.31150二、一次提升量的計算1、箕斗的選定(1)提升高度 (2)經濟提升速度(3)一次提升循環(huán)估算時間 式中:a-提升加速度,估取a=0.8m/s2u-箕斗在卸載曲軌內爬行時間,取u=10s-箕斗裝卸載時間,取=10s(4)小時提升次數(5)小時提升量As取提升不均衡系數C=1.15,提升能力富裕系數Cf=1.20 (6)一次合理提升量 考慮為以后礦井生產能力加大留有余地,由單犟箕斗規(guī)格表1-3中選擇名義裝載重量為60kN的箕斗,其主要技術規(guī)格如下:自 重 Qz=5000N全 高 Hr=9450mm有效容積 6.6m3 容器間中心距 S=1870mm實際載重量 Q=1.15106.6=75kN2、提升鋼絲繩的選擇(1)鋼絲繩最大懸垂長度Hc預估井架高度 Hj=32m, Hc=Hj+H+Hz=32+305+20=357m(2)估算鋼絲繩每米重力 取鋼絲繩抗拉強度 選取619-1550-40-特-鍍鋅-右交叉捻,其技術特征為:鋼絲繩直徑d=40mm,繩中最粗鋼絲直徑,鋼絲繩全部鋼絲斷裂力總和Qd=937500N,每米重P=57.17N/m。(3)鋼絲繩安全系校核所選鋼絲繩滿足安全要求,合格可用.3、提升機和天輪的選擇(1)提升機卷筒直徑據此選用2JK-3.5/11.5提升機,其技術特征為:卷筒直徑D=3.5m,卷筒寬度B=1.7m,許用最大靜張力Fjm=170kN,變位重量Gj=297kN,減速器最大輸出扭矩Mnm=300kN.m,兩卷筒間隙a=140mm,兩卷筒中心距S=1870mm。(2)實際需要卷筒的容繩寬度由于B,因而采用單層纏繞。(3)鋼絲繩實際最大靜張力Fjm之校核Fjm=Q+Qz+PH=60000+50000+57.17305=127437N170000N(4)鋼絲繩實際最大靜張力差Fjc之校核Fjc=Q+PH=60000+57.17305=77437115000N由(3)(4)兩項校核可知所選提升機強度可滿足要求。(5)天輪之選擇據此選用井上TSH型固定天輪,其技術特征為:天輪直徑Dt=3.5m,變位重量Gt=11330N。4、提升機與井筒相對位置的計算(1)確定井架高度Hj;據第373條規(guī)定,考慮實地提升速度低于8m/s,取過卷高度Hg=8m。 Hj=Hx+Hr+Hg+=15+9.45+8+=33.76m確定Hj=35m,與預估值相差不大,未影響鋼絲繩安全性能,故可用。(2)計算卷筒中心至井筒中鋼絲繩間的水平距離Ls(3)計算鋼絲繩弦長Lx提升機卷筒中心與機房地平高差0.7m,機房地平與井口高差0.5m,取Co=1.2m,則 Lx5h所以所選罐籠滿足要求。1、選擇提升鋼絲繩和尾繩副井提升作業(yè)復雜多變,通常以提升矸石為準來選擇鋼絲繩,但在選繩后,應對提人時的安全系數進行驗算,以保證安全,在升降大型設備時,需據具體情況進行核算,提出安全措施后,方可進行。一次提矸量 一次人員量 提升高度 H=450m尾繩環(huán)高度 初估井塔高 鋼繩最大懸垂長度 主鋼絲繩安全系數 升降物料時 升降人員時 擬務虛繩摩擦提升機,主繩根數鋼絲抗拉強度對于摩擦提升采用為宜.由此估算主繩每米重力P據此,選擇6(30)-1550-22-特-鍍鋅-順捻鋼絲繩作主繩,左,右捻各二根.其單繩每米重P=19.37N/m,直徑d=22mm,繩中最粗鋼絲直徑,全部鋼絲拉斷力之和Qd=332500N。尾繩數一般取主數的二分之一,且盡量選配等重尾繩。本設計中尾繩數n2=n1/2=2,則尾繩每米重據此,選847-8815扁鋼繩二根,其單繩每米重q=37.90N/m.尾繩稍輕于主繩.考慮到=4p-2q=419.37-237.9=1.68N/m而且,故可視為等重尾繩,以下即按等重尾繩系統(tǒng)計算。主繩安全系數校驗提矸時 提人時 2、選擇提升機考慮塔式井架,不設導向輪,這樣按有關規(guī)定,提升機卷筒直徑應符合下列條件 由此可選JKM-1.85/4()型塔式多繩摩擦提升機,其技術技術特征為摩擦輪直徑D=1.85m設計最大鋼絲繩靜張力 設計最大鋼絲繩靜張力差 減速器傳動比 減速器最大輸出扭矩 提升機(包括減速器)變位重力Gj=77.8kN以提矸作業(yè)為準,難處提升機強度。最大靜張力 最大靜張力差和的實際值均小于設計值,強度校驗合格.摩擦輪襯墊比壓pb的校核上升側靜張力 下降側靜張力 對于副井,可能性有提矸與下料石同時作業(yè)的情況,經計算此時比壓,同樣小于的允許值,襯墊合格可用。由以上校驗說明,所選JKM-1.85/4()型摩擦提升機可用。3、井塔高度的確定 由上結果可定=22m式中 -容器全高, =4.82m -過卷高度,根據規(guī)定,該系統(tǒng)最大提升速度.按插值計算其過卷高度不得小于8.06m,考慮防撞梁位置,定=10m。4、預選電動機計算經濟速度 電動機轉數 取電動機同步轉數,此時相應最大提升速度為 按提矸作業(yè)預選電動機功率式中 K-礦井阻力系數,對罐籠提升取K=1.2; p-動力系數,對于罐籠提升取p=1.4; -傳動效率,一級減速=0.92.根據和可選JR630-12/1430型電動機,其技術特征如下:額定功率 額定轉數 過負荷系數 轉子飛輪力矩 電機效率 電動機作用于卷筒圓周上的額定拖動力5、提升系統(tǒng)總變位質量電動機轉子變位重力提升矸石時總變位質量(一車矸石,下放一個空礦車)升降人員時(上提33人,下放側為空罐)6、確定提升加,減速度a1,a3(1)升降人員規(guī)定,立井中升降人員用罐籠的加速度,減速度均不得超過0.75m/s2(2)升降物料(以提升矸石為準)時, a1受三個條件限制按減速器允許最大輸出扭矩式中-電動機轉子變位質量,按充分利用電動機過負荷能力按動防滑條件(提升開始) 式中: 由此可知: 式中: 0.1Q 一側礦井阻力為留有安全余度,可定提矸與升降人員時加速度相同,即(3)減速度之確定由于副井作業(yè)種類多,荷載變動大,為便于控制取.不作業(yè)時,減速方式也不相同(提矸時需電動方式,而提人時可能需采用機械制動方式) 。在下放重載時,為保證,仍來,需采用電氣制動,為此副井交流提升設備通常配有動力制動裝置。7、運動學參數計算對于提矸,升降人員及下放材料等作業(yè),由于前定,以及vm均為相同數值,因而運動參數除休止時間值外,都為相同數值。對于3t一車異側進出車標準罐籠,提矸與下放料石時=15s;升降人員時規(guī)定5人以下20s,每增1人加1s,29人=44s;下放材料與升降設備時,其休止時間視具體情況另行規(guī)定。副井罐籠提升,通常采用五階段速度圖.取爬行速度則運動學參數計算結果如下:加速階段: 等速階段: 減速階段: 爬行階段: 一次提升循環(huán)時間提矸 升降人員 8、動力學參數計算對電動機負荷而言,通常副井以提矸作業(yè)為大。副井提升采用摩擦提升,力圖為殂力平衡系統(tǒng),每一階段初始和終了的力是相等的。加速階段 等速階段 減速階段 爬行階段 9、電動機功率校驗(1)等效時間(2)等效力 (3)等效功率電動機功率富裕系數為1.21.,可用.(4)正常過負荷校驗提矸時最大拖動力摩擦提升不允許采用罐座,故不進行特殊過負荷校驗。由此可知所選電動機能滿足工作要求。10、防滑校驗(1)靜防滑驗算要求靜防滑安全系數提升重載時上升側鋼絲繩靜張力: 下降側鋼絲繩靜張力: 提矸時 提人時 下降側鋼絲繩靜張力:下料石下人上升側鋼絲繩靜張力:下料石下人下放料石時下放人員時(2)動防滑驗算要求動防滑安全系數提升作業(yè);考慮提矸和提人,加速段防滑最不利上升側靜阻力 下降側靜阻力 上升側變位質量 下降側變位質量 將相應數據代入上式,結果為:提矸 提人 下放作業(yè),考慮下放料石和人員,減速段防滑最不利下降側靜阻力 上升側靜阻力 下降側變位質量 上升側變位質量 將相應數據代入上式,結果為:下放料石 下放人員 (3)緊急制動防滑驗算最不利情況是下放重載(料石或人員)時發(fā)生了緊急制動,規(guī)定,任何情況不得超過滑動極限.因此,將動防滑安全系數放寬到1.提升矸石及人員的情況,不會造成危險滑動,所以主要對下放料石及人員進行驗算。提升機的制動力矩,副井一般均按提矸作業(yè)成績時來設計及配置.按規(guī)定,應不小于提矸時最大靜力矩的3倍。也即按此值調整好的制動器,在下放料石或人員時產生的緊急制動減速度分別是 將相應數據代入上式,結果為:下放料石:1.81m/s2下放人員:2.34 m/s2式中-系統(tǒng)總變位質量:下料石時=44540kg下人員時=39907kg由此可知上放料石及人員時,防滑安全系數的數值代入上式得:下料石時:1.12下人員時:1.04式中各量之值可見上述.從以上三項防滑驗算結果可知,正常作業(yè)的靜,動防滑安全系數均符合規(guī)定要求。而下放料石及人員作業(yè)時,緊急制動的防滑安全系數雖大于1,但過于逼近滑動極限。因而,仍應考慮采用二級制動,以確保防滑安全性。11、副井作業(yè)平衡表(1)最大班下井工人時間規(guī)定每班下放工人次數取整14次下放工人時間 式中-升降人員一次提升循環(huán)時間,前述=106.4s一般設計中, 符合規(guī)定.不過在此之外,還應考慮50%的提升人員和20%的其它人員升降次數.提升人員時間:225人,6.8次取整為7次,12.4min其它人員時間: 90人,2.72次取整為3次,4.96min(2)班提升矸石時間已知一次提矸量為5.74t,則每班提矸次已知每次提矸循環(huán)時間T(3)、每班下材料設備時間(下放材料設備的速度取與提矸速度相同些單位)式中:下放材料設備的休止時間,一般取2min(4)、每班運送炸藥時間(?。┦街校哼\送炸藥的休止時間,一般取4min(5)、每班下保健車所用時間(?。└本畲蟀鄡糇鳂I(yè)時間平衡表順序提升項目單位每班提升量每次提升量每班提升次數一次提升時間(s)每班作業(yè)時間(min)備注1下放工人人4503314106.424.824.860min2上提工人人225337106.412.43其它人員人90333106.44.964提升矸石t2005.743573.442.825運送材料次30170856運送炸藥次1382.56.47下保健車次2198.46.68其它時間次1073.412.3總作業(yè)時間195.28195.28=3.25h50m3/h 時,若工作的水泵臺數為n1,則備用水泵的臺數n2=0.7n1和n2=1.2qmax(Q為泵的舊管工況流量,求得工況點前可用額定流量預選)兩個計算值中取較大值,然后再偏上取值,檢修水泵的臺數n3=0.25 n1偏上取值。工作泵臺數 備用泵臺數:檢修泵臺數:因此,共選擇三臺泵。三、選擇管路系統(tǒng)1、管路趟數根據泵的總臺數,從減小能耗的角度可采用典型的三泵兩趟管路系統(tǒng),一條管路工作,一條管路備用,正常涌水時,一臺泵向一趟管路供水,最大涌水時,只要兩臺泵同時工作就能達到20h內排出24h的最大涌水量。從而可知每趟管內流量Qg等于泵的流量2、管路材料因為排水管是沿斜井敷設,所以規(guī)定采用無縫鋼管。3、排水管內徑從流體機械附錄2預選32513鋼管,則排水管內徑:dP=325-213=299mm4、驗算壁厚因此,所選壁厚合適。5、選擇吸水管徑根據選擇的排水管直徑,吸水管徑選用3518無縫鋼管。驗算流速 四、計算管路特性1、管路布置4-1管路布置圖如右圖4-12、估算管路長度排水管長度可估算為取,吸水管長度可估算為。 3、阻力系數Rt的計算沿程阻力系數,吸、排水管分別為: 局部阻力系數,對于吸、排水管路附件其阻力系數分別列于下表排水管名稱數量系數90彎頭40.2944=1.4730彎頭20.2942/3=0.196直流三通30.73=2.1閘閥20.262=0.52止回閥11.7擴大管10.5 吸水管名稱數量系數底閥13.790彎頭10.294收縮管10.1 =4.094管路阻力系數4、管路特性方程 5、繪制管路特性曲線4-2確定工況點,根據新、舊管特性方程,取六個流量值得相應的損失,如下表50100150200250300284. 128432848285428612871284228462850286328762892校驗計算:(1) 由舊管工況點驗算排水時間,正常涌水時,若采用水泵排水,則4-2管路特性曲線:最大涌水量最大涌水時,采用3泵2管排水,并聯(lián)等效管的總損失系數為實際工作時,只要3臺水泵同時工作即能完成在20h內排出24H的最大涌出量5、計算允許的吸水高度取 又查的則吸水高度帶入數據得:6、電動機功率為了確保運行可靠。電動機功率應由新管應由新管工況點確定,其計算公式如下: =1.1200=220kW式中:電動機容量富裕系數,一般當水泵軸功率大于10 kW.取=1.1,當水泵的軸功率10100 kW時,取=1.11.27、電耗計算:(1)全年排水電耗 (2)噸水電耗校驗 第五章 通風設備選型一、計算條件礦井風量: 初期負壓: 末期負壓: 二、風機選型1、計算風源必須產生的風量和風壓風機應產生的風量 式中:Qo井下所需風量K漏風系數,取1.5通風機需要的風壓式中:各輔助裝置的壓力損失之和,可取=100200Pa有消聲器時另加5080 Pa2、選擇風機根據查礦山固定機械手冊中70B2軸流式通風機性能表,可初步選擇70B2-21No24D型軸流式通風機,n=600rpm。3、確定通風機的工礦點(1)后期工礦點通風網路阻力系數通風網路特性曲線方程: 計算數據如下表:01938577695114133152171190054216.3486.7865.21351.91946.72649.63460.743805407.4如5-1圖所示,按上表作礦井通風網路特性曲線與通風機性能曲線交于點,此點即通風機后期工礦點。5-1 通風通風網路特性曲線與通風機性能曲線圖(2)初期工礦點通風網路阻力系數通風網路特性曲線方程計算數據如下表0255075100125150171180075.2300.9677.11203.818812708.635203900在上圖通風通風網路特性曲線與通風機性能曲線圖中按上表作通風網路特性曲線與通風機性能曲線交于點,此點即通風機初期工礦點。4、電動機功率計算末期電動機功率式中:K-電動機能力備用系數,一般采用1.15-軸流式通風機靜壓效率.-機械傳動效率,用聯(lián)軸傳動時取0.98初期電動機功率通風機選型計算結果名稱及單位葉輪直徑m葉片安裝角(度)轉速rpm風量m3/s靜壓Pa效率%電動機功率KW初期2.437.56001713520591072末期2.4406001714380651205第六章 空氣壓縮機的選型設計一、計算條件型號YT-3003-11HP2-5IR-50名稱鑿巖機風鎬噴射機鍛釬機耗氣量(m3/min)2.9163-4工作壓力5大氣壓4大氣壓6大氣壓5-7大氣壓數量6421礦井管路系統(tǒng)如圖6-1,東西兩翼風動工具相同。6-1礦井管路系統(tǒng)圖二、壓縮空氣站供氣量的確定式中任務書畢業(yè)生姓名專業(yè)指導教師姓名類別學號班級職稱 外聘、本校一、畢業(yè)設計題目120萬噸立井開采煤礦固定機械及運輸設備的選型計算二、畢業(yè)設計提供的原始數據資料1、 礦井可采煤層為9#,煤層傾角2-4。厚度3.3米,原封煤容重1.34噸/米3,散煤容重1.15噸/米3,該礦井生產能力為120萬噸/年,年工作日300天,日提升14小時,采用“四六”工作制,三班出煤,一班檢修。采用雙立井集中開采,該礦設計兩個采區(qū),每個采區(qū)各設置一個工作面。綜采工作面長150米,工作面采用MG300-W型雙滾筒型采煤機,牽引速度05.98米/分,截深0.63米,每班割煤兩刀。該礦井主井深270米,裝載高度20米 。卸載高度15米。2、水文情況:礦井排水高度為280m,正常涌水量qz=130m3/h。最大涌水量qmax=250m3/h,最大涌水期為65天。3、礦井通風情況:礦井開采初期負壓為3270Pa,末期為4130Pa,所需風量Q=114m3/s。三、畢業(yè)設計應完成主要內容:1、說明書:(1)、完成井底運輸設備的選型設計,(2)、提升設備的選型設計(3)、流體機械設備的選型設計。. 2、圖紙:(1)、提升機房布置圖(2)、泵房布置圖(3)、通風機房布置圖四、畢業(yè)生應提交的畢業(yè)設計資料要求1、說明書:(1)、畢業(yè)設計說明書必須打印成冊;(2)、同時提交電子文檔;(3)、電子文檔的格式是:說明書必須是WordDOC和EXCELXls圖紙?zhí)峤坏碾娮游臋n資料必須是AUTOCADdwg的格式。(4)、郵箱地址(E-Mail):yqgxe 163.com2、圖紙:(1)、提升機房布置圖1張(A0)(2)、泵房布置圖1張(A0)(3)、通風機房布置圖1張(A0)注意:手工繪圖不得少于三分之二,其余為AUTOCADDwg繪制。(二)、說明書一份(不少于40頁)(三)、電子文檔資料(全部)五、設計進度安排(從第三周起)序號時間周次設計任務完成的內容及質量要求13月10日3月16日第03周查閱資料,了解設備的結構及工作機理23月17日3月23日第04周運輸部分計算33月24日3月30日第05周提升部分計算43月31日4月06日第06周流體機械部分計算54月07日4月13日第07周草圖繪制64月14日4月20日第08周繪制提升74月21日4月27日第09周繪制流體機械圖84月28日5月04日第10周設計、編寫說明書95月05日5月11日第11周修改說明六、主要參考文獻資料1、工具書:礦山固定機械設計手冊 北京 煤炭工業(yè)出版社2、參考資料:1、礦山運輸機械 中國礦業(yè)大學出版社2、礦井提升機械 中國礦業(yè)大學出版社3、流體機械 中國礦業(yè)大學出版社七、簽字欄簽 字 欄畢業(yè)生姓名專業(yè)班級要求設計工作起止日期20xx年03月10日20xx年05月11日教師審核指導教師(簽字)日期20xx年 月 日教研室主任審查(簽字)日期20xx年 月 日系主任批準(簽字)日期20xx年 月 日第2頁 共 2頁 畢業(yè)設計說明書畢業(yè)生姓名:專業(yè):學號:指導教師所屬系(部):二xx年五月成 績 評 定指導教師評定成績答辯組評定成績綜合成績注:評定成績?yōu)?00分制,指導教師為30%,答辯組為70%。 專業(yè)答辯組組長:(簽名) 200 年月日 答辯記錄卡 系 專業(yè) 姓名 答 辯 內 容問 題 摘 要評 議 情 況 記錄員: (簽名) 評閱書題目:120萬噸立井開采煤礦固定機械及運輸設備選型計算 系 專業(yè) 姓名 設計時間:20xx 年 9 月 1 日 20xx 年 5月 11 日 評閱意見:成績: 指導教師:(簽字) 職務:200 年月日
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