斜井箕斗提升设计
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矿山斜井串车提升运输设计计划书矿井原始资料:1 年提升量:An=30kt/a ,含矸率20%2 工作制度:矿井年工作日330d,每天净提升时间16h3 开拓方式:斜井开拓。
4 井筒特征:井口标高+537m,井底标高+440m,倾角为22. ,斜长L=258.9米5 提升内容:提煤,提矸,下放设备,材料等提升任务。
6 提升容器:MCG1.1-6 型翻斗矿车,矿车容积1.1 m3,,矿车自重Q C=610kg,矿车装载煤重Q m=1000kg,最大装载量Q g=1800kg7提升方式:斜井单勾串车混合提升8 一次下放车数:一次串煤车3辆或矸石车一辆9提升长度:Lt=Lp+L+L1+L2=15+258.9+10+5=288.9式中:为井口至岔道中心长度;岔道中心至钩头停车处斜长10 钢丝绳的悬垂长度:Lc=Lp+ L+20=15+258.9+20=293.9M式中:20起坡点至天轮接触点的钢丝绳长度。
11 每班下放材料4次,每班下放雷管,炸药2次,每班下放其它3次。
选型设计:第一节:提升方式和车场型式的确定:斜井提升在我国中、小型矿井中应用及其广泛。
采用斜井开拓具有初期投资少、建井快、出煤快、地面布置简单等优点。
但一般斜井提升能力较小,钢丝绳磨损较快,井筒维护费用较高。
斜井提升方式大致可分为以下三种:斜井串车提升、斜井箕斗提升、胶带输送机提升。
以上三种斜井提升方式,以斜井串车提升应用最多,特别是我国南方中、小型矿井应用更为普遍。
为此我们主要研究斜井串车提升。
斜井串车提升:可分为单钩串车与双钩串车两种,其中单钩串车提升井筒断面小,投资少,可用于多水平提升,单产量较小,电耗大而双钩串车提升则恰恰相反。
故前者多用于年产量在210kt以下,倾角小于︒25的斜井中。
后者多用于年产量在300kt左右,倾角不大于︒25的斜井中。
串车提升按车场型式不同又可分为平车场和甩车场两种方式。
甩车场提升方式的优点是:地面车场及井口设备简单,布置紧凑、井架低,摘挂钩安全方便;缺点是提升循环时间长,提升能力小,每次提升电动机换向次数多,操纵复杂,这种甩车场的提升方式在我国东北地区采用较多。
第六章矿井提升系统3 课时第一节 提升容器提升容器按其结构可分类如下:⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧-⎩⎨⎧-⎪⎩⎪⎨⎧-人车矿车翻转式箕斗后壁卸载式箕斗箕斗斜井吊桶凿井时期翻转罐笼普通罐笼罐笼副井翻转式箕斗侧卸式箕斗底卸式箕斗箕斗主井竖井提升容器 我国煤矿竖井提升,主井普遍采用底卸式箕斗,副井普遍采用普通罐笼,斜井提升采用后壁卸载式箕斗、矿车和人车。
1.箕斗及其装载设备一、竖井箕斗(一)箕斗我国煤矿立井普遍采用固定斗箱底卸式箕斗,其方式有很多种,过去一些矿井普遍采用扇形闸门底卸式箕斗,如今新建矿井多采用平板闸门底卸式箕斗,这种底卸式箕斗如图1-1所示。
箕斗由斗箱4、框架2、衔接装置12及闸门5等组成。
箕斗的导向装置可以采用钢丝绳罐道,也可以采用钢轨或组合罐道。
采用钢丝绳罐道时,除应思索箕斗自身平衡外,还要思索装煤后仍维持平衡,所以在斗箱上部装载口处安设了可调理的溜煤板3,以便调理煤堆顶部中心的位置。
我国运用的立井单绳箕斗为JL 或JL Y 型;多绳箕斗为JDS 、JDSY 和JDG 型。
(二)箕斗装载设备我国过去普遍采用鼓形箕斗装载设备。
这种装载设备的最大缺陷是洒煤量很大,普通到达提煤量的10‰,有的竟高达40‰,且在装载时不能保证箕斗的装载量。
因此新的箕斗装载设备采用预先定量的装载方式,其洒煤量可以大大降低,普通仅为提煤量的1‰,最大不超越3‰。
定量装载方式还能保证提升任务的正常化,有利于完成提升自动化。
目前在新建和改建矿井的设计中已普遍采用定量装载设备。
目前国际外普遍采用的定量装载设备有定量斗箱式和定量保送机式两种。
图1-2所示为立井箕斗定量斗箱装载设备。
图1-3所示为定量保送机装载设备表示图。
图1-l 单绳立井箕斗1—楔形绳环;2 —框架;3 —可调理溜煤板;4—斗箱;5—闸门;6—连杆;7—卸载滚轮;8—套管罐耳(用于绳罐道);9—钢轨罐道罐耳;10—改动弹簧;11—罩子;12—衔接装置图1-2 立井箕斗定量斗箱装载设备1一斗箱;2一控制缸;3一拉杆;4一闸门;5一溜槽;6一压磁测重装置;7一箕斗图1-3定量保送机装载设备表示图1-煤仓;2-保送机;3-活动过度溜槽;4-箕斗;5-中间溜槽;6-负荷传感器;7-煤仓闸门二、斜井箕斗斜井箕斗有后壁卸载式(简称后卸式)及翻转式两种方式。
铁路斜井提升工法铁路斜井主要为隧道正洞施工服务,使用期短,提升又是隧道施工阶段的临时设施,因此在选择提升容器和出碴方式时要考虑到工程数量少、设备简单、投产快、使用方便,安全等因素;同时由于近年来大型施工机械在长大隧道的采用,还应满足大型机械施工出碴能力大的要求,考虑到上述特点,我们提出采用“大型侧卸式矿车井口斜坡不摘钩”卸碴方案,并在磨溪一号隧道付诸实施,经总结提高形成本工法。
一、工法特点本工法采用大型侧卸式矿车,在隧道内装碴运输和斜井提升均用同一车辆;斜井出碴的顺序是:大型侧卸式矿车在工作面装碴后用电瓶车或列车牵引至斜井井底平车场,摘钩后挂到提升钢丝绳上,每次提升机提升一辆矿车至井口的斜坡栈桥上不摘钩卸碴,石渣经过漏斗装入栈桥下的自卸汽车内远运。
本工法特点:(一)具有胶带运输机和箕斗提升的特点,可以避免在铁路斜井使用时的特点:1、井口不摘钩可防止溜车的危险。
2、矿车不摘钩停在斜坡栈桥上,提升钢丝绳始终有一定的张力,可减少因钢丝绳松弛而产生的乱线。
3、要求的井口场地小;4、提升能力大,提升能力完全可以满足隧道快速施工的需要。
5、由于井底不设渣仓,可以减少由于设井底碴仓而引起的工程数量、斜井进入井底渣仓的增加长度、破碎过筛设备、卸载洞室(井底碴仓),也没有胶带运输机提升那样多设备和设备安装期,因此具有工程数量少、设备少、投产快、成本低的特点。
6、井底运输和斜井提升采用同一容器石碴不需转载简化了施工。
7、井口用漏斗代替碴仓不但设备简单,造价低而且可避免北方冬季施工,石碴在碴仓内冻结而采取的防寒措施。
(二)和井口平车场的串车、大型矿车提升相比,除前述特点外尚有:1、可避免串车提升在井身易掉道的缺点。
2、井口不设平车场可减少井口车场和电瓶车牵引等设备。
3、可避免因井口摘挂钩所占用的提升时间。
(三)和自卸汽车出渣相比1、可适用于倾角小于等于25度的斜井而不受自卸汽车出渣斜井倾角小于等于8度的限制。
2、可避免自卸汽车出碴,汽车的消耗大而要求通风量大、斜井的断面大和出渣成本较高的缺点。
4.1.0 主斜井提升系统主斜井为双箕斗提升,负责整个矿山的矿石提升任务。
井口坐标X=4486975.030、Y=39625432.600,标高419.789m,井筒方位角N13°44′38″,倾角38°,井筒净断面10.90m2。
采用2JK-2.5×1.5/11.5型单绳双筒缠绕式矿井提升机提升2.5m3前翻式斜井箕斗提升矿石,电机为YR500-10型电动机,功率355kW。
主斜井服务到150m水平。
斜井一侧铺设台阶,上下人员。
中段运输采用ZK3—6/250型3t电机车牵引0.75 m3翻斗式矿车运输矿岩,转运至主斜井井底车场卸矿硐室;通过溜井及装矿设施装入箕斗,经主斜井提升至地表。
坑内铺轨采用15 kg/m型钢轨,轨距600 mm,运输巷道转弯半径一般为10 m以上,最小转弯半径8 m,选用4号道岔。
坑内主要运输线路采用双轨运输,部分为单轨运输。
矿山采用主斜井开拓系统。
主斜井采用前翻式斜井双箕斗提升矿石、岩石。
采用单绳缠绕式提升机。
4.1.1 主斜井提升系统主斜井负责井下150m中段以上的矿石提升任务。
150m中段以上的矿石通过溜井,进入与斜井箕斗配用的XZG6型振动给料机装入箕斗内,由提升机提升至地面设置的缓冲矿仓卸载。
箕斗卸出矿石后,提升机下放空箕斗至井底装载处,重新开始装载。
上部矿仓的矿石经振动给料机转运至选矿厂破碎站。
4.1.1.1 设计依据a.矿山设计规模20万t/a。
b. 矿石松散密度r=2.51t/m3。
c. 井口标高419.789m。
d. 井口卸矿点标高+429.303m。
e. 井底装矿点标高+137.00m。
f. 斜井倾角38°。
g. 提升斜长L=468m。
h. 矿山工作制度:每年306d,每天3班,每班8h。
4.1.1.2 提升容器的选择根据提升量、矿石块度及提升斜长,采用矿山现有的前翻式斜井箕斗。
箕斗性能见表4-1。
表4-1 箕斗规格表4.1.1.3 提升钢丝绳的选择经计算选择钢丝绳见表4-2表4-2 钢丝绳性能规格表4.1.1.4 提升机的选择a. 卷筒直径:D j≥80 d s=80×26=2080mm选择卷筒直径D j=2500mc. 钢丝绳最大静张力F j =[(Q max+Q j)(sinα0+f1cosα0)+ P s L’o(sinα0+f2cosα0)]g= [(5334+2500)(sin35°+0.01cos35°)+ 2.64×1051(sin35°+0.15cos35°)]×9.81=63685Nd. 钢丝绳最大静张力差F c=[Q max(sinα0+f1cosα0)+2Q j f1cosα0+P s L (sinα0+f2cos0α0)]g=[5334(sin35°+0.01cos35°)+2×2500×0.01cos35°+ 2.64×605(sin35°+0.15cos35°)]×9.81=41759N选用矿山现有2JK-2.5×1.5/11.5型单绳双筒缠绕式矿井提升机一台。
提升与运输系统矿井运输和提升的任务就是把煤炭和矸石从采掘工作面运到地面,把材料及设备运送到井下各工作地点,并担负井上下往返人员的输送。
运输和提升方式的选择主要取决于煤层的埋藏特征,井田的开拓方式,采煤方法及运输工作量的大小。
一、井筒提升系统1、普通罐笼提升系统普通罐笼提升系统由提升机、提升容器 (罐笼)、井架、天轮、罐道及辅助设备组成。
1)矿井提升机矿井提升机是矿井提升设备的传动机械,它是把电动机输出的机械能通过提升钢丝绳传送给提升容器以达到提升负载的目的。
矿井提升机有单绳缠绕式和多绳摩擦式两类。
单绳缠绕式提升机由于受到钢丝直径的限制,提升高度不能太大,否则,会造成提升机滚筒直径过大而大大增加设备的重量;多绳摩擦式提升机的钢丝绳不是缠绕在滚筒上,其提升高度不受滚筒直径和宽度的限制,所以,适用于深井提升。
2)罐笼罐笼用于竖井内升降人员,提升或下放物料。
根据罐笼层数的不同,分为单层和双层两种。
在罐笼内设有供矿车停放的轨道和阻止矿车在提升过程中跑出罐笼的阻车器和车挡。
为了避免万一钢丝绳断裂造成坠罐事故,罐笼上设有可靠的断绳保险器。
一旦钢丝绳拉断,断绳保险器将立即把罐笼卡在罐道上或特制的制动钢丝绳上。
3)罐道罐道由横截面为矩形的方木、钢轨或钢丝绳沿井筒敷设而成。
其作用是使罐笼在井筒中沿一定的轨道运动。
避免和减少罐笼在井筒中摆动而发生事故。
在罐笼上有罐耳,罐耳沿罐道滑行。
4)罐座与摇台罐座与摇台的作用是当罐笼在井口或井底出车位置时,将罐笼内部的轨道与车场中的。
轨道联系起来,便于矿车进出罐笼。
其中,罐座用以支撑罐笼,使罐笼内外的轨道衔接起来;摇台是当罐笼到达车场位置时,用一段活动轨道搭在罐笼上,以便矿车进出罐笼。
5)天轮与井架提升机的位置在井筒附近,为了完成提升工作,必须设置支撑钢丝绳的设备井架和在井架上安设的天轮。
井架直接建筑在井口,·可以采用木材、金属或钢筋混凝土结构。
井架高度一般为20~40m。
第十一章斜井第一节斜井的结构一、斜井开拓方式论述斜井开拓在技术上和经济上要比立井有利的多,具有投资少,速度快、成本低的优点。
近年来,随着矿井集中化、大型化、机械化和自动化程度的不断提高,要求发展连续运输工艺,增大提升能力。
国内外许多新建和改扩建的矿井,包括开采深度较深的大型矿井,都趋向于采用斜井开拓方式或斜井—立井综合开拓方式。
例如:年产27.5Mt的南非博杰斯普鲁特矿井;年产11Mt的前苏联萨拉姆斯卡亚矿井;年产10Mt的英国塞尔比矿井;年产9Mt山西阳泉三井;年产5Mt的大同四台沟矿井;年产4Mt的大同燕子山矿井等,均为大型斜井或斜井-立井综合开拓方式的矿井。
目前国内外斜井施工仍较多采用钻爆法。
国外大断面斜井施工最高月成井达397m(加拿大),国内在小断面掘进中也曾创下单孔月进705.3m的记录。
斜井按用途分类有:提升矿石或煤炭的主斜井;提升矸石、下放材料、设备和行人通风的副斜井;出风和兼作安全出口的斜风井;对特大涌水的矿井,还有专门敷设管路的排水斜井;采用水砂充填处理采空区的矿井还有专门的注砂斜井等。
其中主斜井按其提升方式又有矿车单车或串车提升斜井;箕斗提升斜井;胶带运输提升斜井和无极绳提升的斜井;而副斜井作为辅助提升,多为串车提升斜井。
二、斜井结构特点不同用途的斜井,它们的井口结构、井身结构及井底结构都有所不同。
(一)斜井井口结构1.斜井井颈结构斜井井筒和立井井筒一样,自上而下分为井颈、井身和井底三部分。
斜井井颈是指接近11-1所示。
在冲积层中的斜井,从井口至坚硬岩石间必须砌碹,并应延深至坚硬岩石内至少5m,同时应有防渗水措施。
井颈支护应露出地表以上,并高出当地历史最高洪水位1m以上。
处于地震高发区的斜井,还应遵守国家颁布的有关抗震要求对井颈段加固。
为了防止来自井口的火灾蔓延,在主、副斜井的井颈段同样应设金属防火门。
对于副斜井,人员安全出口、通风道、暖风道(寒冷地区)以及敷设压风管、排水管和动力、照明电缆用的孔道,均需设于防火门以下的井颈段并与地面接通。
1.提升容器的选择1)小时提升量:式中-----不均衡系数。
《规范》规定:有井底煤仓时为1.10~1.15;无井底煤仓时为1.20;----提升能力富裕系数。
2)提升速度:式中---提升距离,罐笼提升时:;箕斗提升时:。
3)一次提升时间估算:式中---提升正常加速度,通常;---容器启动初加速及爬行段延续的时间,取5~10s;---提升容器在每次提升终了后的休止时间,s。
4)一次提升量的确定:2.钢丝绳的选择1)钢丝绳的端部荷重:立井:式中---容器的载重量,即实际一次提升量,kg ;---容器(包括连接装置)的重量,kg 。
斜井:式中---井筒的倾角;---提升容器在倾坡运输道上运动的阻力系数。
2)钢丝绳的单重:立井:斜井:式中---钢丝绳的公称抗拉强度,一般选=155~170;m----钢丝绳的静力安全系数;---提升距离, m ;---钢丝绳的摩擦阻力系数;---井架高度, m 。
---钢丝绳的最大悬垂长度,m 。
箕斗提升:罐笼提升:3.提升机的选择1)滚筒直径:;式中:---滚筒的计算直径,mm ;---已选定的钢丝绳直径,mm ;---已选定的钢丝绳中最粗钢丝的直径,mm 。
2)滚筒缠绕宽度及缠绕层数计算:单滚筒单层单钩提升:;单滚筒单层双钩提升:式中:---定期试验用的钢丝绳长度,一般取30m ;d---钢丝绳直径,mm;---钢丝绳在滚筒上缠绕时,钢丝绳间的间隙。
3)钢丝绳作用在滚筒上的力:a)钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力:立井:;斜井:。
b)钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力差:立井:;斜井:。
4.提升系统的确定1)天轮直径:;2)井架高度计算:立井:箕斗提升:;罐笼提升:式中:---容器的全高, m;---天轮半径, m;---过卷高度;---箕斗在卸煤位置时,高出卸载煤仓溜煤口的高度,一般取0.3~0.5m 。
斜井:斜井甩车场:式中:---钢丝绳从井口至天轮接触点的斜长,m;---钢丝绳的倾角。
矿井提升设备矿井提升设备概述矿井提升设备是沿井筒提升煤炭、矸石.升降人员和设备,下放材料的大型机械设备。
它是矿山井下生产系统和地面工业广场相联接的枢纽,是矿山运输的咽喉。
因此,矿井提升设备在矿山生产的全过程中占有极其重要的地位。
随着科学技术的发展及生产的机械化和集中化,目前,世界上经济比较发达的一些国家.提升机的运行速度已达20~25m/s,一次提升量达到50t,电动机容量巳超过10000kw,其安全可靠性尤为突出。
在矿井生产过程中,如果提升设备出了故障,必然会造成停产。
轻者,影响煤炭产量;重者,则会危及人身安全。
此外,矿井提升设备是一大型的综合机械-电气设备,其成本和耗电量比较高,所以,在新矿井的设计和老矿井的改建设计中,确定合理的提升系统时,必须经过多方面的技术经济比较,结合矿井的具体条件,保证提升设备在选型和运转两个方面都是合理的,即要求矿井提升设备具有经济性。
矿井提升设备的主要组成部分是:提升容器、提升钢丝绳、提升机(包括拖动控制系统)、井架(或井塔)、天轮及装卸载设备等。
由于井筒条件(竖井或斜井)及选用的提升容器和提升机类型的不同,可组成各有特点的矿井提升系统。
较常见的提升系统有:(1)竖井单绳缠绕式箕斗提升系统;(2)竖井单绳缠绕式罐笼提升系统;(3)竖井多绳摩擦式箕斗提升系统;(4)竖井多绳摩擦式罐笼提升系统;(5)斜井箕斗提升系统;(6)斜井串车提升系统。
图0-1所示是单绳缠绕式箕斗提升系统示意图。
处在井底车场的重矿车,由推车机推人翻车机8(也称翻笼),把矿车内煤炭卸入井底煤仓,再经装载设备11把煤炭装入主井底的箕斗内。
与此同时,已提至井口卸载位置的重箕斗,通过井架上的卸载曲轨的作用,箕斗底部的闸门开启,把煤炭卸人地面煤仓6。
处在井上、井下的两箕斗分别通过接装置与两根提升钢丝绳7相连接,两根提升钢丝绳7的另一端则绕过安装在井架3上的天轮2,以相反的方向固接在提升机卷筒l上。
启动提升机,一根钢丝绳向卷筒上缠绕,使井底重箕斗向上运动;与此同时,另一根钢丝绳自卷筒上松放,使井口轻箕斗向下运动,从而完成了提升煤炭的任务。
主斜井课程设计箕斗提升一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解主斜井箕斗提升系统的基本构成和工作原理;2. 学生能够掌握主斜井箕斗提升过程中相关物理概念,如重力、斜面、摩擦力等;3. 学生能够了解主斜井箕斗提升在矿山、建筑等行业的应用。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并解决主斜井箕斗提升过程中可能出现的问题;2. 学生能够通过实际操作,熟练掌握主斜井箕斗提升设备的操作方法;3. 学生能够运用数学知识,计算主斜井箕斗提升系统的相关参数。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对工程技术的兴趣,激发学生探究科学原理的欲望;2. 培养学生严谨、务实的学习态度,提高学生分析和解决问题的能力;3. 增强学生的团队合作意识,培养学生的沟通协调能力。
课程性质:本课程为工程技术类课程,结合实际应用,注重理论知识与实践操作的结合。
学生特点:学生具备一定的物理和数学知识基础,对实际操作有较高的兴趣。
教学要求:教师应结合实际案例,采用讲解、演示、实践相结合的教学方法,引导学生掌握主斜井箕斗提升的相关知识,提高学生的实践操作能力。
同时,注重培养学生的团队合作精神和沟通能力。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际工作中,达到学以致用的目的。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 主斜井箕斗提升系统概述:介绍主斜井箕斗提升系统的基本构成、工作原理及在矿山、建筑等行业的应用。
2. 物理原理:讲解主斜井箕斗提升过程中涉及到的物理概念,如重力、斜面、摩擦力等,并分析这些因素对提升效率的影响。
3. 设备结构与操作:详细讲解主斜井箕斗提升设备的结构,包括箕斗、钢丝绳、驱动装置等,并指导学生进行实际操作。
4. 数学计算:教授学生如何运用数学知识计算主斜井箕斗提升系统的相关参数,如提升速度、提升能力等。
5. 故障分析与处理:分析主斜井箕斗提升过程中可能出现的故障及原因,教授学生相应的解决方法。
教学大纲安排如下:第一周:主斜井箕斗提升系统概述第二周:物理原理(重力、斜面、摩擦力等)第三周:设备结构与操作第四周:数学计算第五周:故障分析与处理教学内容与教材关联性:本课程教学内容与教材《矿山机械》中第三章“主斜井箕斗提升”相关内容紧密结合,确保教学内容的科学性和系统性。
xxx铁矿斜井箕斗提升可行性方案研究斜井提升在我国中小型矿井中应用极其广泛。
采用斜井开拓具有初期投资少、建井快、投产早、地面布置简单等优点。
但一般斜井提升能力小,钢丝绳磨损快,井筒维护费用高。
斜井提升方式大致可分为三种:(1)斜井串车提升:分单钩与双钩两种。
单钩提升井筒断面小,投资少,可用于多水平提升,但产量小,电耗大,矿车易跑偏掉道,多用于产量小于20万t;双钩串车提升则相反。
串车提升斜井倾角一般小于25°。
(2)斜井箕斗提升:与串车提升相比,提升能力变大,又容易实现自动化,且安全性能搞,但需有装卸设备,投资较大,开拓工程量大,适合于倾角为25°---30°的斜井中。
(3)胶带机提升:与箕斗提升相比,提升能力更大,取消了摘挂钩放矿等环节,有效提高了劳动生产效率,同但与此同时,投资成本太高维护费用也很高,安装较繁琐。
xxx铁矿于1970年建成至今已有40多年,作为一个年产18万t的中、小型矿井,自从1998年从露天转为地下采矿起,一直使用斜井串车提升,但多年以来串车提升一直存在着一个通病,那就是提升能力差,随着开采深度的逐渐增加,串车提升能力差的问题日益凸显,为解决串车提升能力差的问题,我们设计一套斜井箕斗提升,随着果岭以及龙山零星采矿点的结束,未来xxx铁矿的产量将集中于煤炭冲、禁冲采区,现以煤炭冲、禁冲采区深部铁矿的开采为例。
煤炭冲210斜井目前已安装猴车,如此该井已经无法提供矿石废石的提升,猴车安装完成后,煤炭冲采区所有矿石都将由龙南230斜井提升,提升循环时间大大增加提升效率降低,为此我们必须在煤炭冲、禁冲采区设计一个提升能力大的箕斗斜井。
1.斜井箕斗的提升要求及特点斜井箕斗提升主要用于大、中型矿山。
斜井倾角一般为30°~40°。
箕斗斜井的布置及对斜井的技术要求可参照串车斜井的有关规定,同时,还应考虑箕斗斜井提升的下述特殊要求:(1)矿石块度大、生产规模大的矿山,为了延长箕斗的使用寿命,增大箕斗提升能力,一般应设置地下破碎站。
(2)箕斗井不得兼作入风井。
(3)线路布置:双箕斗斜井一般铺设双道。
只有一个开采水平时可布置单道或三根轨,并在井筒中设双道错车。
(4)提升车场线路型式:在装载点多、运输线路短的条件下,装卸处为双线;或只用单线车场,在装载点处只安装一个漏斗闸门,可减少装载点处的硐室工程量。
(5)箕斗斜井应设置相应的硐室,如装载设备硐室、矿仓、信号硐室、避人硐室、洒矿清理巷道及水窝泵房地面设置卸载架、井口受煤装置及地面转运设施或轨道线路等,井口建筑为井架式。
通过之前的地质报告以及钻孔等资料分析,煤炭冲禁冲采区深部铁矿的分布、储量以及品位等,在-100m以上矿石较可靠,无论平均厚度,还是矿石品位以及矿石的连续性等都适合开采,目前煤炭冲采区矿石主要集中在+120、+90、+47等,禁冲等采区所采矿石的主要集中在+10 和+40 中段。
根据目前的采矿的进度以及较低的回采率逐渐向下回采已成为必然趋势,设立提升能力大的斜井箕2.箕斗的选型本次设计在煤炭冲采区240标高处建立主斜井从+240水平直接开拓至-100水平,副斜井为煤炭冲210,其中主斜井为箕斗提升负责整个矿石的提升任务(主斜井井口标高为+240m 井口坐标为(4533.89),Y (11399.90)斜井井筒方位角为218度,倾角为28度),副斜井为串车提升负责整个人员的上下,(副斜井井口标高为+210m ,井口坐标为X(3067.36),Y(8450.04)斜井井筒方位角为248度,倾角为27)。
1.斜井箕斗提升选型计算 (1)计算小时提升量A s ,(t/h )(式1) 其中:C 为不均衡系数 A 为年提升量为日工作小时数 为年工作日数xxx 铁矿煤炭冲、禁冲采区年提升矿石约为12W 吨左右,废石为6W 吨左右,总计18W 吨,一年工作日数为300天,日工作小时数为16.5小时,分为三班采矿。
(不均衡系数取1.15)=41.8t/h(2)计算一次提升循环近似时间T ,(s ) (式2)式中:θ为装卸载休止时间; 为提升斜长; Vp 为平均速度。
考虑到xxx 铁矿固有的环境成本,以及向箕斗装矿等问题,必须设立矿仓,装矿路线为放矿漏斗-----矿车-----堆矿仓-----箕斗放矿漏斗-----斜井箕斗。
矿仓设置在-100至---- -80之间采用两头窄中间宽的形式,使用漏斗放矿,矿石采用震动或者重力搬运。
提升长度包括井筒斜长和井口卸矿点以及井底至装矿点的距离,其距离分别为7254m ,30m ,30m 。
总共784m 。
提升速度如下(表1)鉴于xxx 铁矿斜井断面小,为确保箕斗在运行过程中的安全性,这里我们选择3.5m/s 的速度。
斜井提升最大速度rs S t t CAA =5.1630018000015.1••=S A X L θ2+=PXV L T(表1)休止时间包括:卸载时间,装矿时间,以及调车时间,其中卸载时间为(10s ),装矿时间(因使用漏斗放矿时间约为250s )。
(式3)= 698s一次提升循环所需时间为11.6钟左右。
(3)计算小时提升数n s=5.1次故1小时内提升次数为5次,(4)箕斗一次提升升量Q (kg )由公式 (式4)带入得=8.2(5)计算箕斗容积'r V ,(m 3)其中:Cm 装满系数,取0.65--0.85 Γ为松散矿石密度(取2.3kg/m3) (式5)(6)选定箕斗标准容积V r ,(m 3)见表2提升项目 最大提升速度m/s 斜长〈300斜长〉300斜井箕斗提升5m/s7m/s2505.37842+•=X L X T T n =6.1160=n 1000s S N AQ =)(γr't Cm Q V =32.43.20.852.8r'm V =•=表1 通过表2我们选择斗容为4.85的箕斗,长宽高分别为,6880、1700、1600。
轨距为1600mm ,卸载方式为后卸式箕斗,箕斗质量为3480kg 。
(7)计算箕斗有效载重量 (t ) (式6)= =11.1t=8.2t(8)计算钢丝绳每米质量P s ,(kg/m )。
(式7)其中:f1=0.01-0.015,f2=0.1.-0.20,Qj 为箕斗自重,m 为安全系数(作855m 。
为钢丝绳抗拉强度(由于钢丝绳强度没有特定的计算公式只能根据经验公式大致算出抗拉强度的大小)对于井深超过700m 的斜井钢丝绳的抗拉强度约为应大于1800Mpa ,该井深为815m ,钢丝绳抗拉强度选择1850Mpa 。
其中Qp 为提升矿石总质量和提升箕斗总重量之和。
代入数据得:=3.2kg/m)(a f a a f a Q Q P j s cos sin L mσ11)cos )(sin (201max +'-++=rγV Q m C =85.43.28.0••rmax V γQ •=)(588.07848185011)467.0)(348011100(-+=s P通过对每米钢丝绳的质量进行选型,我们选择钢丝绳:选三角股钢丝绳,型号为:p 为3.58kg/m 。
钢丝总断面积为376.92m ㎡ 的直径为29/mm ,在σ=1850N/mm 2(其钢丝破断拉力总和Q 断=679kN 。
)(9)核验钢丝绳实际安全系数,使m m ≥'。
mga f a L p a f a Q Q Q m a j p≥++++=')]cos (sin ')cos )(sin [(201max (式 8)= 8.15≥8所以钢丝绳实际安全系数符合安全要求(11)单箕斗提升时平衡锤质量Q ch ,(kg )计算。
j ch Q Q Q +=5.0 (式9)=0.5*9.3+3.48 = 8.13kg(12)计算最大静拉力F j ,(N )。
提升时,Fj=[(11.1+3.48)(sin28+0.015cos28)+3.58*784(sin28+0.15cos28)]9.8 =85182N 下放时,Fj=[(11.6+3.48)(sin27-0.015cos27)+3.58*855(sin27-0.15cos27)]9.8 =73421N(13)选择提升机及天轮。
1. 确定提升机卷筒直径D j (mm ):x j d D 80≥ (式10) 提升钢丝绳直径dx 为29mm ,则dx D j 60≥ = 29*80=2320mm2. 确定卷筒宽度B (mm ):初步选择单绳缠绕式多层缠绕单卷筒提升机,则其计算公式为pJs 3D n D 43)(10π)π(c t L L B +++≥(式11) S D D D )(其中,1-n c j p += (式12)L j —提升长度,m ;L a —试验长度,取L a =30m ;D p —钢丝绳平均缠绕直径,mm ;x j p d n D D )1(-+= ε—钢丝圈间隙,ε=2~3mm ; n —钢丝绳缠绕圈数;δ—摩擦圈数。
算出B =1289mm通过对计算参数直径为2500,宽度为1500,最大静张力差88.6选型我们选择GKT2x2.5x1.5-20型表3-2 GKT2x2.5x1.5-20 单绳缠绕式单卷筒提升机参数型号卷筒 钢丝绳 个数 直径/mm宽度/mm 钢丝绳最大静张力 钢丝绳最大静张力差/t最大直径/mm 破断拉力总和/t GKT2x2.5x 1.5-201 2500 1500 88.26 53.943166.23、天轮的选择根据公式天轮DL ≥80dx=80*29= 2320mm 通过选型得(15)预选电动机功率N ',(KW )。
① 计算电动机功率 提升重车时:η1000'vF K N c b ••= (式3-12)下放重车时:η100005.1'vF K N c b ••=(式3-13)式中: N ’—预选电动机的功率,kw ; K b —电动机功率备用系数,取K b =1.2;η—传动效率,一级传动取η=0.9;二级传动取η=0.85。
V 取3.5m/s 由上面计算可知,提升重车时F c 为86.7kw ,下放重车时F c 为74.5kw ;电动机功率备用系数为1.2;传动效率,二级传动取η=0.85。
提升重车时:KW V F k N j b 36085.01000.3105.82.11000'4=••⨯⨯=••=η下放重车时:KWVF k N j b 23985.010005.31045.72.1100005.1'4=•⨯⨯=••=η② 预选电动机型号选择JRQ-146-4三相绕线转子异步电动机,其主要参数如表:JRQ-146-4三相绕线转子异步电动机主要技术数据表型号额定功率(kW ) 额定电压(V ) 额定电流(A )额定转速r/min 重量(kg ) 最大转矩外形尺寸(mm ) 额定转矩长宽高JRQ-146-44303000 100150029001.82105 1395 1270。