矿井运输设备选型计算设计.doc

1、摘要在矿井的生产中，矿井运输占有重要的地位。其中，矿用的采煤机，刮板运输机，胶带输送机，矿用电机车是井下运输中的核心设备，这些集机械、电子、液压于一体的器械的有机组合，大大增加的煤矿的运输、生产效率。而人们对于矿井运输设备的设计严格的追求最优，首先对具体煤矿的工作条件、产量、运输量进行精确的测量与计算，然后选择最符合要求的矿井运输设备的型号，以发挥其运输的最大效率，最小的经济投入。本次设计的主要目的是根据自己具体所选的煤矿，选择合适的矿井运输设备（主要有刮板运输机、胶带输送机、矿用电机车），其中对刮板机运输机和胶带输送机的空重段承载量的计算，各点张力的计算，对与链与拖锟、滚筒刚度的校核组成了本

2、次设计的核心内容。此次设计是对自己机械方面综合知识的测试与考验。 关键词 矿井运输；校核；有机组合；目录摘要11. 绪论11.1矿山运输设备在现代矿井生产中的作用11.2矿井运输设备的类型11.3国内外矿井运输设备发展状况32. 采煤机选型设计52.1采煤机概述52.2设计原始52.3滚筒采煤机的选择62.3.1采煤机的性能参数计算与选择：63. 刮板输机选型设计103.1刮板输送机概述103.2刮板输送机的选型原则113.3刮板输送机选择计算113.3.1 回采工作面生产能力113.3.2 刮板输送机初选123.3.3 刮板输送机各参数的验算134. 采区顺槽运输机械的选型设计204.1转载

3、机概述204.2载机的选择原则214.3转载机的初选214.4转载机各参数的校核225. 可伸缩带式输送机的选型设计245.1带式输送机概述245.2可伸缩带式输送机的选型原则245.3胶带输送机的初选255.4可伸缩胶带输送机各参数的校核265.5皮带输送机皮带跑偏的调整326. 车选型设计356.2矿用电机车运输设备初选356.3列车组成的计算356.4电机车台数的计算407. 矿井运输设备选型汇总427.1各矿井运输设备型号总表42结 论43致 谢44参考文献451. 绪论 1.1矿山运输设备在现代矿井生产中的作用煤炭是我国主要的能源和重要的化工原料，自建国以来，为促进国民经济的发展，煤

4、炭行业已取得了举世瞩目的伟大成就，我国煤炭储量居世界前列，原煤产量从1949年的0.32亿吨，到2003年突破13亿吨，成为世界第一产煤大国，目前煤炭在今后相当长的时期内仍将是第一位的主要能源。矿山运输是煤炭生产中非常重要的环节，从井下采煤工作面采出的煤炭，只有通过矿井运输和提升将其运到地面，才能够加以利用。矿井运输和提升在矿井生产中担负着以下任务：(1)将工作面采出的煤炭运送到地面装车站；(2)将掘进出来的矸石运往地面矸石厂或矸石综合加工厂；(3)将井下生产所必需的材料，设备运往工作面或其他工作场所；(4)运送井下工作人员。可以说矿井运输是矿井生产的“动脉”与“咽喉”，其设备在工作中一旦发生

5、故障，将直接影响生产，甚至造成人身伤害。此外矿井运输的耗电量很大，一般占矿井生产总耗电量的50%以上。因此，合理选择维护使用这些设备，使之安全可靠，经济高效的运行，对保证矿井安全高效的生产，提高煤炭企业经济效益，具有重要的现实意义。由于矿井运输设备是在井下巷道内工作，空间受到限制，故要求它们结构紧凑，外部尺寸尽量小；同时因工作地点经常变化，又要求其中的许多设备应便于移置；另外，由于井下有瓦斯、煤尘、淋水、潮湿等特殊环境，还要求设备防爆耐腐蚀等。1.2矿井运输设备的类型矿井运输设备的类型按其动作方式不同可分为连续动作式运输设备和周期动作式运输设备两大类；按用途不同可分为主要运输设备和辅助运输设备

6、。1、连续动作方式运输设备 连续动作式运输设备是当设备启动后，能连续不断地运送货载。常见类型如下：(1)输送机 如刮板输送机、带式输送机、杓斗提运机等；(2)无极绳运输设备 这种运输方式是将货载装在矿车中用无极连续运转的钢丝绳牵引矿车在轨道上运行，矿车与钢丝绳之间通过连接装置挂钩或摘钩。这种方式可用于井下或地面水平运输及倾角小于15的斜巷运输；(3)风力或水力运输设备 主要设备为空压机，高压水泵及运输管道或运输槽，这种方式可分为利用压缩空气或高压水在管内运运送货载的有压运输和利用自然坡度在铁槽内运送货载的无压水力运输两种。水力运输适用于水力采煤或旱采水运矿井； (4)自重运输 即在坡度较大的情

7、况下，利用货载本身的自重分力，使货载沿斜坡向下连续自溜运输。2、周期动作式运输设备周期动作式运输设备已一定的循环方式周期的运送货载，在输送中需经常控制其运行方向。(1)机车运输设备 用机车牵引一组矿车在轨道上往返周期的运送货载，是我国目前水平巷长距离运输的主要方式之一；(2)有技术运输设备 用有极往复运行的钢丝绳牵引单个或一组矿车子轨道上往复运行。多用作小型矿井的主斜井提升或一般矿井的采区上下山辅助运输等；(3)矿井提升设备 利用提升滚筒传动的钢丝绳牵引提升容器在井筒内往返运行，完成提升或下放人员及货载的任务。3、辅助运输设备一般指除了运煤以外的运输设备，主要类型有：(1)卡轨车 它是一种地轨

8、式辅助运输设备，在车辆上除了装有普通的行走轮外，另装有卡轨轮，其作用是卡住轨道，使车轮不脱离轨道，以适用于巷道底板起伏大，有低鼓以及难以使用机车和有极绳运输的巷道。(2)单轨吊车 单轨吊车是综合机械化采煤配合使用的一种采区巷道辅助运输设备。它用吊挂车辆，在悬挂于巷道上方的工字型单轨上运行，摩擦轮绞车作动力装置，通过钢丝绳牵引单轨吊车运送货载。(3)架空索道 适用于个别山区矿井地面运输设备。(4)推车机或爬车机 推车机是采取装车站，井底车场，当向罐笼，翻车机推送矿车时或在溜煤眼下部推送矿车时，推动矿车。而爬车机则是在矿车自溜系统中，用以补偿矿车自溜所降落的标高差，故又称为高差补偿器。(5)无轨车

9、 如胶轮机车在矿井下直接运行。1.3国内外矿井运输设备发展状况建国以来，我国的矿山运输设备在技术上有了很大的发展。各种运输设备均能批量生产并投入使用。 刮板输送机应用极广，种类很多，有单链、双链、三链之分。近年来，随着高产高效工作面装备技术水平的不断提高，刮板输送机一发展成大功率，高强度，高可靠性的运输设备。目前国外工作面刮板输送机最大工作长度达到45m，最大输送能力达到5000t/h，最大功率达到2000kw。已普遍采用了侧卸机头，双速电机，主副电机，主副电机液压平衡的一机体。我国最新研制装机容量和生产能力最大的刮板输送机装机功率也超过500kw，链速达到1.21m/s，输送长度达到200m

10、以上，工作能力达到1000t/h。现代先进刮板输送机主要表现为:1整体铸造溜槽或组合焊接溜槽，减少螺栓连接，提高了可靠性，使用寿命达到600万t1000万t过煤量；2采用大直径刮板链；3采用软启动技术大大提高了输送机的可靠性，使链子和链轮的寿命加倍；4故障诊断和工况监测输送机各部件的运行状态，进行故障诊断和报警。在带式输送机方面，近年来国内外带式输送机向着长距离，高带速，大运量，大功率，长寿命，低能耗智能化方向发展。这是高产高效节约化矿井生产的需要。国外带式输送机的发展主要表现在两个方面：一方面是带式输送机的功能多元化，应用范围扩大化，如高倾角带式输送机，管状带式输送机，空间转弯带式输送机等各

11、种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离，高带速，大运量等带式输送机已成为发展的重主要方向，其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目前国外在煤矿井下使用的带式输送机已达到主要技术指标见下表 1.1表1-1 国外带式输送机的主要技术指标主要参数国外300500万吨/年高产效矿井采区平巷可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/m200030003000带速/ms3.5445,最高达8输送量/th2500300030004000驱动总功率1200200015003000最大达10100我国生产的带式输送机技

12、术水平也有很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面平巷可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的关键技术及其主要部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软启动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术指标如下表 1.2：表1-2 国内带式输送机的主要指标主要参数可伸缩带式输送机大巷与斜井固定强力带式输送机运距/m1000200010004000带速/ms23.52.54续表1-2输送量80018

13、00100020002507507501500随着高产高效工作面的逐渐增多及煤炭科技的迅速发展，我国原来的带式输送机，无论是主要参数还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，在今后的发展中，需尽快解决好以下几方面的关键技术问题：(1)带式输送机动态分析与监控技术；(2)软启动与功率平衡技术；(3)中间驱动技术；(4)自张紧技术；(5)新型长寿命高速托辊技术；(6)快速自移动机尾技术；(7)高效储带技术。这样才能提高我国带式输送机的设计生产和使用管理能力，赶上国际先进技术水平。在电机车运输方面，电机车正向着大型化、高速化、能爬大坡度、高度自动化控制方向发展。如瑞典、美国、波兰等国家已开始研制和

14、使用能自动装卸载、无人驾驶运行的全自动化控制的电机车运输设备。电机车的速度与调速均由中央控制室控制，实现装卸自动化，列车位置及岔道的开合状态可在中央控制室的模拟盘上观察，我国电机车已采用晶闸管脉冲调速系统，实现无级调速，这标志着我国在矿山运输方面已达到了一个新的水平2. 采煤机选型设计2.1采煤机概述采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断,造成巨大的经济损失.随着煤炭工业的发展,采煤机的功能越来越多,其自身的结构、组成愈加复杂,因而发生故障的原因也随之复杂。双滚筒采煤机综合了国内外薄煤层采煤机的成功经验，是针对我国具体国情而设计

15、的新型大功率薄煤层采煤机。2.2设计原始原始资料：已知煤层厚度 2.4 2.6 米,支护强度40 KN/m2,顶板条件 ： 级3 类 ，工作面年产量 ：28 万吨, 工作面长度： 200米, 倾角: 10度，物料的散碎密度： 900Kg/m物料中最大块度的尺寸： max = 200 物料的动堆积角： 30顺槽有少量的灰尘， 温度正常。大巷坡度： 3大巷条件： 低瓦斯矿井， 大巷为进风巷道。该矿井有2个相同的生产能力的工作面，分别设有2个采区，2个采区装车站到井底车厂距离分别为： L1 = 3.5 KM ， L2 = 3KM顺槽长度： 890 m上下山： 下； 上下山长度： 990 m使用ZZ4000/17/35 型（ ZY35b 型）支撑掩护式支架，其具体参数为：使用条件，煤层厚度2.0 3.2 米煤层倾角25Mp度顶板中等稳定，底板抗压强度 2Mp,支撑高度1.7 3.5 米,中心距1.5米,工作阻力4