运输设备选型计算

威远县铸铜煤业有限公司

运输设备设计选型计算书

运输设备设计选型计算

一、概述

1、矿井设计生产能力

矿井设计生产能力为150kt/a；主干系统包括通风、提升、运输。 2、带区布置方式

井田为近水平煤层，采用分带式布置方式。矿井竣工投产时布置3个带区，3个对拉工作面；每个对拉工作面长200m，采用炮采落煤方式。

3、井下运输

采用CTY5-6G型特殊防爆型蓄电池机车牵引1t固定箱式矿车运煤和矸石。

4、矿井通风

采用抽出式通风方式，中央并列式通风系统。由主、副斜井进风，回风斜井回风。

第一节 运输方式的选择

一、运输方式

本矿井为高瓦斯矿井，井下选用5t特殊防爆型蓄电池机车牵引运输。煤、矸石采用１t固定式矿车装载，设备、材料用平板车或材料车装载，蓄电池机车牵引运输。每辆蓄电池机车牵引装煤矿车22辆或装矸矿车14辆。

二、主要运输巷道断面、支护方式、坡度及钢轨型号

１、矿井巷道断面及支护方式

矿井下元炭煤层运输大巷采用料石砌碹支护方式，大白炭煤层运输大巷采用料石砌碹支护方式。

２、坡度

矿井主要运输巷道和石门的轨道运输坡度,均取千分之三的坡度。

３、钢轨型号

矿井主要运输斜井24㎏/m钢轨，600㎜轨距，木料轨枕。主要运输巷道及石门敷设22㎏/m钢轨，600㎜轨距，木料轨枕。

第二节 矿 车

一、 矿车选型

本矿井运载原煤的矿车选用600㎜轨距、MG1.1-6A型，１t固定式矿车。

二、 各类矿车的数量 １、一吨固定式矿车

按排列法计算矿井达到设计生产能力时需用MG1.1-6A型１t固定式矿车数量见表表3-2-1。

表3-2-1 矿车数量一览表

序号矿 车 类 型 使 用 地 点 矿车数量（ 辆 ）331033169333318181212231M G 1.1 - 6A主斜井井口车场2M G 1.1 - 6A地面矸石车埸3M G 1.1 - 6A主斜井下部空、重车线4M G 1.1 - 6A（+330水平）大白炭带区5M G 1.1 - 6A（+330水平）大白炭1～3号掘进头 6M G 1.1 - 6A暗斜井上部空、重车线7M G 1.1 - 6A暗斜井上部空、重车线8M G 1.1 - 6A（+160水平）下元炭东翼带区9M G 1.1 - 6A（+160水平）下元炭西翼带区10M G 1.1 - 6A（+160水平）下元炭1—4号掘 进头11M G 1.1 - 6A其它12M G 1.1 - 6A备用 合 计 ： 250

按排列法计算，矿井共需250辆运载原煤的MG1.1-6A型1t固定式矿车。

２、1t材料车

矿井运送材料采用MG1.1-6A型一吨材料车，材料车数量为矿车总数的10％，为25辆。

３、1t平板车

矿井运送设备采用MP1.1-6A型1t平板车，平板车数量为矿车总数的3％，为7辆。

各种矿车规格特征见表3-2-2。

表3-2-2 矿车特征表

矿车类型一吨矿车一吨材料车一吨平板车容积载重（㎏）(m3 )装煤装矸1.11000100010001800外形尺寸（㎜）长200020002000宽880880880高11501150410轨距轴距自重备注（㎜）（㎜）（㎏）600600600550550550610511470

第三节 运输蓄电池机车选型

一、设计依据

本矿井属高瓦斯矿井，井下运输选用CTY5-6G型，600轨距，特殊防爆型蓄电池机车牵引矿车。

本矿井在+330m水平（大白炭）及+1160m水平（下元炭）各布置了一条运输大巷。+330m水平（大白炭）运输大巷及+160m水平（下元炭）运输大巷，前期运输距离均为500m，后期运输距离均为1500m。

+330m水平（大白炭）运输大巷承担运煤 60kt/a +160m水平（下元炭）运输大巷承担运煤 90kt/a 矸石率 20% 装运容器 MG1.1－6A 大巷轨道坡度 3‰ 矿井年工作日为330d，每天两班运输，每班工作7小时。 二、设计选型计算

１、机车牵引能力

1000?0.24?5?31.4t Q?12?3?110?0.04?13.5 蓄电池机车牵引MG1.1-6A型1t固定式矿车数量取22辆。

２、机车电机过热能力校核 (1)蓄电池机车牵引空车时的牵引力 Fk?5?22?0.61(12?3)?138.15kg

2(2)蓄电池机车牵引重车时的牵引力

5?22(1?.61)(10?3)?141.47kg Fz?2(3)根据蓄电池机车牵引电机的特性曲线得

Ik=52A Vk=11.6km/h Iz=56A Vz=11.4km/h (4)列车的运行时间 空车运行时间:

初期运行时间 tk1?后期运行时间 tk280?0.5?3.45min

11.680?1.5??10.34min

11.6重车运行时间： 初期运行时间

80?0.5?3.5min tz1?11.4后期运行时间 tz2?列车循环时间：

初期循环时间

T1?3.45?3.5?25?31.95min

后期循环时间

T2?10.3?10.52?25?45.86min (5)均方根电流

初期均方根电流 Ij180?1.5?10.52min

11.43.45?522?3.5?562?1.15?29A

31.95后期均方根电流 Ij210.34?522?10.52?562?1.15?42A

45.86根据上述计算，蓄电池机车运行时的均方根电流均小于蓄电池机车允许电流50A。因此，蓄电池机车一次牵引22辆装煤矿车或14辆装矸矿车运行时，均在电机允许电流内。

３、机车运行台数计算 +330m水平（大白炭） 初期运行台数

1.25(110?22)?11?Ns1?1.33?0.5(?)?0.42??0.6辆?22?1?7?11.611.4?后期运行台数

Ns21.25(110?22)?11??1.33?1.5(?)?0.42?0.8辆 ??22?1?7?11.611.4? +135m水平（下元炭）

初期运行台数

Ns1?1

1.25(164?33)?11??1.33?0.5(?)?0.42?0.87辆??22?1?7?11.611.4?后期运行台数

Ns2?2

1.25(164?33)?11??1.33?1.5(?)?0.42?1.23辆??22?1?7?11.611.4? 根据上述计算，矿井初期在+330m水平（大白炭）及+160m水平（下元炭）的大巷运输中，各配置一台CDXT-5J型，600轨距的特殊防爆型蓄电池机车牵引矿车。

初期矿井配置三台，二台运行，一台备用，后期通过增加蓄电池机车的台数也能满足210kt/a生产能力的需要。

４、机车制动能力校核

55?3.162L??21.5m＜40m 150?5?10?35?22?1.61 符合《煤矿安全规程》的规定。

５、机车充电设备

矿井在+330m水平（大白炭）及+160m水平（下元炭）的运输大巷中分别设置充电变流室一个,各装备5t特殊防爆蓄电池机车，充电采用KGCK-150/35～210-dI型充电设备二台,每个充电变流室一台运行,一台备用。

第四节 提升设备

本矿井采用斜井开拓方式，+330m～+495m水平主斜井和+160m～+330m水平暗斜井井筒各装备一套矿用单绳缠绕式提升设备，担负提煤、提矸、炸药、雷管及保健，提升材料及设备的任务。 一、 +330m～+495m主斜井 （一）设计依据

1、矿井年产量：生产能力150kt/a原煤。

2、工作制度：年工作日330d，每天净提升时间14h。 3、矸石率：20%。

4、提升型式：单绳缠绕式提升。

5、装煤容器：MGC1.1-6A型固定箱式矿车。 6、提升斜长：390m。 7、提升倾角：25°。

8、煤的松散容重：1t/m3，矸石容重1.8t/m3。 9、设备3次/班。 10、木材1.6m3/班。 11、钢材160㎏/班。

12、车场型式： 上、下平车场。

（二）斜井提升绞车选型计算 1、

一次提升量

1.44??150000?2?150000?0.2?3?19800??225Q?330?14?3600?0.9

?4.1t 根据上述计算绞车一次串车提升5辆装煤矿车，或3辆装矸矿车。

2、绳端荷重

Qd?5?1600?0.432?3456kg

3、钢丝绳选择

绞车提升钢绳选用6×7-22.5-155-I型钢丝绳，钢丝绳Pk=1.814 m / kg，Qσ=29400kg。

4、钢丝绳安全系数校核

29400m?3456?451?1.814?0.604 ?7.4＞6.5符合《煤矿安全规程》的规定。 5、确定滚筒直径 Dg?80?22.5?1800mm

6、最大静张力

Z?3456?451?1.814?0.604 ?3950.1kg＜6000kg　7、静张力差

Zc?3950.1?5?600?0.432 ?2654.1kg＜4000kg　g　　

矿井提升绞车选用2JK－2×1.25/31.5型绞车,绞车允许最大静张力为6000㎏，最大静张力差4000㎏；绞车滚筒宽度为1250㎜；绞车提升速度为2.5m/s；减速比为31.5。

8、绞车滚筒缠绳宽度验算

451?30?7?2?B??(22.5?2.5)2.0452?3?

?681mm＜1250mm　m　　 9、电机功率（估）

1.15?2654.1?2.5N??88kw

102?0.85 绞车提升电机配置功率为135kw。

10、确定天轮直径 Dt?60?22.5?1350mm

矿井提升绞车天轮选用TD1400/740型游动天轮。 11、绞车最大提升能力

3600?330?14?5?0.9?289.25kt Q1?225?1000?1.15（三）提升安全

1、斜井提升系统设置有防跑车装置，阻车器，用以防止事故的发生。

2、绞车提升钢丝绳安全系数为7.4大于6.5符合《煤矿安全规程》的规定。

3、本矿井斜井提升绞车选用2JKTP－2×1.25/31.5型提升绞车，符合矿井生产需要。

二、 +160m～+330m暗斜井 （一）设计依据

1、井筒年承担提升量：90kt/a原煤。

2、工作制度：年工作日330d，每天净提升时间14h。 3、矸石率：20%。

4、提升型式：单绳缠绕式提升。

5、装煤容器：MGC1.1-6A型固定箱式矿车。 6、提升斜长：462m。 7、提升倾角：25°。

8、煤的松散容重：1t/m3，矸石容重1.8t/m3。 9、设备3次/班。 10、木材1.2m3/班。 11、钢材114㎏/班。

12、车场型式： 上、下平车场。 （二）设备选型

1、一次提升量

1.44??90000?2?90000?0.2?3?19800??253Q?330?14?3600?0.9?3t

根据上述计算并考虑矿井后期提升能力，暗斜井绞车一次串车提升矿车4辆装煤矿车或装矸矿车2辆。

2、绳端荷重

Qd?4?1600?0.432?2764.8kg

3、钢丝绳选择

绞车提升钢绳选用6×19-20-155-I型钢丝绳，钢丝绳Pk=1.429 m / kg，Qσ=23400kg。

4、钢丝绳安全系数校核

23400m?2764.8?522?1.429?0.604 ?7.2＞　6.5　　符合《煤矿安全规程》的规定。 5、确定滚筒直径 Dg?60?20?1200mm

6、最大静张力

Z?2764.8?522?1.429?0.604 ?3215.35kg＜4500kg7、静张力差

Zc?3215.35?4?600?0.604?1765.75＜3000kgt

暗斜井提升绞车选用2JTPB－1.6×0.9/24型绞车,绞车允许最大静张力为4500㎏，最大静张力差3000㎏；绞车滚筒宽度为900㎜；绞车提升速度为2.5m/s；减速比为24。

8、绞车滚筒缠绳宽度验算

522?30?7?1.6?B??(20?2)1.63?3?

?840.9mm＜900mm 9、电机功率（估）

1.15?1765.75?2.5N??58.6kw

102?0.85 绞车提升电机配置功率为132kw。

10、确定天轮直径

Dt?40?20?800mm

矿井提升绞车天轮选用TD800/700型游动天轮。 11、绞车最大提升能力

3600?330?14?4?0.9?205.79kt Q1?253?1000?1.15（三）提升安全

1、暗斜井提升系统设置有防跑车装置，阻车器，用以防止事故的发生。

2、绞车提升钢丝绳安全系数为7.2大于6.5符合《煤矿安全规程》的规定。

3、本矿井属高瓦斯矿井，矿井暗斜井提升绞车选用2JTPB－1.6×0.9/24型防爆绞车，符合矿井生产需要。

第五节 架空乘人器设备

矿井在＋495m标高至＋330m水平行人斜井及在＋330m水平至＋160m水平行人暗斜井，均采用机械设备架空乘人器运送矿井上下井

工作人员。在行人斜井所设置的架空乘人器，承担全矿上下井工作人员的运输任务；在行人暗斜井所设置的架空乘人器，承担矿井下元炭开采上下井工作人员的运输任务。

一、行人斜井 1、设计依据 斜长： 391m 倾角： 25o

运送人员： 260人/班（按210kt/a计算）

2、设计选型 （1）吊座间距

3600?0.75?397?8.1m L?1.1?260 根据计算，吊座间距取7.94m，架空乘人器每边设置吊座50个。 （2）运输时间校核

1.1?260?7.94?397?41.64min＜60min T?60?0.75符合《煤炭工业矿井设计规范》要求。 （3）运行钢丝绳的选择

架空乘人器运行钢丝绳选用18×7-20-170-特-镀-右同,钢绳重量为Pk=1.563㎏/m，钢绳抗拉强度总合为Qσ=28400㎏,钢绳直径d=20㎜。

（4）运行阻力

a、重车段阻力

Fz?50(70?20)0.55?1.563?397?0.695?2906.3kg b、空车段阻力

Fk?50?20?(?0.296)?1.563?397?(?0.15)??389.1kg

（5）钢绳张力

1.07(280?381)?2906.3?1916.6kg S1?1.46 S2?1916.6?381?1535.6kg S3?1.07?1535.6?1643.1kg S4?1643.1?2906.3?4549.4kg （6）拉紧装置拉力

S5?1535.6?1643.1?3178.7kg （7）钢绳安全系数校验 m?28400?6.42＞6

4549.4符合《煤矿安规程》要求。 （8）绳轮直径

Dg?60?20?1200mm 符合《煤矿安规程》要求。 （9）设备传动拉力

S6?4484.8?1891.1?2593.7kg （10）电机功率

2593.7?0.75?25.8kw N?102?0.75 经上述计算，矿井在行人斜井采用JCJ1.25－37型架空乘人器。架空乘人器绳轮直径Φ1.25m；最大传输力总和58.8KN；绳速V=0.75m／s；架空乘人器电机YB225M－6型，功率30KW。

二、行人暗斜井 1、设计依据 斜长： 462m 倾角： 25o

运送人员： 185人/班（按150kt/a计算）

2、设计选型 （1）吊座间距

3600?0.75?468?10.9m L?1.1?185 根据计算，吊座间距取10m，架空乘人器每边设置吊座49个。 （2）运输时间校核

1.1?185?9.92?468T?60?0.75

?55.3min＜60min符合《煤炭工业矿井设计规范》要求。 （3）运行钢丝绳的选择

架空乘人器运行钢丝绳选用18×7-20-170-特-镀-右同,钢绳重量为Pk=1.563㎏/m，钢绳抗拉强度总合为Qσ=28400㎏,钢绳直径d=20㎜。

（4）运行阻力

a、重车段阻力

Fz?49(70?20)0.55?1.563?468?0.695?2933.9kg

b、空车段阻力

Fk?49?20?(?0.296)?1.563?468?(?0.15)

??399.8kg

（5）钢绳张力

1.07(280?399.8)?2933.9?1921.7kg S1?1.46 S2?1921.7?399.8?1521.9kg ?1628.5?2933.9?4562.4kg

S3?1.07?1521.9?1628.5kg S4（6）拉紧装置拉力

S5?1521.9?1628.5?3150.4kg （7）钢绳安全系数校验

28400?6.22＞　6 m?4562.4符合《煤矿安规程》要求。 （8）绳轮直径

Dg?60?20?1200mm 符合《煤矿安规程》要求。 （9）设备传动拉力

S6?4562.4?1921.7?2640.7kg （10）电机功率 N?2640.7?0.75?25.8kw

102?0.75 经计算，行人暗斜井采用JCJ1.25－37型乘人器，乘人器绳轮直径1.25m;钢绳直径20.5mm；最大传输力总和58.8KN；名义绳速／s；电机YB225M－6型，功率30KW。

1m

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