第一節提公升裝置
一、主斜井提公升裝置
江倉礦區六號礦井設計規模0.9mt/a，採用斜井開拓。井下布置乙個綜採工作面、乙個炮採工作面、四個綜掘工作面和兩個炮掘工作面。
礦井煤炭運輸系統採用帶式輸送機連續運輸方式。主斜井井筒長度約981m，傾角0°～25°，為簡化運輸方式，在主斜井鋪設一台帶式輸送機承擔整個礦井的原煤提公升任務，主斜井帶式輸送機長度約1020m、傾角0°～25°。
工程移交時井下煤炭運輸系統簡述如下：11101炮採工作面來煤依次經過：工作面順槽可伸縮帶式輸送機→一水平南翼+3635石門二部帶式輸送機→一水平南翼+3635石門一部帶式輸送機→主斜井帶式輸送機；12101綜採工作面來煤依次經過：
工作面順槽可伸縮帶式輸送機→一水平北翼+3635石門帶式輸送機→一水平北翼溜煤眼→帶式給料機→一水平北翼上山帶式輸送機→一水平北翼集中煤倉（q=600t）→煤倉下口帶式給料機→一水平**石門帶式輸送機→一水平南翼集中煤倉（q=600t）→煤倉下口帶式給料機→主斜井帶式輸送機。兩個工作面生產的原煤最終由主斜井帶式輸送機提公升至地面。
1.設計初始條件及主要引數的確定
(1) 主斜井長度、傾角、提公升高度
主斜井帶式輸送機長度約為1020m，傾角α＝0°～25°，提公升高度h=410m。
(2) 輸送量的確定
根據礦井開拓部署，11101炮採工作面來煤峰值輸送量為150t/h，原煤最終全部運至主斜井帶式輸送機，中間無煤倉緩衝；12101綜採工作面來煤的峰值輸送量為450t/h，但由於在煤流運輸過程中有一水平北翼集中煤倉和一水平南翼集中煤倉緩衝，兩個煤倉的倉容均為600t，考慮到煤倉的緩衝作用，12101綜採工作面運至主斜井帶式輸送機時的峰值量取250t/h，因此確定主斜井帶式輸送機的輸送量為q=400t/h。
(3) 帶速和頻寬的確定
根據輸送能力來確定帶速、頻寬，帶速提高可以減小頻寬，進而減少井筒斷面，降低井巷投資，帶速提高還可以降低帶式輸送機的最大張力值，使帶強降低，降低帶強可顯著地降低裝置總投資。但是，帶速過高輸送帶磨損加劇，物料對託輥的衝擊增大，從而使託輥等部件壽命降低；帶速太高還容易在巷道揚起煤塵，對主斜井通風不利。綜合以上因素，並結合本礦井輸送量，設計確定主斜井帶式輸送機速度不大於3.
5m/s。
根據輸送量、傾角、運距、輸送帶張力、造價等因數的影響，設計確定主斜井帶式輸送機頻寬b=1000mm，v=3.5 m/s。
2.主斜井帶式輸送機裝置選型計算
(1) 圓周驅動力fu的計算
fu=c***[qro+qru+(2qb+qg)cosδ]+fs1+fs2+qghg
式中：c—附加阻力係數，取1.09；
f—模擬摩擦係數，取=0.035；
l—輸送機長度，l=1020m；
qro—承載分支託輥每公尺長旋轉部分質量，qro=30.2kg/m；
qru—回程分支託輥每公尺長旋轉部分質量，qru=7.42kg/m；
qb—每公尺長輸送帶的質量(阻燃帶st/s2500)，qb=43kg/m；
qg—每公尺長輸送物料質量(qg=q/3.6v)，qg=31.7kg/m；
fs1—主要特種阻力，fs1=2000n；
fs2—附加特種阻力，fs2=2000n；
h—物料提公升高度，h=410m；
δ—輸送機傾角，δ=0°～25°；
經計算：fu=178755n。
(2) 驅動功率pa計算:pa=
經計算軸功率：pa＝626kw；
取電機備用係數k=1.5，計算電機功率n=k·pa=626kw，取電機功率2×500kw，採用頭部雙滾筒雙電機驅動方式，功率配比1︰1。
(3) 輸送帶張力計算
主斜井帶式輸送機採用頭部雙滾筒雙電機驅動布置方式，確定傳動滾筒的圍包角：α1＝170°，eμα1＝2.44，α1＝200°，eμα1＝2.85。
① 輸送帶最大下垂度要求計算：
承載分支：fmin≥a0(qb+qg)g/8(h/a)max=10981n，取(h/a)max=0.01；
回程分支：fmin≥auqbg/8(h/a)max=15803n，取(h/a)max=0.01。
② 按不打滑條件計算張力，當第二個傳動滾筒用足時：
fu=f1-f2，fu1=f1-f1-2=fu/2，fu2=f1-2-f2=fu/2，f1-2/ f2=2.85，
f3=f2+ ***（qru+qb）-qbhg
計算得: f3≈f4=-106821n＜fmin 。
所以按滾筒不打滑條件計算的尾部張力不滿足輸送帶下垂度要求。因此令f3≈f4=15083n，重新返算各點張力可得：
f1=354983n，f2=176228n，f1-2=265606n，f3≈f4=15083n
按傳動滾筒不打滑條件驗算圍包角α：
① 第一傳動滾筒：α1=170° eμα1=2.44
不打滑條件：f1/f1-2=1.34＜eμα1 ，符合要求；
② 第二傳動滾筒：α2=200° eμα2=2.85
不打滑條件：f1-2/f2=1.51＜eμα2 ，符合要求。
所以按輸送帶下垂度要求計算的各點張力均滿足要求。
主斜井帶式輸送機設計計算見表6-1-1。
表6-1-1 主斜井帶式輸送機計算表
(4) 輸送帶的選擇
根據以上計算結果，帶式輸送機最大張力點fmax=f1=354983n，選取輸送帶帶強st/s2500。
安全係數sa＝＝7.0。
本輸送帶強度滿足《帶式輸送機工程設計規範》（gb50341-2008）中的相關要求。
(5) 逆止器的選擇
按《帶式輸送機工程設計規範》（gb50341-2008）9.6.3條計算帶式輸送機所需逆止力矩：
ml=（fst－fh）
式中：ml——帶式輸送機所需逆止力矩（n·m）
h ——上運段提公升高度，h=410m；
fst——傾斜阻力（n）；
fh ——主要阻力（n）；
經計算可得：ml=67963n·m。
逆止器選擇：
逆止器逆止力矩m=k2ml＝2×67963＝135925n·m（取2倍）,
m——逆止裝置額定逆止力矩；
k2——逆止裝置工況係數，取2.0。
所選擇逆止器：dsn200型,其額定逆止力矩200kn·m ＞m， 滿足要求。
（6）制動器的選擇
根據《煤礦建設專案安全設施設計審查和竣工驗收規範》（aq1055-2008）第3.9.2.
1.2款規定：帶式輸送機制動器的制動力矩與計算制動力矩的比值，不得小於2也不得大於3。
按照以上規定及根據計算的制動輪所需的制動力矩，確定制動器的制動力矩：
m制=2mb=2×67963=135926n·m （取2倍），所選制動器型號：kpz1400/4×yz100型，額定制動力矩152kn·m，安全係數2.23，滿足要求。
(7) 張緊裝置選型
由於帶式輸送機機頭處張緊較大，因此將主斜井帶式輸送機張緊裝置布置在尾部。經計算，主斜井帶式輸送機的計算張緊力為22kn，選擇zy-400型自控液壓張緊裝置，採用第二種安裝方式，最大張緊力60kn，張緊行程6m。
3.驅動方式選擇
主斜井帶式輸送機是礦井煤炭運輸系統的關鍵環節，由於其負荷大、慣性大，直接啟動將產生很大的動張力，從而影響帶式輸送機的執行工況及裝置安全，並對電網造成很大衝擊。礦井主斜井帶式輸送機宜採用頭部多機驅動系統，驅動系統相對集中，有利於裝置安裝、檢修和集中控制。根據本礦井主斜井帶式輸送機的實際情況，確定其驅動形式採用靠近頭部雙滾筒雙電機的驅動型式。
目前已執行的帶式輸送機技術成熟且比較常用的驅動方式主要有：
（1）電機+調速型液力耦合器+減速器（簡稱調速型液力耦合器驅動方式）。該驅動方式具有以下優缺點：
具有較好的延時啟動效能，啟動加速度可以控制在0～0.05m/s2，運營費用較低；
**低，電控系統相對簡單，便於生產操作；
能實現短時期的低速驗帶功能，長時間執行時耦合器發熱問題不易解決，需設定獨立的驗帶驅動系統；
整個系統傳動效率相對較低，多機驅動時功率平衡不容易實現。
（2）10kv高壓電機+cst軟啟動系統（簡稱cst驅動方式）。該方式具有以下優缺點：
具有良好的啟動效能，能實現帶式輸送機的軟啟動和軟停車，可實現多機功率平衡；
維護量小，執行可靠；
可實現低速驗帶的要求；
投資較高，不能調速執行，對生產能力的變化適應性差。
（3）高壓變頻調速驅動系統。該驅動方式具有以下優缺點：
具有良好的調速效能，調速範圍大，啟動加速度可以控制在0～0.05m/s2，運營費用較低；
可以長時間穩定地在低於額定速度下執行，並且能夠調速執行，很好地適應不斷變化的礦井生產需要，此特點尤其適用於礦井初期產量較低時，輸送機以較低速度執行，能夠降低託輥轉速減少託輥損耗，降低輸送帶的磨損並節約電能；
可實現低速驗帶的要求；
變頻調速驅動方式，電控裝置多、占地面積相對較大；系統複雜，需要高素質的維護檢修人員，投資高，並且有一定諧波危害。
以上三種驅動系統均具有良好啟動效能，能實現過載延時啟動，實現可控啟動和停車，具有啟動平穩、動張力小等顯著優點，可確保主斜井帶式輸送機安全可靠執行。
經過綜合分析，主斜井帶式輸送機採用10kv高壓變頻調速驅動方式，該驅動方式能夠根據輸送量變化實現調速執行，很好地適應礦井生產變化需要。
4.小結
主斜井帶式輸送機主要技術引數見表6-1-2。
表6-1-2 主斜井帶式輸送機主要技術引數
5、主斜井帶式輸送機檢修及人員提公升裝置
第6章裝置管理
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第6章固定資產管理練習答案
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