坑内电机车运输.doc

5 矿山机械 5.1 坑内电机车运输 5.1.1 设计依据 （1） 工作制度330d/a，3班/d，8h/班。 （2）生产规模80104t/a （3）单中段矿石运输量2000t/d （4）单中段废石运输量250t/d （5）矿石松散容重2.26t/m3 （6）废石松散容重1.81t/m3 （7）中段矿（废）石平均运距700m 5.1.2 运输系统概述 矿山一期设0m、－60m、－120m、－180m 4个运输中段，在投产初只有0m 、－60m 2个生产运输中段。 矿石运输列车由ZK10-7/250-1C型架线式电机车双机牵引10辆4m3底侧卸式矿车组成， 矿石在采场中段溜井装车后，由架线式电机车牵引至主溜井旁卸矿站卸载，经主溜井下放至坑内破碎站破碎，再由底卸式箕斗在－260m计量峒室装矿并提升至＋223m卸矿点，卸入地面中转矿仓，经胶带机运至选场中碎矿仓。－60m有3个中段溜井、－0m有4个中段溜井,溜井下安设振动放矿机给矿车装矿。 中段废石运输列车由ZK3-7/250型架线式电机车牵引10辆0.7m3翻转式矿车组成。坑内废石在掘进工作面装车后运往副井车场，由副井罐笼提升出地表。 5.1.3 运输设备的选择计算 坑内运输设备的选择计算见表5-1。 表5-1 坑内运输设备选择计算表 项 目 单位 矿 石 废 石 －60m中段0m中段 －60m中段0m中段 电机车粘着质量 t 10 3 运输量 t/d 2000 250 松散容重 t/d 2.26 1.81 平均运输距离 m 700 700 矿车型式 底侧卸式矿车 翻转式矿车 矿车容积 m3 4 0.7 矿车有效载重 t 8.14 1.14 牵引矿车数 辆 10 10 列车有效载量 t 81.4 11.4 每班所需运输量 t 800 100 每班所需运输次数 次/班 9.8 8.8 列车平均运行速度 m/s 2.8 1.94 每个循环运行时间 min 8.3 12 装车时间 min 10 7 卸车时间 min 2 让车时间 min 3 3 意外耽搁时间 min 3 3 列车循环时间 min 26.3 25 班有效作用时间 h/班 6 5.5 班运行次数 次/班 13.7 13.2 完成任务班同时工作列车数量 列 1 1 由表中计算结果可知，完成矿石、废石运输任务，在0m、－60m中段各需配置1列车运行。 坑内铺轨选用30kg/m钢轨、采用5号道岔、轨距762mm、线路平均坡度按3～5‰，其转弯半径20～25m，并要求外轨超高铺设。 为满足单中段产量计量的需要，生产初期在0m、－60m井底车场附近各设1套GK－15微机矿车衡。 5.1.4 坑内破碎系统 为了满足主井箕斗提升的要求，一期在-230m水平设坑内破碎站，将井下采出的矿石破碎至210mm以下。矿石由0m、－60m、－120m、－180m中段卸矿站卸到破碎硐室上部溜井矿仓，送入颚式破碎机破碎。采场矿石出矿块度小于800mm，考虑初碎设备对大块的适用性和经济性，在中段溜井受矿口设置750750mm的格筛，大于750mm块度的矿石需在采场进行二次爆破。 为了设备下井安装的便利，尽量减少破碎峒室配置高差及跨度，破碎机选用PA90120型低矮式破碎机。根据在安庆铜矿考察情况，该破碎机衬板使用寿命是普通井下型破碎机衬板寿命的3倍左右，经营费低。 破碎机给料设备采用FCZ型振动放矿机，台板尺寸为45001200mm，倾角14，振动电机功率10kw。考虑设备维修及调节给矿机眉线角的需要，在溜井下设1套（2个指）反扇型指状闸门，每个指可单独调节。 破碎机主要技术参数如下 进料口尺寸 9001200mm 最大进料粒度 750mm 排料粒度调整范围 140220mm 样本处理能力 170270m3/h 电机功率 110kW 根据选厂中碎设备及竖井底卸式箕斗对矿石粒度的要求，设计排料粒度 取210mm。根据该矿的矿石性质，经计算再结合同型号破碎机在安庆铜矿、新疆阿舍勒铜矿使用情况，取设计生产能力350t /h。破碎机每班工作时间按5小时计，则完成80104t规模的矿山每小时需破碎190t/h，破碎机的负荷率为54；完成110104t规模的矿山每小时需破碎260t/h，破碎机的负荷率为76。坑内破碎峒室设备配置见附图N2533CS2－26。 5.2 主井提升系统 根据矿山开拓系统设计，下告铁矿采用主、副井辅助斜坡道开拓。详见附图N2533CS2－27。 主井采用塔式多绳提升方式，担负矿石提升任务，井筒内布置一套6.3m3单箕斗配平衡锤提升系统，箕斗质量为12t，有效载重12t。采用φ40mm密封钢丝绳作为箕斗罐道。箕斗提升系统采用一点装矿，一点卸矿，井筒直径φ4m，井口标高为202m，井底标高－300 m，井口卸矿点标高为223 m，一期井下装矿点标高－265m。另根据业主要求，主井提升系统能力需达到110104t/a。 5.2.1 设备选型与校核 主井箕斗提升主要技术性能如下 （1）提升方式单箕斗带平衡锤 （2）提升任务80104t/a （3）提升高度488m （4）提升机型号JKM3.254（Ⅰ）E 形式塔式 摩擦轮直径φ3.25m 减速比10.5 最大提升速度8.57m/s 设备许用最大静张力441kN 设备许用最大静张力差137 kN （5）电动机 型号Z560-4A 功率907kW 转速529r/min 电压660V （6）箕斗 容积6.3m3 自重11t 箕斗有效载重12t （7）平衡锤质量17t （8）提升首绳 根数4 直径φ32mm 规格6V217FC 抗拉强度 1670Mpa 单位质量3.82kg/m 钢丝绳破断拉力总和626kN （9）提升尾绳 根数2 直径φ48mm 规格637FC 抗拉强度 1470Mpa 单位质量7.76kg/m （10）安全校核 卷筒直径与钢丝绳直径之比D/d＝100符合规程要求 钢丝绳最大静张力308KN8安全 提大件设备8.028安全 （11）静张力比 提废石时1.11 提空罐时1.19 提人时1.09 （12）衬垫实际最大比压1.22Mpa 5.3. 3 提升运动学计算 采用三阶段速度图，以从最低中段提升进行运动学计算，结果见表5-4 表5-4 副井提升运动学计算表 项 目 单 位 计算结果 加速度 m/s2 0.6 加速运行时间 s 11.5 加速运行距离 m 39.3 减速度 m/s2 0.6 减速运行时间 s 11.5 减速运行距离 m 39.3 等速运行距离 m 401.4 等速运行时间 s 58.4 一次提升运行时间 s 81. 3 休止时间 s 45 一次提升全时间 s 252.6 5.3. 4 提升时间平衡表 根据提升要求，对最低中段条件下进行了能力计算，计算结果见最大班提升时间平衡表（表5-5）。从计算表可以看出，－180m生产时其最大班作业5.5h，满足要求。 表5-5 －180m最大班提升时间平衡表 项 目 提升速度m/s 班提升量 t 每次提升量 t/人 一次提升运行时间 （s） 两次提升之间休止时间 （s） 一次提升全时间 （s） 每班提升次数 每班提升 时间 （min） 废石 6.87 175 4.4 81. 3 45 252.6 39 164.2 人员 4.5 120 90 114.2 172.5 573.4 2 19.1 设备 4.5 114.2 90 408.4 2 13.6 长材 2.5 196.2 1500 3392.4 1 56.5 坑木 4.5 114.2 90 408.4 2 13.6 炸药 2.5 196.2 90 572.4 2 19.1 技术检修人员 4.5 114.2 45 318.4 5 26.5 其它 4.5 129.4 60 378.8 3 18.9 合计 331.5（5.53h） 5.3. 5 提升动力学计算 副井提升作业载荷变化大，现选择下列3种工况进行提升力计算。a.提升废石；b. 提升平衡锤下放空罐笼；c. 提升空罐笼下放平衡锤 按在-180m中段提升的动力学计算结果如表5-6 表5-6 动力学计算表 提升类型 单位 a工况 b工况 c工况 总变位质量 Kg 100021 92780 92780 加速阶段 N 94269 106641 13191 等速阶段 N 34256 50972 －42477 减速阶段 N －25756 －4696 －98146 副井提升速度图和力图见图5-2。 5.3. 6 电动机功率校核 等效时间 TX＝82s 等效力 FX＝44299N（53707 N） 等效功率 NX＝372kw（450 kw） 电动机额定功率 Ne＝639kw 电动机额定出力 Fe＝83733N 按力图电动过载系数 λ＝Fmax/Fe＝1.21（1.35）0.85λ＝1.7（符合要求） 注扩号中为提升平衡锤下放空罐笼时的校验数字。 根据上述计算，副井提升机选用JKMD3. 54（Ⅰ）E多绳摩擦轮提升机，配Z560-3A型直流电动机拖动符合要求。 5.3. 7 提升信号及安全设施 副井提升机房、井口总信号室和各中段设声光信号及电话联系。所有信号都必须经井口总信号工转发，禁止井下与提升机房直接用信号联系。 副井井口及各中段马头门均设摇台、阻车器、安全门等装置。在提升房的深度指示器与井架上分别设过卷开关，在井架和井底过卷区段内均设楔形罐道，楔形罐道之上（下）设过卷（过放）挡梁。 副井提升机房配置见图N2325CS2－29。 5.4 压气设施 矿山井下采矿生产设备用气量统计见表5-7。 表5-7 采矿生产设备用气量统计表 序号 用气设备名称 数量 （ni） 台耗气量 qi（m3/min） 时间利用系数 （KZ） 磨损系数 （Km） 耗气量（niqi Km） （m3/min） 1 潜孔钻机 2 21 0.8 1.15 48.3 2 YGZ-90凿岩机 3 11 0.8 1.15 38.0 3 YSP-45凿岩机 3 5 0.8 1.15 17.3 4 7655凿岩机 3 3.2 0.8 1.15 11.1 5 天井吊车 1 7 0.6 1.1 7.7 6 混凝土喷浆机 1 8 0.6 1.1 8.8 合计 131.2 时间利用系数加权平均值 KZ＝ ＝＝0.773 气动工具同时工作系数 KT＝KZ＋＋＝0. 773＋0.10＝0.87 矿山总用气量 Q＝1.05KGKLKXKT∑Kmniqi 1.0511.151.010.87132.2＝140m3/min 式中KG－高原修正系数，取1； KL－管网漏气系数，取1.15； KX－考虑吸气管，过滤器等阻力引起的能力降低系数，取1.01 KT－同时工作系数，取0.87。 根据上述计算，选择5L-40/8型空压机5台，4台工作，1台备用。空压机房配置图见N2533CS2－30。 主供风管经副井向采场各用风点供风，主供风管采用φ2738无缝钢管，井下各中段支管采用φ1594.5无缝钢管。 5.5 矿井通风设施 根据采矿工艺设计，井下通风采用单翼对角式通风系统。矿区所需风量150m3/s，一期负压为1800Pa、二期负压为2200Pa。 （1）计算风量 QjKQ＝1.1150＝165 m3/s 式中K－通风装置漏风系数，取1.1； （2）计算负压 一期Hj＝H＋⊿h＋hc＝2100Mpa 二期Hj＝H＋⊿h＋hc＝2500Mpa 式中Hj－风机的计算风压，Pa； H－矿井通风阻力，一期1800Pa，二期2200Pa； ⊿h－通风装置阻力，取200Pa； hc－消声装置阻力，取100 Pa； 根据计算，选用1台DK-8-№28型风机1台，一期配2台Y355L2－8型电动机，功率250kW/台，电压380V，叶片安装角θ＝32.5，Q＝165m3/s，H＝2100Pa，η＝83％。 二期改换电动机型号为Y500－8型2台，功率315kW/台，电压10kV。叶片安装角θ＝40，Q＝185m3/s，H＝2500Pa，η＝83％。 该风机能够反转返风。返风率大于60％。 通风机安装在回风井井口，设有值班室和工具材料间，面积为46m2。 通风机房配置图见N2533CS2－31。 5.6 坑内供水、排水、排泥 5.6.1 坑内供水、 井下生产重用水量900t/d，由高位水池供水，拟铺设1条φ1594.5供水管，经副井引入坑内各用水点。在各中段马头门设减压阀装置，以满足用水压力要求。生产、开拓中段的分支水管规格为φ1084.5。 5.6.2 坑内主排水泵房 由于缺少准确的水文资料，一期主排水泵房暂定设在－120m中段副井车场附近，泵房采用吸入式配置，排水管经副井出地表。坑内涌水量暂定为 正常涌水量 18700m3/d， 最大涌水 74400 m3/d。 －120m水泵房要求的排水能力为 正常涌水量时 935m3/d， 最大涌水时 3720m3/d， 水泵所需扬程 335.5m。 根据以上条件，暂选用MD580－60-6型水泵8台，其流量及扬程分别为Q＝580m3/h、H360m。电动机功率800kw，电压10kv。正常排水时2台工作，最大时7台工作，1台检修。 主排水管暂定为3条φ4789的无缝钢管，正常工作时2条工作，1条备用；最大排水时3条全部工作。 5.6.3 主井井底排水设施 在－300m水平设置井底排水设施，主井井筒渗水经水沟引到－300m水平水仓，通过副井内管道扬送至－120m中段水沟。设计选用两台D46－504型水泵，其中1台工作，1台备用。水泵额定工作参数为Q＝46m3/h、H203m。配带电动机功率45kw。 5.6.4 副井井底排水设施 在副井井底水窝设置2台80WQ45-32-11型潜水泵，其中1台工作，1台备用，将副井井筒渗水排到－300m主井井底水仓，再由主井井底排水系统排至－120m中段。该水泵排水量为Q＝45m3/h、扬程H32m。配带电动机功率11kw。 5.6.5 坑内排泥 根据该工程使用的采矿方法，预计坑内泥砂清理量较少，坑内主排水泵房水仓泥砂采用定期清理方式。泥水经沉淀池沉淀，清理时利用1台HS5100.250MT433型潜水重载泥浆泵（带搅拌头，侧加搅拌器）将水仓内的泥砂泵至0.7m3翻转式矿车，由副井提到地表。该泵可以直接淹没到水仓内，对沉淀泥浆进行轴向冲击搅拌，通过全橡胶柔性软管实现泵送。在巷道顶板设一根纵向工字钢作为泥浆泵移动的吊梁。通过泥浆泵的移动可实现对水仓的大面积清理。该水泵排泥量为Q＝40m3/h、扬程H12m。配带电动机功率15.5kw。 5.7 坑内电机车、矿车修理峒室 电机车、矿车修理峒室的任务，是对电机车及矿车进行定期检修、小修等工作。 坑内运输设备ZK10型电机车共6台，ZK3型电机车3台，4m3固定式矿车30辆，0.7m3固定式矿车26辆。在0m、－60m中段各设1个电机车、矿车修理峒室，内只需设台位数1个，台位设检修沟。 因电机车与矿车修理在同一峒室内，故起重梁按电机车修理考虑，选用10t手动葫芦1台，电焊机、砂轮机、台钻、千斤顶各1个。 修理峒室内铺设1条轨道，跨度3.85m，长度10m，起重梁轨面高4.0m。 5.8 存在的问题 由于缺少水文地质补勘资料，本设计水泵及水管的选型有待于在补勘资料完成以后进行调整优化。 519