运
输
设
备
选
型
和
能
力
计
算
书
神木县店塔镇石岩沟煤矿
第一节 提升设备
1、设计条件
该矿设计生产能力为1.20Mt/a，主井采用斜井开拓方式，带式输送机运输，倾角为16o向上运输。本矿初期井筒掘至5-1煤层，本矿初期开采3-1煤层，原煤经3-1煤盘区主运大巷带式输送机转运至3-1煤主运输暗上山带式输送机，经4-3煤仓缓冲后，给入5-1煤主运输大巷带式输送机，再搭接至主斜井带式输送机，运输至地面。后期开采5-1煤层，采用长壁综采采煤法，工作面原煤经5-1煤主运输大巷带式输送机运至主斜井带式输送机上，运输至地面。
2、带式输送机设计原始数据
农业交易带式输送机设计原始数据见表7-1-1。
表7-1-1 带式输送机设计原始数据表
项目 | 单位 | 数量水位电极 | 项目 | 单位 | 数量 |
矿井井型 | Mt/a | 1.20 | 堆积密度 | kg/m3 | 900 |
工作制度 | 班/d | 3 | 粒度 | ㎜ | 0~300 |
输送机运距 | m | 568三足式离心机 | 最大块度比例 | % | — |
总提升高度 | m | 75.8 | 水分 | % | 9.37 |
最大倾角 | ° 消声室制作 | 16 | 静堆积角 | ° | 45 |
环境温度 | ℃ | 20 | 含矸率 | % | 5 |
| | | | | |
（二）主斜井原煤输送能力的选择
矿井设计生产能力1.20Mt/a，5-1煤大巷与主斜井皮带机直接搭接，无缓冲煤仓，主斜井带
式输送机的运输能力按照井下采掘工作面设备生产能力的峰值叠加来确定。根据矿井的开拓部署和工作面装备情况，设计确定主斜井带式输送机运量为Q=1000t/h。
（三）带式输送机的配置选型和计算
1、输送机的运输能力与输送机的带宽和带速成正比，运输能力一定时，带宽与带速成反比。带式输送机越宽需要巷道断面越大，巷道工程量则越大，投资相应增高。提高带速相对有利，因带速越高，物料线密度越小，所需胶带强度越低，减速系统传动比减小，整机费用降低。但提高带速必须有以下条件保证：① 高质量托辊；② 输送机安全保障，因速度越高，越易发生机械人身事故；③ 输送机安装质量，安装质量差时物料在胶带上跳动，使机架、托辊产生动应力，输送机带易跑偏；④ 通风要求：带速太高，容易在井巷内扬起煤尘，增加煤尘爆炸的危险，成为矿井的安全隐患。带速如果大于5m/s，托辊直径相应地必须大于ø159mm，作为易损耗品的托辊配件供应成本很高；同时带速太高胶带磨损加剧，物料对托辊的冲击增大，从而降低了输送机托辊、胶带等部件的寿命，同时输送机产生共振危害的可能性增大。所以带速取值不仅在理论上要求合理可行，而且必须与国内制造安装水平及矿井通风安全要求相适应。目前国内长距离、大运量带式输送机随着各制造厂商
相继引进国外托辊、驱动装置等先进技术，向高带速方向发展。综合以上因素，并结合本矿井的实际情况，确定该主斜井带式输送机速度不大于3.15m/s。
主斜井带式输送机采用机头双传动滚筒驱动，头部卸载、尾部拉紧的方式。
2、带式输送机设计计算
带宽B=1000mm，运输量Q=1000t/h，带速V=3.15m/s，斜长L=568m，提升角度δ=0~16°，提升高度H=75.8m，胶带强度选用钢丝绳芯ST1000，qB =23.1kg/m，qG ===88.18kg/m。
传动滚筒直径为ø1000mm，双滚筒双电机驱动，托辊直径选用ø133mm，上托辊采用35°槽型托辊，下托辊采用平形托辊，qR0===15.75kg/m；qRu ===5.36kg/m。
（1）圆周驱动力计算
① 主要阻力FH
FH=fLg[qR0+ qRu +（2 qB + qG）cosδ]
f——模拟摩擦系数，取f=0.03；
L——输送机长度，L=568m；
g——重力加速度，g=9.81kg/m；
qR0——承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，qR0=15.75kg/m；
qRu——回程分支托辊组每米长度旋转部分重量，qRu=5.36kg/m；
qB——每米长度输送带质量，qB=23.1kg/m；
qG——每米长输送物料质量，qG=88.18kg/m；
δ——输送机倾角，δ=0~16°。
则FH=0.03×568×9.81×[15.75+5.36+（2×23.1+88.18）cos16]=25122N。
② 附加阻力FN
FN=（（L+100）÷L-1）×FH=4423N。
③ 主要特种阻力FS1
FS1=Fε+Fgl电热丝绕线机
Fε——前倾托辊阻力，本输送机采用调心托辊，故Fε=0。
则FS1=Fgl===956N。
④ 附加特种阻力FS2
FS2=A×p×μ3=（0.01+0.015）×105×0.7=1750N。
⑤ 倾斜阻力FSt
FSt= qG×g×H=88.18×9.81×75.8=65570N。
⑥ 圆周驱动力FU
FU=FH+ FN + FS1+ FS2+ FSt =25122+4423+956+1750+65570=97821N。
（2）驱动功率计算
传动滚筒轴功率PA=Fu×v/1000=97821×3.15/1000=308.14kW
电动机功率PM=PA/（η ηˊη"）=1.4×308.14=431.4kW。
设计选用双滚筒双电机+调速型液力偶合器驱动装置，取电动机功率为N=2×250kW，型号为YB3-355M2-4，电压等级U=660/1140V。
（3）各点张力计算
带式输送机布置示意见图7-1-1。
图7-1-1 带式输送机布置示意图
第一传动滚筒围包角取α1=170°，第二传动滚筒围包角α2=200°，查表得eυ1φ1=2.82, eυ2φ2=3.4。
先设第二传动滚筒eυ2φ2台阶轴使用足，则
P1=P2=97821÷2=48910.5N。
S1-2=P2×=48910.5×=69290N。
S2= S1-2-P2=69290-48910.5=20379.5N。
S1= S1-2+P1=69290+48910.5=118200.5N。
==1.706≤2.82（满足）。
==3.4≤3.4（满足）。
经计算，各点张力S1=118200.5N，S2=20379.5N，S3=S4=25137N。
输送带下垂度校核：
F承min≥=16375N<S3=25137N（满足）。
F回min≥=8498N<S2=20379.5N（满足）。
（4）带强及静安全系数
设计选用钢绳芯阻燃抗静电胶带输送机，带强为1000N/mm。胶带最大张紧力Fmax=S1=118200.5N，静安全系数m=1000×1000÷118200.5=8.46，满足安全系数7~9的要求。
3、 减速器选型计算
n2===60.19。
i===24.92，设计取减速器速比i=25。
设计选用的M3PSF70+2FAN 型减速器，速比i=25，安全系数FS=2.19>1.8满足。
4、逆止力计算和逆止器选择
逆止力ML= （FSt - FH ）D/2=（65570-0.53×25122）×1÷2=26128Nm。
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