辅助提升系统改造方案

第二章辅助提升系统改造方案第一节辅助提升系统改造的必要性根据《国家煤矿安全监察局关于2012年煤矿建设项目安全监察工作情况的通报》（煤安监监察[2013]8号）要求：“新建项目不得采用无轨胶轮车井下加油或检修，不得采用斜井串车提升人员”的文件精神，又根据国家煤安监司函技装（2014）3号文《关于加强煤矿斜井（巷）运人系统安全管理工作的指导意见（征求意见稿）》要求，普通轨斜井人车将逐步禁止使用，柳巷矿井现已在地面副斜井提升机房设置JK-4×2.2型矿井提升机,运送人员采用一列900mm轨距XRB15-9/6型斜井人车，违反煤安监监察[2013]8号文件“不得采用斜井串车提升人员”的要求。因此，设计对斜井提升人员作了多个方案，拿出两个切合实际的斜井提升人员方案进行比较，最终推荐对本矿井最为有利切实可行的斜井提升人员方案，以满足煤安监监察[2013]8号文件的认真贯彻执行和井下辅助提升及生产的安全。第二节矿井辅助提升现状矿井现已在地面副斜井提升机房设置JK-4×2.2型矿井提升机一台,卷筒直径4.0m，宽度2.2m,最大静张力245kN，配置一台Z710-400型直流电动机,功率1019kW,电压660V,转速519r/min,配置减速器减速比31.5，最大提升速度3.45m/s。运送人员采用一列900mm轨距XRB15-9/6型斜井人车，运送物料采用一列1.5t固定车厢矿车，运送大型设备采用重型平板车。矿井生产初期选用44NAT6V×37S+FC1570ZZ1130808GB8918-2006型钢丝绳1根，生产后期适时更换为48NAT6V×37S+FC1670ZZ1340961GB8918-2006型钢丝绳。根据国家煤安监司函技装（2014）3号文《关于加强煤矿斜井（巷）运人系统安全管理工作的指导意见》要求，普通轨斜井人车将逐步禁止使用，故对副斜井辅助提升系统进行相应改造。第三节主斜井设架空乘人器方案一、设置原则为便于矿井主要人员运输及主斜井带式输送机的检修，依据已有主斜井井筒实测断面尺寸及井口驱动机房检修侧净宽度，井筒内宽度满足架空乘人装置双向乘人要求，但井口驱动机房内滚筒架外形宽度较中间架突出，井口驱动机房内不满足双向乘人要求，故确定在主斜井井筒内设置一台单向往复式架空乘人装置，承担矿井人员集中运输及带式输送机在井筒内的检修维护任务，配有可摘钩式乘人座椅及运送托辊吊篮，架空乘人装置与主斜井带式输送机之间设置安全隔离设施，保证运输人员的安全。二、设计计算1．已知参数根据矿井开拓方案，主斜井井筒设计长度约1061m，其中倾斜段长度为940m，倾角16°，提升高度为244.7m，其中上平段长15m，下平段长40m。2．设备选型计算根据确定的主斜井架空检修主要技术参数，主斜井架空乘人装置布置及计算结果见表2-3-1。3．人员上、下井时间矿井最大班下井工人为78人，根据架空乘人装置乘人间距及轮绳速度，计算最大班人员运输时间为30.5min，满足煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2005）关于斜井提人最大班工人下井时间不超过60min的规定。三、设备选型根据以上计算结果，该架空乘人装置具体设备选型见表2-3-2。架空乘人装置在主斜井驱动机房具体布置见图2-3-1，架空乘人装置在主斜井井筒中布置见图2-3-2。四、设备造价该主斜井架空乘人装置厂家询价总价格约104万元，安装费14万元，主斜井架空乘人装置共计价格约118万元。表2-3-1主斜井架空乘人装置运行受力及功率计算表原始资料设计长度L(m)设计倾角a'(°)斜段长Lx(m)上平段长Ls(m)下平段长Lx(m)99516.009401540表2-3-1主斜井架空乘人装置运行受力及功率计算表原始资料设计长度L(m)设计倾角a'(°)斜段长Lx(m)上平段长Ls(m)下平段长Lx(m)99516.009401540计算简图主要参数确定拟定电机转速n(rpm)减速器传动比i预选轮直径D(m)钢丝绳蠕动系数K上下井时间1000631.40.981轮绳速度计算(m/s)(/60)/VKDni1.14预选钢丝绳天然纤维芯直径φ(mm)重量q0(kg/m)抗拉强度а(MPa)破断拉力总和Sk(KN)钢绳扰动系数Ｃ221.7818702991000其他参数乘坐间距λ1(m)拖轮间距λ2(m)轮绳摩擦系数μ轮绳包角α(°)上下井人数1480.2180.000运送人数计算1(3600)/1NVL221张力计算运送人重量Q1(kg)吊椅质量Q2(kg)动力阻力系数w制动阻力系数w95150.0250.015动力阻力计算(上)dW上012100[()/](cossin)ddWqQQLg上分段上段(N)下段(N)斜段(N)总阻力下(N)35.4594.5426630.9626760.95动力阻力计算(下)dW下02100[/](cossin)ddWqQLg下分段上段(N)下段(N)斜段(N)总阻力上(N)表2-3-1主斜井架空乘人装置运行受力及功率计算表原始资料设计长度L(m)设计倾角a'(°)斜段长Lx(m)上平段长Ls(m)下平段长Lx(m)99516.00940154010.4927.97-6615.76-6577.3制动阻力计算(上)zW上02100[/](cossin)dWqQLgz上分段上段(N)下段(N)斜段(N)总阻力下(N)6.2916.787626.797649.86制动阻力计算(下)zW下012100[()/](cossin)zdWqQQLg下分段上段(N)下段(N)斜段(N)总阻力上(N)21.2756.72-23213.95-23135.96动力各点张力计算S1=S4+dW(上)S1=S4+dW(上)S3=SminS4=S3*1.0144397.36824039.117461.817636.418阻力各点张力计算S1=S4+zW(上)S2=S3-zW(下)S3=SminS4=S3*1.0125286.27840597.7617461.817636.418打滑校验Exp(μα)1.87Smin17461.8动力打滑校验S1-S220358.268=0合格S1/S21.85exp(μα)=1.87合格阻力打滑校验S2-S115311.482=0合格S2/S11.61exp(μα)=1.87合格电机功率计算12()/(1000)eNKSSV电机传动效率电机功率备用系数K动力功率'(KW)制动功率(KW)0.81.222280.0916756.89钢丝绳破断力校核max/safeSSmk钢丝绳破断力(KN)219.43=299合格图2-3-1主斜井驱动机房具体布置图主斜井井筒断面图2-3-2架空乘人装置在主斜井井筒中布置图表2-3-2主斜井架空乘人装置设备选型表序号名称单位参数备注1机长(L)m9952倾角(а)度0～16°3电动机kWYB2250M-6，37kW，额定电压380/660V防爆4减速器MC3RVSF07，i=635驱动轮直径mm14006钢丝绳运行速度m/s1.147钢丝绳m6×19S+FC－φ22（无油），单位重量178kg/100m,长度2000m8托轮间距m89乘人间距m1410输送效率人/h22111座椅形式单向往复式五、浴室灯房至主斜井驱动机房行人栈桥从主斜井提升人员，需增加浴室灯房至主斜井驱动机房70m行人暗道或50m行人栈桥，经比较行人栈桥比暗道更易实现且总投资略低。浴室灯房至主斜井驱动机房50m行人栈桥造价约42万元。六、主斜井架空乘人装置方案总造价主斜井架空乘人装置价格约118万元，浴室灯房至主斜井驱动机房50m行人栈桥造价约42万元，主斜井架空乘人装置方案总投资约150万元。第四节副斜井设全路况卡轨人车方案一、设计依据矿井设计规模：1.20Mt/a。副斜井井口轨面标高+1316.200m，井底标高+1073.000mm，井筒倾角22º，斜长660m，采用单钩串车提升方式，轨距900mm。副斜井辅助提升量：最大班下井工人数78人/班，坑木3m³/d，水泥、砂石17m³/d，锚杆、托板1.5t/d，钢带0.4t/d，金属网0.3t/d，其他材料3t/d。矿井生产初期最大部件液压支架重25t/架，生产后期随着采煤方法的改变,液压支架重量42.3t/架。二、副斜井辅助提升改造方案根据矿井辅助运输巷道实际条件和提升设备现状，改造方案按最大程度利用现有提升设施、设备原则进行。将普通斜井人车更换为RKQ15-6/9型全路况卡轨人车、将副斜井普通轨道更换为异形轨道。其它地方轨道及其它设备都保持不变。1.提升容器及车组组成运人改为选用4节900mm轨距RKQ15-6/9型全路况卡轨人车，每节车辆自重2500kg，每节车厢乘坐15人，列车满载人数60人，车组自重10000kg，载重4500kg，绳端荷重55243.3N。下放水泥砂石利用现有固定车厢式矿车，车组由4辆900mm轨距1.5t矿车组成，车组自重3920kg，载重10800kg，绳端荷重56081.5N。矿井生产初期提升液压支架车组由一辆重型平板车组成，液压支架重25000kg，无轨胶轮车最重部件按30000kg，承载最大件的重型平板车自重按4000kg计算，绳端载荷129536.0N。矿井生产后期随着采煤方法的改变，采用液压支架42300kg/架，提升液压支架车组由一辆重型平板车组成，平板车自重按2396kg计算，绳端载荷214040N。提升其它物料的车组组成按运送水泥砂石车组折算确定。2.钢丝绳①矿井生产初期利用已有的44NAT6V×37S+FC1570ZZ1130808GB8918-2006型钢丝绳。计算钢丝绳安全系数：提升人员mr=15.019提升整体液压支架my=8.167.5。钢丝绳安全系数符合要求。②矿井生产后期更换48NAT6V×37S+FC1670ZZ1340961GB8918-2006型钢丝绳1根。计算钢丝绳安全系数：提升人员mr=16.69提升整体液压支架my=8.137.5。钢丝绳安全系数符合要求。3.提升机利用现有的一台JK-4×2.2型单卷筒矿井提升机。提升机技术参数校验：计算提升机卷筒直径：Dg=80×48=3840mm＜4000mm计算卷筒宽度（钢丝绳在卷筒上缠绕两层）：BJ=1718.4mm＜2200mm计算钢丝绳最大静张力（按提升整体液压支架总重44696Kg计算）：FJ=214.04kN＜245kN现有提升机符合要求。4．电动机利用现有的1台Z710-400型直流电动机，功率1019kW，电压660V，转速519r/min，自带鼓风机冷却。计算电动机功率959.7kW。现有电动机符合要求。5．天轮利用现有的一个TXG-3000/26型固定天轮,绳槽底圆直径3000mm。计算天轮直径Dt=48×60=2880mm＜3000mm。现有天轮符合要求。6．设计提升作业时间提升人员采用三阶段速度图，最大提升速度Vmax=3.45m/s，加、减速度a1＝a3＝0.5m/s²，提升长度630m，一次提升循环时间445.0s。人员下井所用时间为16分钟。矸石、材料、运送水泥、砂石等，采用七阶段速度图，最大提升速度3.45m/s，主加、减速度a1＝a3＝0.5m/s²，提升长度690m，一次提升循环时间596.0s。最大班作业时间3.4h。7．提升机房及附属设施利用矿井副斜井提升机房等附属设施。副斜井设全路况卡轨人车断面见图2-4-1。8．副斜井井筒轨道更换副斜井井筒内原有轨道铺设为900mm轨距、30kg/m钢轨、砼轨枕固定道床。现更换为SMJ140型异型轨，该异型轨同样为30kg/m钢轨，按900mm轨距砼轨枕固定道床铺设，充分利用现有的固定道床和轨枕，局部进行改造安装。相同条件下，异形轨比相应重量的普通轨挠度小；通过计算，异形轨的承载能力是普通轨的1.3～1.8倍，所以异形轨承载能力更强。三、改造方案新购设备明细及投资改造方案所购设备投资详见设备配