煤矿两绞车选型计算

水城县玉舍中寨煤矿提升设备选型计算说明书二○一二年元月说明水城县玉舍中寨煤矿原副井提升绞车为JT-1.2×1.0/30型绞车，与安全专篇不相符。安全专篇选用绞车型号为JTP-1.2×1.0P/30型，电机功率55KW。根据矿井现状，考虑将来上综采设备，经选型计算，选用JK-2.0×1.5P、电机功率为160KW、钢丝绳型号6×7-28mm，天轮直径2.5m的提升设备作为矿井副井提升绞车使用。附件：1、JK-2.0×1.5P单绳缠绕式矿井提升机总2、JK-2.0×1.5P单绳缠绕式矿井提升机基础图图3、JK-2.0×1.5P单绳缠绕式矿井提升平面布置图水城县玉舍中寨煤矿提升绞车选型计算-1-提升设备选型计算一、确定提升装置矿井采用斜井开拓方式，地面布置了三个井筒，即：主斜井、副斜井和回风斜井。该矿采面采用刮板机运输，采面运输巷采用刮板转载机和胶带机运输，一区段运输石门采用机轨合一运输，一区段轨道石门采用调度绞车运输。主斜井设计采用胶带机运输煤炭；副斜井采用提升绞车单钩串车提升及运输，担负矿井设备、材料、矸石运输，人员升降采用架空乘人装置。1、副斜井提升绞车绞车设计依据提升设计有关参数如下：（1）井筒倾角α=26о，斜长215m；（2）车场形式：上、下部均为平车场，中部甩车场；（3）工作制度：每年330天，每天“四•六”工作制，三班提升；（4）提升量：最大班下井人数60人，矸石22.8t/班（按年产量的15％计），设备3次/班、材料3次/班，炸药及雷管各1次/班，其它5次/班；（5）提升容器及提升最大设备重量：MF1.1－6A型矿车（容积1.1m3，自重600kg，最大载货重量m矸＝ψρV＝(0.96×1.6×1.1)＝1.700t）,配备45辆;MC1－6A型材料车，配备20辆;MPC3－6型平板车（自重530Kg，最大载重量6.5t),配备5辆；考虑到下一步上综采支架，经周边综采已成功上的矿井情况，综采支架预选重12吨重的掩护式支架；平板车加扣件选用总重1.5吨，计13.5吨重。绞车的选型按13.5吨的最大提升重量进行计算。（6）副斜井铺设18kg/m的轨道，600mm轨距，采用水泥轨枕。2、一次提升量和串车矿车数的确定（1）提升斜长L=Ld+Ls+Lk=215+50=265(m)式中:Ld—井底车道长度,取25m(m)；Ls—井筒斜长(m),215mLk—从井口到栈桥尾车停车点的长度(m),取25m水城县玉舍中寨煤矿提升绞车选型计算-2-（2）速度图参数的确定1）最大提升速度Vm，取2.4m/s；2）初加速度a0≤0.3m/s²；3）车场内速度:甩车场v0≤1.5m/s，平车场v0≤1.0m/s；4）主加、减速度：升降人员时：a1=a3=0.5m/s²；升降物料时：《煤矿安全规程》对a1、a3没有限制，取a1=a3=0.5m/s²。5）摘挂钩时间:甩车场θ1=20s，平车场θ1=25s。（3）一次提升循环时间由提升速度图(图1)查得一次提升循环时间：Tx=2(53.34+4+25+105)=375(s)运输炸药和雷管时速度不超过1m/s,T雷＝T炸=53.34+25+215=293(s)（4）最大班提升时间平衡表表1最大班提升时间平衡表序号作业项目单位每班提升量每次提升量次数/班一次提升时间(s)时间/班(h)1矸石吨22.83.473750.702设备次33750.313材料次33750.314炸药次14430.125雷管次14430.126其它次53750.52合计202.09根据上表，最大班净提升时间为2.09小时，全天净提升时间为6.27小时，满足规范要求。（5）一次提升量一次提一台综采支架13.5吨。（6）验算提矿车连接器强度提矸时:n)cos)(sin(121fGGg=2)26cos015.026)(sin1700600(×9.8=20390N≤60000N连接器强度满足要求。水城县玉舍中寨煤矿提升绞车选型计算-3-3、钢丝绳选择计算（1）计算钢丝绳最大斜长L=Ld+Ls+Lk=215+50=265(m)式中:Ld—井底车道长度,取25m(m)；Ls—井筒斜长(m),215mLk—从井口到栈桥尾车停车点的长度(m),取25m（2）计算每米钢丝绳质量1）绳端载荷：Qi=n(QK+QC)(sin260+0.015cos260)×9.8÷1000Q矸＝1×（12000+1500）×0.4519×9.8÷1000＝59.78kN；2）每米钢丝绳质量(按最大载荷)PK＝Q人/〔11σB/ma－LC（sinβ＋f2cosβ）〕＝59.78×1000/〔11×1400/6.5－265×（sin26°＋0.3cos26°）〕/9.81＝2.79(kg/m)式中：σB——钢丝绳抗拉强度（Mpa），取1770；ma——钢丝绳安全系数，取6.5；f2——钢丝绳运动时的阻力系数，f2取0.3。3）选钢丝绳钢丝绳选用:6×7+FC1550GB8918—2006，其技术特征见表9－1－2。表2矿井提升机钢丝绳规格表名称规格钢丝绳直径d（mm）28钢丝绳单位长度重量Pk(kg/m)2.83公称抗拉强度σ(Mpa)1400钢丝破断拉力总和QZ(N)415000（3）验算钢丝绳安全系数1）最大静张力F矸=Q端矸+PL0(sinβ+f2×cosβ)=59.78＋2.83×265×（sin26°+0.3×cos26°）×9.81÷1000=64.98(kN)式中：L0----钢丝绳长，265(m)；水城县玉舍中寨煤矿提升绞车选型计算-4-P-----钢丝绳单位长度质量2.83(kg/m)；β----井筒顷角，26°；f2-----钢丝绳运动时的阻力系数0.3；2）钢丝绳安全系数校验M矸=459500÷64980＝7.07＞6.5；符合《煤矿安全规程》的规定,所选钢丝绳满足要求。4、提升机选择计算（1）滚筒直径D：地面绞车:滚筒直径：D≥60×d=60×28=1680(mm)式中：d—为钢丝绳直径，mm；考虑到提人，选滚筒直径为2.0m的绞车（2）滚筒宽度B(缠3层)：平均缠绕直径：Dp=D+(K-1)÷2×)422(dd=2000+（3-1）÷2×)0.22828422(=2000.04（mm）式中：D—滚筒直径；D=2000mm；K—缠绕层数，缠绕3层；d—钢丝绳直径，mm；ε—两绳圈间隙宽度，ε=2～3mm.取2.0mm。B=（L+30+（4+3）×π×D（d+ε）÷(K×π×Dp）=(265+7×π×2)×(28+2)÷（3×π×2.0004）＝491.9(mm)确定选绞车滚筒宽度为1500mm。（3）选择提升机:根据上述计算选用1台JK-2.0×1.5P型单筒提升绞车，配行星齿轮减速器,配全数字低压交流变频调速电控设备,每次提升4个矿车。主要技术参数：最大静拉力----60KN水城县玉舍中寨煤矿提升绞车选型计算-5-容绳量--------1012m提升速度------2.4m/s滚筒----------2000×1500电机功率------160KW电压----------660V经校验所选提升机满足规程要求。5、天轮选择计算地面天轮，围包角大于90°:DT≥80d=80×28=2280(mm)天轮选用TLG2500/14，绳槽底圆直径D(mm)：2500；绳槽半径R(mm)：14；适用钢丝绳直径(mm)：28；轴承座中心高(mm)：2006、提升绞车强度验算最大静张力Fe=59.78(KN),见上述计算Fe＜Fmax=61KN，所以，所选绞车强度符合要求。7、提升绞车电机功率验算P=kFjmax×v÷η=1.15×59.78×2.4÷0.92＝155.94(kW)选YPT型变频调速电机160KW、660V一台。8、提升绞车实际最大提升速度vm=iDne60=5.31607300.214.3=2.38(m/s)附：运输系统图。9、对所选提升机合理性及安全性分析该矿设计生产能力15万吨/年，副斜井所选提升机为JK-2.0×1.5P盘型制动提升机，采用变频调速技术。副斜井所选提升机为JK-2.0×1.5P盘型制动提升机，滚筒直径2.0m，宽度1.5m，具有过负荷、欠电压、限速、深度指示等保护功能。二、运行参数1、运行参数的确定（1）最大提升速度：《煤矿安全规程》规定斜井内升降人员或用矿车升降物料时，v≤5m/s。据此，确定提升机的最大运行速度v=2.4m/s。（2）初加速度a0≤0.3m/s2。水城县玉舍中寨煤矿提升绞车选型计算-6-（3）车场内速度:v0≤1.0m/s。（4）主加、减速度升降人员时：a1≤0.5m/s2，a3≤0.5m/s2；升降物料时：《煤矿安全规程》对a1、a3没有限制，一般可取0.5m/s2，也可稍大些，但要考虑自然加减速度问题。（5）摘挂钩时间:θ1=25s。2、提升系统运行校验（1）速度图各段运行时间与行程计算串车在井底车场运行阶段)(3103.010001SavtmavL353.0212202001；mLLLd37035250102；)(3803703100201Stttd串车在提出车场后的主加速度阶段)(8.25.014.2avvt10m1SmtvvLm4.3224.212101；减速阶段：)(8.25.014.233Savtm；mavvLm76.45.0214.222230223等速阶段：mLLLL20776.44.3215132；svLtm5.1030.220722井口甩车场阶段：svLavvavLavtkkk67.262000002000式中：Lk——上车场长度，取25mm。3、提升速度图根据以上计算，作图得提升速度图1（见下图）：水城县玉舍中寨煤矿提升绞车选型计算-7-图1提升速度图4、过卷距离计算根据能量守恒定律计算过卷距离（忽略钢丝绳重量及其他因素）0)cos(sin22sfmgVm式中：V---提升容器运行时的最大速度，2.4m/s；g---重力加速度，9.81m/S2；f---提升容器摩擦系数，取f=0.015；α---车场内倾角，取2°。)cos(sin22fgVS)2cos015.02(sin81.924.22=19.4（m）根据相关规定，过卷距离应有1.5倍的备用系数，则过卷距离为：S=19..1×1.5=29.2（m）,取30m。5、过放距离最小冲击长度按下式计算：LsAEQQQFc202020式中：Q0---支架重量，13500kg；水城县玉舍中寨煤矿提升绞车选型计算-8-A—钢丝绳钢丝断面之和，2.97cm2；E---钢丝绳弹性模量，E＝1.2×106Kg/cm2；S---松绳长度，m；L—矿车到绞车滚筒钢丝绳长度，25m；钢丝绳破断力混合提升按最大静张力的7.5倍计算]sin)([5.70maxPLGGnFj上式中的符号意义与前面相同。（1）按矿车下放至下车场接近停车位置井筒斜长L＝215m]sin)([5.70maxPLGGnFj=7.5×[13500+2.83×215×0.4384]=103250（kg）LsAEQQQ21032500200LS24600102.130927.04600460062S＝0.163L把计算结果转换成斜井参数LLSS388.026sin163.0sinLS388.0=0.388×25＝9.7（m），取10m。三、提升系统1、井架高度斜巷提升按下式计算：Hj=（L1-L2）×tgβ－RT=（25-10）×tg10°－1.25=1.39(m)取Hj=1.5(m)式中：Hj---井架高度，m；L1---变坡点至天轮中心线的距离，根据车场、提升矿车数提升人车的要求取L=25m；L2---绞车房至串车组停车点处的距离，根据车场、提升矿车数取L2=10m；水城县玉舍中寨煤矿提升绞车选型计算-9-