矿井提升选型设计

2.8矿井提升选型设计2.8.1副斜井提升设备选型设计[1]。1、设计依据上部车场标高+1433.0m下部车场标高+1220.0m井筒斜长545.13m井筒倾角23°井底车场增加的距离25m串车车场运行距离25m最大件重量（液压支架、采煤机）10t最大班提升工作量：下井工人51人矸石20车沙石3车水泥1车坑木3车火药、雷管各1次饮水车1车油脂车1车掘进煤77车其它2车提升容器采用1t固定箱式矿车，矿车自重610kg，容积1.1m3；装矸重量按1700kg、装煤重量按1000kg。人车选用XRB15-6/6型，满载人数30，头车自重2200kg、挂车自重1200kg，最大牵引力5000kg。平板车自重按1150kg计算。井下+1220水平、井口均为平车场。2、钢丝绳选择A=sinα+f1cosα=sin23+0.01cos23=0.3999B=sinα+f2cosα=sin23+0.25cos23=0.6209绳端荷重：提矸（串3辆车）：Qd=3×(1700+610)×A=2771.56kg提煤（串5辆车）：Qd=5×(1000+610)×A=3219.49kg提人（3个人车）：Qd人=(2200+2×1200+30×75)×A=3189.49kg提大件：Q大件=(10000+1150)×A=4458.89kg提升长度Lt=545.13+25+25=595.13m钢丝绳悬垂长度：Lc=Lt+50=645.13m钢丝绳单重（按提大件计算）：pk=BLmQcBd1.1=6209.013.6455.7167001.189.4458=2.1764kg/m设计选择6V×18+FC－24－1670－特－右同型钢丝绳直径24mm单位重量2.33kg/m抗拉强度1670N/mm2钢丝绳最小破断拉力360kN最小钢丝破断拉力总和42422.02kg（360000×1.156÷9.81）钢丝绳安全系数：提矸石：m矸=6209.013.64533.256.277102.42422=11.45＞7.5提煤：m矸=6209.013.64533.249.321902.42422=10.22＞7.5提人：m人=6209.013.64533.249.318902.42422=10.29＞9提大件：m大件=6209.013.64533.289.445802.42422=7.86＞7.53、提升机校核滚筒直径：Dg≥80d=80×24=1925mm最大静张力（提大件）：Fj=Qd+pkLcB=4458.89+2.33×645.13×0.6209＝5392.20kg=52.90kN最大静张力差：Fc=Fj=52.90kN选择JK－2/30E型单绳缠绕式提升机主要技术参数：滚筒直径2000mm滚筒宽度1500mm最大静张力60kN最大静张力差60kN传动比30变位重量：7242kg缠绳宽度（按双层缠绕）：Dp=Dg+(Kc-1)d＝2+（2-1）×0.024＝2.024B'=(Lt+Lm+7πDg)(d+ε)/KcπDp＝(593.7+30+7л×2)×（24+2.5）/（2π×2.024）=1391.31mm＜B=1500mm因此，钢丝绳在滚筒上作双层缠绕，满足《煤矿安全规程》要求。4、提升系统规程要求的天轮直径：Dt≥60d＝60×24＝1440mm天轮选择TD1600/800型游动天轮，天轮直径Dt=1600，游动距离800mm，变位重量Gt=358kg。滚筒中心与锁口的高差C＝500mm。井架高度（相对于井口）Hj＝6.8m。井口与天轮的水平距离L'=L1'+L2'+L3＝（2×2.2×5+2）+8+12＝44，取L'＝62.5m。确定滚筒中心线与天轮中心的水平距离Ls：按内外偏角要求的钢丝绳弦长：Lx=03128.0tgB＝13.37m；选取滚筒中心与天轮中心的水平距离Ls=22m钢丝绳的实际弦长：Lx=22)(gtjsRCRHL＝22.83m钢丝绳的仰角：φ=sjLcHtg1＝15°25′37″副斜井提升系统见图6－1－2。5、预选电动机（按提升煤炭计算）最大提升速度：Vmax=inDdg60＝30607362＝2.57m/s提升煤炭最大静张力：Fj=Qd+pkLcB=3219.49+2.33×645.13×0.6209＝4152.80kg=40.74kN提升煤炭最大静张力差：Fc=Fj=40.74kNNs=maxVKFc＝85.057.274.402.1＝147.76kW电动机为YR5001-8型，其主要技术参数如下：额定功率200kW额定电压10kV额定转速736r/min转动惯量39kg·m2过载系数2.275、提升系统运动学计算V0＝1.5m/s、a0＝0.3m/s2、a1＝a3=0.5m/s2。重车在井底车场内运行：初加速：t0=00aV=5s，L0＝20021ta＝3.75m；初等速：t01=001VL=14.17s，L01＝LH－L01＝21.25m。重车在井筒内运行：主加速：t1=10maxaVV=2.14s，L1＝10max)(21tVV＝4.35m；主等速：t2=max2VL=208.17s，L2＝Lt-L1-LH-L3-LB＝536.43m；主减速：t3=30maxaVV=2.14s，L3＝30max)(21tVV＝4.35m。重车在井口车场内运行：低等速：t4=04VL=14.17s，L4＝LB－L5＝21.25m。低减速：t5=00aV=5s，L5＝20021ta＝3.75m。一次提升循环时间T＝2(∑ti+25)=552.82s最大班作业平衡时间详见表6-1-1。最大班作业时间为5.305h，工人下井时间18.38min。提升设备能力符合《规程》和《规范》要求。最大班平衡作业时间表序号提升项目单位每班提升量每次提升量每班提升次数一次提升时间(s)每班提升时间(s)1下送工人人51302552.821105.632上提工人人552.823其它人员人331.694提升矸石车2037552.823869.725运送坑木车351552.82552.826下炸药车111537.57537.577下雷管车111537.57537.578掘进煤车77516552.828845.069油脂车131552.82552.8210水车车131552.82552.8211砂石车331552.82552.8212水泥车131552.82552.8213其它车231552.82552.8214总作业时间s19096.9515总作业时间h5.3056、提升系统动力学计算电动机的变位重量Gd=22gdDiJ＝8775kg钢丝绳的总长度Lk=Lc+Lx+7πDg+Lm＝698.11m（1）提升煤炭系统变位重量：∑G=Gj+Gd+Gt+n1Qz+n1Q+LkPk=26035.3kg系统变位质量：∑m=gG=2654.0kg.s2/m提升煤炭时各阶段力的计算见下表：提升煤炭时各阶段力的计算表序号计算项目单位计算结果1提升开始时：F01=Kn1(Qz+Qk)A+LtPkB+∑ma0kN52.582初加速终了时：F02=F01-L0PkBkN52.473低等速开始时：F03=F02-∑ma0kN44.664低等速终了时：F04=F03-L01PkBkN44.065在井筒中加速开始时：F1=F04+∑ma1kN57.076在井筒中加速终了时：F2=F1-L1PkBkN57.017在井筒中等速开始时：F3=F2-∑ma1kN43.998在井筒中等速终了时：F4=F3-L2PkBkN36.389在井筒中减速开始时：F5=F4-∑ma3kN23.3610在井筒中减速终了时：F6=F5-L3PkBkN23.3011在栈桥上末等速开始时：F7=F6+∑ma3kN36.3212在栈桥上末等速终了时：F8=F7-L4PkBkN36.0213在栈桥上末减速开始时：F9=F8-∑ma5kN28.2114在栈桥上末减速终了时：F10=F9-L5PkBkN28.16521029428273262522443231222101204203020220122223222tFFtFFtFFtFFFFtFFtFFtFFtF＝410541.24kN2·s等效时间：Td＝3225431010ttttttt＝238.44s等效力：Fd=dTtF2=41.49kN等效容量：Nd=mdVKF＝85.057.249.4115.1＝144.23kW＜Ne=200kW（2）提升矸石系统变位重量：∑G=Gj+Gd+Gt+n1Qz+n1Q+LkPk=24915.3kg系统变位质量：∑m=gG=2539.8kg.s2/m提升矸石时各阶段力的计算见下表：提升矸石时各阶段力的计算表序号计算项目单位计算结果1提升开始时：F01=Kn1(Qz+Qk)A+LtPkB+∑ma0kN47.192初加速终了时：F02=F01-L0PkBkN47.083低等速开始时：F03=F02-∑ma0kN39.614低等速终了时：F04=F03-L01PkBkN39.005在井筒中加速开始时：F1=F04+∑ma1kN51.466在井筒中加速终了时：F2=F1-L1PkBkN51.407在井筒中等速开始时：F3=F2-∑ma1kN38.948在井筒中等速终了时：F4=F3-L2PkBkN31.339在井筒中减速开始时：F5=F4-∑ma3kN18.8710在井筒中减速终了时：F6=F5-L3PkBkN18.8111在栈桥上末等速开始时：F7=F6+∑ma3kN31.2712在栈桥上末等速终了时：F8=F7-L4PkBkN30.9713在栈桥上末减速开始时：F9=F8-∑ma5kN23.4914在栈桥上末减速终了时：F10=F9-L5PkBkN23.44521029428273262522443231222101204203020220122223222tFFtFFtFFtFFFFtFFtFFtFFtF＝314648.23kN2·s等效时间：Td＝3225431010ttttttt＝238.44s等效力：Fd=dTtF2=36.33kN等效容量：Nd=mdVKF＝85.057.233.3615.1＝126.27kW＜Ne=200kW（3）提升人员系统变位重量：∑G=Gj+Gd+Gt+n1Qz+n1Q+LkPk=25960.3kg系统变位质量：∑m=gG=2646.3kg.s2/m提升人员时各阶段力的计算见下表：提升人员时各阶段力的计算表序号计算项目单位计算结果1提升开始时：F01=Kn1(Qz+Qk)A+LtPkB+∑ma0kN52.222初加速终了时：F02=F01-L0PkBkN52.113低等速开始时：F03=F02-∑ma0kN44.324低等速终了时：F04=F03-L01PkBkN43.725在井筒中加速开始时：F1=F04+∑ma1kN56.706在井筒中加速终了时：F2=F1-L1PkBkN56.647在井筒中等速开始时：F3=F2-∑ma1kN43.668在井筒中等速终了时：F4=F3-L2PkBkN36.049在井筒中减速开始时：F5=F4-∑ma3kN23.0610在井筒中减速终了时：F6=F5-L3PkBkN23.0011在栈桥上末等速开始时：F7=F6+∑ma3kN35.9812在栈桥上末等速终了时：F8=F7-L4PkBkN35.6813在栈桥上末减速开始时：F9=F8-∑ma5kN27.8914在栈桥上末减速终了时：F10=F9-L5PkBkN27.84521029428273262522443231222101204203020220122223222tFFtFFtFFtFFFFtFFtFFtFFtF＝403718.56kN2·s等效时间：Td＝3225431010