1、大塘煤礦主斜井提升系統的選型設計一、 概論大塘煤礦現主要開采擴建井的二號煤層，由于擴建井 +1100m 水 平以下的二號煤層已被劃給了磁 - 羊技改井，到 2010 年年底擴建井主 斜井將被綜采采塌，為保證生產的順利進行和延長礦井使用壽命，現 正準備 C16 采區的開拓，下面就 C16 采區主斜井絞車選型進行選型 設計計算。二、 設計計算的依據1. 礦井設計年產量 An=30 萬噸；2. 工作制度：年工作天數 br=330 天;日凈提升時間 t=16 小時 ;3. 礦井斜長 L=600m,傾角9=20。;4. 串車在井口棧橋上的運行距離 LB=35m; 井底車場增加的運行 距離Lh=25m;5

2、. 礦井服務年限為 12.3 年;6. 提升方式 :斜井單鉤單繩串車提升 ;7. 車場形式 :井口選煤樓為不摘鉤的平車場;井口料場為甩車場 ;井底為平車場 ;8. 提升容器 :MD3.3-6 型 3.3M3 底卸式礦車 ,自重 Qz=1680kg; 載 重 Qk=3.3 X0.86=2.838t;9. 散煤比重 r=0.86 噸/m3;三、提升機的選擇（一）、一次提升串車數的確定1. 每小時提升量 :c提升能力富裕系數，取 c=1.15L 15X200000330 X16=43. 56(t/h)2. 一次提升提升量的確定提升斜長 Lt=L + LB+ Lh=600 + 35 + 25=660

3、(m)初步選擇的最大速度 Vm煤礦安全規程規定斜井串車提升的最大速度不得超過查 JK 型單繩纏繞式提升機，暫選 Vm=3.8m/s;一次提升循環時間的確定Tq (0.263 Lt+ 70) X2=(0.263 660 + 70) X2=243.6X2=487.2(s)一次提升 QQ 二匚毎 An _br t X3600-L 15XL 15X200000X487330X16X3600=6. 78(噸)式中:Ah=CXAnbrXt5m/s,a提升不均衡系數，有井下煤倉取 c=1.153. 一次提升串車數的確定n = Q/(3.3 0.86)=6.78/2.838=2.39(輛)根據以上計算，可選擇

4、串車采用 3 輛 MD3.3-6 型 3.3M3底卸式礦車(二)、提升鋼絲繩的選擇1. 提升鋼絲繩端靜荷重Qd=n(q+qo) (sin0+ficos0)=3(2838+1680)(sin20。+0.015cos20。)=13554 0.342+0.015 09397)=13554 0.3569=4838(kgf)式中：f1-提升容器在斜坡軌道上運動的阻力系數,f1=0.0152. 鋼絲繩懸垂長度Lc=Lt+50=660+50=710(m)3. 鋼絲繩單位長度的重量計算_QdP/K=1.1於Lc (sin 日 +f2cos 日)ma4838= 1.1 X17000/6.5-710(sin20。

5、+0.20cos20。)48382877-710(0.342+0.1879)=1.935(kg/m)式中：f2-鋼絲繩在巷道內運行的阻力系數，取 f2=0.2根據以上所計算的鋼絲繩單重及公稱抗拉強度可選擇石咀山恒力鋼絲繩廠生產的 6 X7-24.5-155-I-GB1102-74型鋼絲繩。全部鋼絲的破斷力總和 QB=34500kgf,d=24.5mm, 單重 PK=2.129kg/m;3.鋼絲繩的安全系數Qqma=Qd+Lc Pk(sinB也cos0)_378504838 + 710(sin20。+ 0.2cos20。)_378504838 + 376=7.26 6.5符合煤礦安全規程的規定。

6、(三) 、提升機的選擇1.滾筒直徑Dg為 Od為 0 X24.5羽 960(mm)式中d 提升鋼絲繩直徑，d=24.5mm可以選擇滾筒直徑為 Dg= 2000mm 的單滾筒提升機；2. 滾筒的寬度Lt+ Lm+ (3+4)冗 DgB 二(d+ e )Kc冗 Dp式中：Lm定期試驗用的鋼絲繩長度，一般取 30m;3 - 為滾筒上纏繞的三圈摩擦繩；4 - 煤礦安全規程規定為每季度將鋼絲繩移動1/4 圈附加的鋼絲繩圈數；8-鋼絲繩 在滾筒上纏繞 時鋼絲繩間的 間隙，滾筒直徑Dp=2m,取 e=2mm;Kc-鋼絲繩在滾筒上的纏繞圈數,C26 采區主斜井傾角 20度,提升長度大于 600m,取 Kc=3

7、;Dp-鋼絲繩在滾筒上纏繞的平均直徑，Dp=2.067m;于是3 Xn 2（067734=13.47 =999(mm)根據以上計算，查礦井提升機目錄，可以選擇 2JK-2/20 型提升機，技術性能為660+30+7 冗星（24. 5+2）X26.5型號滾筒鋼絲繩最 大靜 張力鋼絲繩最 大靜 張力差鋼絲繩直徑鋼絲 繩破 斷力總和容繩量最 大提 升速 度電 機功 率電 機 轉速機 器 總重 量機器 旋轉部分 的變位重量傳動比數直寬kgkgmmkg-一-二二二m/skwr/minkgkgJK-量徑度層層層個mm6006003450mmm5970202/2024.526863.872023100608

8、0121.5000654003.3580四、提升系統的確定1. 天輪的選擇：天輪直徑 Dt=80d=80 X24.5=1960(mm)查礦用固定天輪目錄，可選擇 TSG-2000/13 型固定天輪2. 井架高度的確定：Hj= 50tg10。一 1.0 =8.8 - 1.0 =7.8(m)取 8m;式中10。 井口和天輪中心之間提升鋼絲繩的傾角一般為 610。，此處取 10。；50-井口和天輪中心之間預選的提升斜長，取 50m;1.0-天輪的半徑3.提升機滾筒軸中心至天輪中心的水平距離Ls 和弦長 Lx 的確定單鉤固定天輪提升按內外偏角不超過BLx =-2tgL 5=28.6(m)取 Ls =3

9、0(m)作為提升機滾筒中心和天輪中心之間的水平距 離,求得鋼絲繩的弦長為：Lx =vL2s+ ( Hj+ Rt) ( C + Rg)2=V312+ (8+1)-(0.5+1)2=017.25=31.89(m)式中 C-滾筒主軸中心和基座的中心高,C=0.5m;4.鋼絲繩的內外偏角=0.0235a=1.374。=1。22/26.4V1。30/1。30/得B2*31890符合煤礦安全規程的規定5.鋼絲繩的出繩角單滾筒為上出繩M-C=tg-1L.84)*5=tg-130=tg-10.25=14。2/106.提升主電動機預選KFcVinaz 電動機功率 Ns二.1.1X4838X18=102X0J5=

10、233.3(kw)查繞線式電動機 產品目錄,可選用 JR148-8 型電動機，技術特征見下表：型號容量電壓電流轉速效率功率因數轉子電壓轉子電流額定轉矩轉子轉動慣量電機重量生產廠家JR148-8kwVAr/min%cosVA2.02145kg沈陽電240600030735900.813923723100機廠按電動機額定轉數核算的提升鋼絲繩最大運行速度Vmax冗 DgndVmai =-60i n忽X73560 20=3.848(m/s)五、提升系統的變位質量計算（一）、變位重量的計算1. 電動機的變位重量 : Gd=(GD2)di2/Dg2= 145 X202/22=14500(kg)2. 天輪的

11、變位重量 :Gt=307kg ( 查表得 )3. 提升機的變位重量 :Gj=6080kg( 查表得)4. 提升鋼絲繩的總長度 :Lk=Lc + Lx + 7 冗 D + 30=710+32+7n)2+30=816(m)5. 變位重量總計2G =n(Qz+Qk)+LkPk+Gt+Gj+Gd=3(2838 + 1680) + 816 X2.129 + 307 + 6080+ 14500=13554 + 1737 + 24387=36178(kg)(二). 提升系統的變位質量5M = 5G/g=36178/9.81=3687.87(kg.S2/m)六 . 提升系統的運動學1. 重車在井底車場運行 :

12、(1). 初加速階段 :時間 t0=V0/a0=1.5/0.3 =5(s)距離 L0=1/2V0t0=1/2 X1.5 X5=3.75(m)(2). 在車場內的等速階段 :距離 : L01=LH-L0=25-3.75 =21.25(m)時間 : t01=L01/V0=21.25/1.5=14.17(s)2. 重車在井筒中運行 (包括井口棧橋部分 ):(1). 在井筒內的加速階段 :時間 :t1=(Vmax-V0)/a1=(3.848-1.5)/0.5=4.7(s)距離: L1=(Vmax+V0)/2Xt1=(3.848+1.5)/2X4.7=12.57(m)(2). 進入棧橋前的減速階段 :時

13、間 : t3= t1=4.7(s)距離 : L3= L1=12.57(m)(3). 重礦車在進入棧橋后的運行段 :. 末減速階段 :時間 : t5=t0=5(s) 距離 : L5=L0=3.75m . 在棧橋上的低速等速運行段 :距離：L4=LB_5=35-3.75=31.25m時間：t4=L4/V0=31.25/1.5=20.83(S)(3). 在井筒內的等速階段：距離：L2=Lt(LHLBL1L3)=660 (25 35 12.57 12.57)=574.86(m)時間：t2= L2/Vmax=574.86/3.848=149.4(s)3. 一次提升的循環時間Td=(to+ t01+ tl

14、+ t2+ t3+ t4+ t5+)X2=(5+14.17+4.7+149.4+4.7+20.83+5+25)X=228.8X2=457.6(s)七、提升系統動力學為簡化計算 , 鋼絲繩及空、重礦車運行中的傾角雖有變化, 全部按井筒的傾角e=20。計算。(一). 重礦車在井底車場段 :1. 提升開始時 :F0=Kn(QzQk)(sinef1cose)+LtPK(sine+f2cose)+ EMao=1.1X3(16802838)X0.3569660X2.129X0.52093687.87X0.3=5321.2 343.8 1106.4=6771.4(kgf)2. 初加速終了時 :F0/= F0

15、PkL0sine=6771.42.129X3.75sin20。=6768.7(kgf)3. 低速等速開始時 :F01= F0/Ma0=6768.73687.87X0.3=6768.7 1106.4=5662.3(kgf)4. 低速等速終了時 :Foi/= F01PkLoisin0=5662.3 2.129 X21.25 sin20 =5662.3 15.5=5646.8(kgf)(二) .礦車在井筒中運行段 :1. 主加速開始時 :Fi= Foi /+ZMai=5646.8 + 3687.87 0.5 =5646.8 +1844=7490.7(kgf)2. 主加速終了時 :F1/= F1PkL

16、1sin0=7490.7 2.129 12.57 sin20。=7490.7 9.15=7481.6(kgf)3. 等速開始時 :F2= Fi/ EMai=7481.6 3687.87 0.5=748i.6 i844=5637.6(kgf)4. 等速終了時 :F2/= F2PkL2sin0=5637.6 2.129 X574.86 sin20=5637.6 418.6=5219(kgf)5. 減速開始時 :F3= F2/ EMai=5219 3687.87 0.5=5219 1844=3375(kgf)6. 減速終了時 :F3/= F3PkL3sin0=3375 2.12912.57 sin2

17、0。=3375 9.15=3365.9(kgf)(三 )、重礦車在棧橋上運行段 :1. 末等速開始時 :F4= F3/EMa1=3365.9 3687.8 0.5=3365.9 1844=5210(kgf)2. 末等速終了時 :F4/=F4PkL4sin0=5210 2.12931.25 sin20。=5210 22.8=5187.2(kgf)3. 末減速開始時 :F5= Fd XMao=5187.2 3687.87 0.3=5187.2 11o6.4=4o8o.8(kgf)4. 末減速終了時 :F5/=F5PkL5sin0=4o8o.8 2.1293.75 sin2o。=4o8o.8 2.7

18、3=4o78.1(kgf)(四)、等效力計算XF2t =1/2(Fo2Fo/2)to1/2(Fo12Fo1/2)to11/2(F12F1/2)t11/3(F22F2F2/F2/2)t21/2(F32F3/2)t31/2(F42F4/2)t41/2(F52F5/2)t5=o.5 (6771 .426768.72)5o.5(5662.325646.82)14.17o.5(749o.727481.62)4.7 o.33(5637.625637.2 521952192)149.4 o.5(337523365.92)4.7o.5(521o25187.22)2o.83o.5(4o8o.824o78.12)

19、5=2.591667157 7.o85 63947991 2.35112o84925+ 49.302 X88443129 + 2.35 X22719908+10.415 X54051144+2.5X33283828=229167893 +453071516 +263399574+4360423146 +53391784 + 562942665 +83209570=6005606148Td=0.50t0+t01+t1+t3+t4+t5)+t2+ 1/3x=0.5 (5+14.17+4.7+4.7+20.83+5)+149.4+0.33X25=0.5 X54.4+149.4+8.25=27.2+1

20、57.65=184.85(s)Fdx=VlF2t/ Td=V6005606148/184.85=V32489078.43=5700(kgf)(五)、等效功率：Ndx= FdxVmax/(102 T)=5700X3.848/(102 X0.90)=238.9(kw)從以上計算可知，所選電動機容量是合適的。電動機的過載系數校驗：X=FmaxVmax/(102 qNdx)=7490.7X3.848/(102 X).9 X238.9) =28824.2/21931.02=1.314 0.9 X2.02=1.818是安全的；由此可見，所選 JR148-8 型電動機是合適的；八、實際提升能力計算由于一次提升循環的實際時間為457.6s,為保證完成產量的一次循環時間則為 487.2s.顯然,本設計提升能力有較大的富裕量，這有利于礦井挖潛。1.每年實際提升能力 An，3600沏xt XQA=-CXTx3600X330 X14 X8.