煤礦主提升絞車選型設(shè)計

1、煤礦主提升絞車選型設(shè)計作者：日期：副斜井提升系統(tǒng)設(shè)計報告一、 X 煤礦概況 2.二、絞車選型設(shè)計 2?（一 ）、提升系統(tǒng)概況 ?（二）、設(shè)計計算的依據(jù) 2.（三）、一次提升量和車組中礦車數(shù)的確定 . 錯誤 !未定義書簽。（四 ）、提升鋼絲繩的選擇 3.（五）、絞車的選型計算 錯 誤 !未定義書簽。（六 ）、絞車電機(jī)功率計算 8?三、結(jié)論及存在的問題 9?（一 ）、結(jié)論 9.（二）、設(shè)計存在的問題 9.四、過卷距離計算依據(jù) 1.0.礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 15 萬噸,井田面積 0.488km2,剩余可采儲量 626萬噸，服務(wù)年限 7 年;開采二 1 煤層，煤層平均厚度 . 8m,煤層平均傾角 7o;煤

2、塵無爆炸危險性，煤層自燃發(fā)火等級級， 為不易自燃煤層 ;瓦斯相對涌出量 0.9m t,絕對涌出量為 .94 3/mi,屬瓦斯礦井； 礦井水文地質(zhì)條件簡單， 礦井設(shè)計正常涌水量 050m3/h,最大涌水量為 503/h。采用主、副斜井提升。其中副 斜井斜長 220m、坡度 22 度、斷面 122,提升物料及提矸任務(wù)，主斜 井皮帶運(yùn)輸。二、絞車選型設(shè)計（一） 、提升系統(tǒng)概況二）、設(shè)計計算的依據(jù)1、年生產(chǎn)量 AN=5/ , 矸石率 5。2、斜井傾角 : =22°3、副井斜長 220m,根據(jù)絞車房的位置 , 實際提升斜長為 L=50m。4、工作制度:年工作日br =00天，二班作業(yè) ,每天凈

3、提升時間 t小 時。5、提升不均衡系數(shù) :C=1. （ 有井底煤倉時 C=1.1, 無井底煤倉 時 C=2; 礦井有兩套提升設(shè)備時 C=11，只有一套提升設(shè)備時 . 5）6、煤礦提煤與矸時，選用 .0m3U 型側(cè)翻式礦車。礦車自身質(zhì)量： Qk 600k;礦車載煤量 : Qzm =10 kg；礦車載矸石量： Qzg 150 kg。（三）、一次提升量和車組中礦車數(shù)的確定初步確定最大提升速度 vmax, 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定 :傾斜井巷內(nèi)升降人 員或用礦車升降貨物時 , vmax5m/s, 目前單繩纏繞式提升初步確定最大提升速 度。本設(shè)計初步確定最大提升速度 vmax =2. ms 。1、每次提升的

4、持續(xù)時間計算正常加速時段取 10，正常減速時段取 10s,爬行及抱閘停車時間取 5s, 停 車換車時間取 100，Tg （0.263Lt 125） 2 431（ ）2、一次提升量的確定Q Caf A（N 1 25%）Tg 3.77 （t）brt 3600式中 af 提升富裕能力，取 1.。3、計算一次提升礦車數(shù)nQzm377輛）則取礦車數(shù)為 4 輛。（四）、提升鋼絲繩的選擇1、選擇計算方法 鋼絲繩是礦井設(shè)備的重要組成部分，它關(guān)系到提升設(shè)備的安全可靠地運(yùn)行； 也是礦山鋼材消耗量較大的項目之一。 正確地選擇鋼絲繩， 不僅有助于礦井的安全生產(chǎn)，而且將可以節(jié)約大量的優(yōu)質(zhì)鋼材。 生產(chǎn)礦井幾十年來的實踐以

5、及國外的 經(jīng)驗證明 ,必須根據(jù)不同的工作條件， 相應(yīng)選用不同結(jié)構(gòu)的鋼絲繩 , 才能去得較好 的經(jīng)濟(jì)效果。斜井提升鋼絲繩的磨損是影響鋼絲繩壽命的主要因素 , 因此鋼絲繩 直徑相同時，組成的鋼絲直徑較粗 , 將具有較高的使用壽命。鋼絲繩在工作時受多種動、靜應(yīng)力的作用 , 如彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，接觸應(yīng) 力及擠壓應(yīng)力等，這些應(yīng)力的反復(fù)作用將導(dǎo)致疲勞破斷 , 這是鋼絲繩損壞的主要 原因; 另外磨損及銹蝕將加速損壞。因此綜合反映上述應(yīng)力的疲勞計算是一個較 復(fù)雜的問題 , 雖然國內(nèi)外在這方面作了大量的研究工作，取得了一些成就，但是 由于鋼絲繩的結(jié)構(gòu)復(fù)雜 , 影響因素較多，強(qiáng)度計算理論尚未完善 , 一些計算公

6、式還 不能確切地反映真正的應(yīng)力情況。因此 , 目前我國礦用鋼絲繩的強(qiáng)度計算仍按最 大靜載荷并考慮一定安全系數(shù)的方法進(jìn)行計算。2、計算選擇鋼絲繩由于斜井筒傾角小于° , 作用在鋼絲繩上的最大靜張力是由重車組、鋼 絲繩的重力和摩擦阻力組成。 下圖為斜井單繩提升鋼絲繩計算示意圖。 由圖可知 , 鋼絲繩最大靜載荷是在點。作用在 A 點的井筒方向的分力包括 :重串車的重力分力n(Qz Qk )gsin ?重串車的摩擦阻力n(Qz Qk)g? f1cos鋼絲繩的分力mpgL0 sin鋼絲繩的摩擦阻力f2mpgL0 cos按鋼絲繩承受的最大靜負(fù)荷并考慮一定的安全系數(shù)，可得出下式n(Qz Qk )(

7、sin每米鋼絲繩質(zhì)量為f1cos )g m pL0 (sinf2 cos )gBs mamn(Qz Qk )(sinf1 cos )mp9.5 10 6 B L0(sinf2 cos )ma4 (600 1500)(sin 25 0.015cos25 )6 1600 1069.5 10 6 6.5350(sin 25 0.2cos25 )4 2100 0.402338.46 350 0.571.57(kg/m)式中 L0 鋼絲繩由 A點至串車尾車在井下停車點之間的斜長 ,m；鋼絲繩懸垂長度 250 米；f1礦車運(yùn)行摩擦阻力系數(shù) ,礦車為滾動軸承時取 f1 = 015, 為滑動軸承時取 f1 =

8、0.02；f 2 鋼絲繩沿托輥和底板移動阻力系數(shù)，鋼絲繩全部支承在托輥上時取 f2=0150., 局部支承在托輥上時取 f2 =0 5 0 0;重力加速度， 10m/ s2;ma 鋼絲繩安全系數(shù)。單繩纏繞式提升設(shè)備所用新鋼絲繩安全系數(shù)：1) 專為升降人員ma9;) 升降人員和物料升降人員或混合提升時m9；)升降物料時 m a7.5 ；4)專為升降物料 m a6.5;S為鋼絲繩所有鋼絲斷面積之和 (單位 m2)；為解式 mp ，需找出 mp和 S的關(guān)系：mp0B 鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度 , MPa 。一般以選用 1550 00 為宜, 本 計算取 1600。根據(jù)上式計算的數(shù)據(jù)， 查鋼絲繩規(guī)格表選擇標(biāo)

9、準(zhǔn)鋼絲繩。 斜井提升一般選 股 7 絲標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩， 因為這種鋼絲繩的鋼絲較粗、 耐磨。 若有面接觸鋼絲繩供應(yīng) 時, 也應(yīng)盡量先選用。此設(shè)計選用 6 19 FC 24.5 1670的鋼絲繩。全部鋼絲 繩破斷力總和 Qp =210kg，d=1.5m, mp 7gm。、鋼絲繩安全系數(shù)驗算選擇后, 按下式驗算鋼絲繩安全系數(shù)。（ ）、提升煤、矸及物料時安全系數(shù)驗算 繩端最大載荷（以矸石計算 ）Qgmax=n（Qzg Qk ）（sinf1cos ） m p L0 （sinf2 cos ）4（150+600）（n2°+0.05×cos25°） 7 ×350（sin25

10、 °+.2 ×co25°）=369.2 （ ） 安全系數(shù) ma Qp = 29100 =7 87>6。Qg max 3699.2式中 Qp 所選擇準(zhǔn)鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和 ,kg 。4、結(jié)論計算和驗算表明 , 選用 6 19 FC 24.5 1670鋼絲繩 , 符合安全生產(chǎn)需要 是正確的。（五）、絞車的選型計算1、絞車滾筒直徑的確定提升機(jī)滾筒直徑 Dg ，是計算選擇提升機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。選擇滾筒直徑的 原則是鋼絲繩在滾筒上纏繞時不產(chǎn)生過大的彎曲應(yīng)力以保證其承載能力和壽命。 根據(jù)煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定，結(jié)合 xx煤礦實際情況 , 主絞車滾筒直徑必須 滿足下式

11、:Dg 60d式中 Dg 滾筒直徑 ,m；d 鋼絲繩直徑， mm。則本設(shè)計中滾筒直徑為：Dg 6d6× 1.5 1290mm根據(jù)計算 , 選用 JP-16×1.5 型單筒提升機(jī) : 滾筒直徑 Dg 1. m；滾筒 寬度 B=1 ; 鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力 F jmax=4K( 載人 1N); vmax 25/s 。2、絞車滾筒纏繩寬度確定滾筒寬度應(yīng)容納以下幾部分長度的鋼絲繩。(1) 提升斜長 Lt ;(2 )鋼絲繩試驗長度 ,煤礦安全規(guī)程 規(guī)定, 升降人員或升降人員和物料用 的鋼絲繩， 自懸掛起每隔六個一月試驗一次； 專門升降物料用的鋼絲繩， 自懸掛 起經(jīng)過一年進(jìn)行

12、一次試驗，以后每隔六個月試驗一次 , 試驗時每次剁掉 5 米。根 據(jù)煤礦的實際情況 , 每根鋼絲繩的使用時間一般為五個月 , 為確保安全，期間試驗 一次，則試驗繩長為 5 米。( ) 滾筒表面應(yīng)保留三圈繩不動 ( 稱摩擦圈 ), 以減輕繩與滾筒固定處的拉 力。( ) 多層纏繞時， 上層到下層段鋼絲繩每季需錯動四分之一圈， 根據(jù)繩子的 使用年限，一般取錯動圈 24 圈。(5) 纏繞在滾筒圓周表面上相鄰兩繩圈間隙寬度 , =2mm。 滾筒應(yīng)有的寬度由下面公式求出： 單滾筒或雙滾筒提升機(jī)，每個滾筒的纏繩寬度為 : 單層纏繞時 B (Lt 30 3)(d )Dg多層纏繞時 B (Lt 30 (4 3)

13、 Dg 3)(d )k D p式中 k 纏繞層數(shù)，計算公式如下：Lt 5 (4 3) Dg (d )kDpBB滾筒寬度， mm；Dp 多層纏繞時平均纏繞直徑 , 計算公式如下 :k 1 2 2D p Dg 2 4d2 (d )2對于纏繞層數(shù) 煤礦安全規(guī)程 規(guī)定：立井中升降人員或升降人員、 物料的 , 只準(zhǔn)纏繞一層 ; 專為升降物料的準(zhǔn)許纏繞兩層 ; 傾斜井巷中升降人員的 , 準(zhǔn)許纏繞 兩層；升降物料 , 準(zhǔn)許纏繞三層；煤礦副井為斜井，提升物料，絞車為單滾筒，取 2, 因此滾筒的纏繩寬度為B5 (4 3) Dg k Dp3)(d(350 5 7 1.6 3)( 21.5 3)2 1.618= 3

14、0.83 k1注： 這里 Dp Dg4d2 (d )2 1618mm. 這里 取 3。通過計算，絞車滾筒寬度取 1500mm。3、驗算最大靜張力(1) 提升矸石時鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力Fjmax gn(Qzg Qk)(sinf1cos ) gmpLt(sinf2 cos )10 4 2100(sin 25 0.015cos25 ) 10 1.7 350(sin 25 0.2 cos 25 )84000 0.4 5950 0.57= 691.5N<42N式中mp 所選擇的鋼絲繩單位長度的重量， kg/m。(2 )運(yùn)送人員時鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力Fjmax g(Qr Qc)(

15、sinf1cos ) gmp Lt (sinf2 cos )= 539.N<31KN3、結(jié)論通過計算各驗算 ,x x 煤礦選擇可見所選用 P-1.6 ×15 型單滾筒提升 絞車為主絞車是合適的。(六) 、絞車電機(jī)功率計算1、電動機(jī)的容量應(yīng)滿足下述條件：1)、等于或大于根據(jù)電動機(jī)溫升散熱條件計算的等效容量2) 、啟動時的力矩 , 應(yīng)不超過電動機(jī)最大力矩的 %;特殊情況下，允許達(dá) 到 90。3) 、提升過程中，任何特殊力都不應(yīng)超過電動機(jī)最大力矩的 0。2、斜井單滾筒提升機(jī)電動機(jī)功率計算下放重車時：N KBFzd1.05v =1.2 32159 1.05 3.8 0.85 1000

16、10001.2 36991.5 3.8向上提升重車時： NKBWzdv1000 1000 0.85=100.9KW（Fzd n（Qzg Qk ）（sin f1cos ）g mpL0（sin f2cos ） g =3159）120式中 N所需電動機(jī)功率， KW;B電動機(jī)功率備用系數(shù)，一般為 1.1 10。絞車的最大速度 , ；絞車的機(jī)械效率 , 一級傳動為 0.9, 二級傳動為 0.8 ；W d上提重車時，鋼絲繩所受最大張力， N；F z下放重車時 ,鋼絲繩所受最大張力， ,此時電動機(jī)按發(fā)電機(jī)方式 運(yùn)行; .05 按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行時，考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速比正常轉(zhuǎn)速大的系數(shù)。 根據(jù)計算結(jié)果，取最大值 20

17、.5 W。選擇型號為 YR35M1-6的電動機(jī) , =160Kw,nd =3rpm, =0.93 。三、結(jié)論及存在的問題（一）、結(jié)論根據(jù)煤礦安全規(guī)程 及有關(guān)設(shè)計規(guī)范， 結(jié)合 x x 煤礦實際情況， 關(guān)于 xxx 煤礦主提升絞車的設(shè)計選型結(jié)論如下 :、絞車鋼絲繩型號為 : 6 19 FC 24.5 1670（ 寧夏新日恒力鋼繩股份 有限公司）；、主絞車型號 :J P-1.6 ×15型單滾筒礦用提升絞車（滾筒直徑 Dg 1.6 ；滾筒寬度 B=15m;鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力 F j m ax 42KN（載人 KN）； vm ax =3.8m/s ） 。、電機(jī)型號 : 3151-6

18、（ =10, nd =73rm, 0.93 ）。（二）、設(shè)計存在的問題由于設(shè)計者水平有限 ,設(shè)計不夠細(xì)致， 本設(shè)計難免存在一些問題， 具體如下：、根據(jù)劉砦煤礦實際情況 , 實際提升斜長為 t=20m,其中井筒 220m傾角 為 2°，地面 50m傾角為 6°，在設(shè)計計算時 ,統(tǒng)一按照 2°計算。由此計算 出的結(jié)果，使最大靜張力偏高 , 計算出來的安全系數(shù)偏小 , 電機(jī)功率偏大 , 但不影 響安全生產(chǎn)。2、設(shè)計中的礦車載重重量 , 考慮到取最大值， 全部按矸石計算， 也使得計算 出來最大靜張力偏高， 安全系數(shù)偏小 , 電機(jī)功率偏大。 如果按煤車計算 ,計算出來 的電機(jī)功率為 1205KW，在實際選型時，可參考此結(jié)果，同時考慮提升矸石時 , 將車數(shù)減少為車。四、過卷距離計算依據(jù)第三百七十一條 傾斜井