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、XXX煤礦概況2.二、絞車選型設(shè)計2?（一）、提升系統(tǒng)概況?2（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。（四一提升鋼絲繩的選擇3.（五）、絞車的選型計算 錯誤!未定義書簽。（六卜 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) 1.0A、XXX煤礦概況礦井設(shè)計生產(chǎn)能力15萬噸，井田面積0. 6 488km2,剩余可采儲量 162. 6萬噸，服務(wù)年限7. 7年;開采二1煤層，煤層平均厚度6 . 4 8m,煤層平均傾角7o;煤塵無爆炸危

2、險性，煤層自燃發(fā)火等級m級， 為不易自燃煤層；瓦斯相對涌出量0.97 m3/t,絕對涌出量為4 .94 m 3/mi n，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 3 050m3/h最大涌水量為1 50m3/h。采用主、副斜井提升。其中副 斜井斜長220m、坡度22度、斷面12m2,提升物料及提研任務(wù)，主斜 井皮帶運輸。:、絞車選型設(shè)計（一）、提升系統(tǒng)概況XXX提升系統(tǒng)示意圖（二）、設(shè)計計算的依據(jù)1、年生產(chǎn)量An= 1 5 t / a ,肝石率2 5%。2、斜井傾角:B =223、副井斜長220m,根據(jù)絞車房的位置，實際提升斜長為Lt = 2 50m4、工作制度：年工作日br =3

3、 00天，二班作業(yè)，每天凈提升時間t = 1 2小 時。,5、提升不均衡系數(shù)：C=1. 2 5 （有井底煤倉時C=1. 1 1 .1 5 ,無井底煤倉時C=1 . 2;礦井有兩套提升設(shè)備時C=1. 1 5 ,只有一套提升設(shè)備時C = 1 .25）。6、煤礦提煤與什時，選用1 .0m3U型側(cè)翻式礦車。礦車自身質(zhì)量：Qk=600kg;礦車載煤量：Qzm=10O 0 kg；礦車載什石量：Qzg =1500 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,Vmax&5m/s,目前單純纏繞式提升初步確定最大提升

4、速度。本設(shè)計初步確定最大提升速度Vmax=2. 5my7 s 。1、每次提升的持續(xù)時間計算正常加速時段取10 S,正常減速時段取 車換車時間取100 s ,10s,爬行及抱閘停車時間取5s,停Tg (0.263Lt 125) 2 434 . 1 g(s)2、一次提升量的確定CafA(1 25%) TgQ3.77brt 3600(t)式中af 提升富裕能力，取1. 2 。3、計算一次提升礦車數(shù)3. 77Qn Qzm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, 也是礦山鋼材消耗量較大的項目之一。它關(guān)系到提升設(shè)備的安全可靠地運行；正確地選擇鋼絲純，不僅有

5、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)的鋼絲純，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純壽命的主要因素，因此鋼絲純直徑相同時，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 由于鋼絲純的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響因素

6、較多，強(qiáng)度計算理論尚未完善，一些計算公式還 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、計算選擇鋼絲純由于斜井筒傾角小于9 0 °，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。下圖為斜井單純提升鋼絲純計算示意圖。由圖可知, 鋼絲純最大靜載荷是在A點。 5 .斜井鋼絲繩計算圖作用在A點的井筒方向的分力包括：重用車的重力分力n(Qz Qk)gsin ?重用車的摩擦阻力n(Qz Qk)g?3cos鋼絲繩的分力mpgLoSin鋼絲繩的摩擦阻力fzmpgLo cos按鋼絲繩承受的最大靜負(fù)荷并考慮一定

7、的安全系數(shù)，可得出下式n(Qz Qk)(sinf1cos )gmpL0(sinBsf2 cos )g ma每米鋼絲純質(zhì)量為n(Qz Qk)(sinf cos )mp :9.5 10 6L0(sinf2 cos )ma4 (600 1500)(sin25 0.015cos25)6 1600 1069.5 106 前 350(sin250.2cos25)4 2100 0.402338.46 350 0.571.57(kg/m)式中Lo 鋼絲繩由A點至用車尾車在井下停車點之間的斜長,m；鋼絲純懸垂長度250米;f1礦車運行摩擦阻力系數(shù)，礦車為滾動軸承時取f1 = 0 .015,為滑動軸承時取fi =

8、0.02 ;f2 鋼絲繩沿托輾和底板移動阻力系數(shù)，鋼絲繩全部支承在托輾上時取f2=0. 150. 2 0，局部支承在托輾上時取 f2=0. 2 50. 4 0;g重力加速度，10m/s2;ma 鋼絲純安全系數(shù)。單純纏繞式提升設(shè)備所用新鋼絲繩安全系數(shù):1）專為升降人員2）升降人員和物料3）升降物料時mma<9;升降人員或混合提升時<7.5 ;4）專為升降物料ma< 6.5;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:p pmp式中P 0鋼絲純密度，k g / m3,取5000鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度,MPa股以選用15501 7 00為宜，本計算取16

9、00。根據(jù)上式計算的數(shù)據(jù)，查鋼絲純規(guī)格表選擇標(biāo)準(zhǔn)鋼絲純。斜井提升一般選6 股7絲標(biāo)準(zhǔn)鋼絲純，因為這種鋼絲純的鋼絲較粗、 耐磨。若有面接觸鋼絲純供應(yīng) 時，也應(yīng)盡量先選用。此設(shè)計選用6 19 FC 24.5 1670的鋼絲純。全部鋼絲 純破斷力總和 Qp =2 9 1 0 0kg, d= 2 1.5mm, mp = 1 . 7 k g/m3、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)。(1 )、提升煤、肝及物料時安全系數(shù)驗算純端最大載荷(以什石計算)Qgmax=n(Qzg Qk)(sin% cos ) mpL°(sinf2 cos )= 4(150 0 +600) ( s i n

10、2 5 0 +0.0 1 5Xcos25° )+1.7 X350(sin25° +0.2 X cos 25° ) =369 9.2 ( kg)安全系數(shù)ma -Q =里些=7. 87>6. 5。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 04、結(jié)論計算和驗算表明，選用6 19 FC 24.5 1670鋼絲純，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

11、規(guī)程有關(guān)規(guī)定，結(jié)合 xx x煤礦實際情況，主絞車滾筒直徑必須 滿足下式：Dg >60d式中Dg滾筒直徑,mm ;d鋼絲繩直徑，mm則本設(shè)計中滾筒直徑為：Dg >60 d=60 X 2 1.5 = 1290mm g根據(jù)計算，選用JTP-1. 6X1.5型單筒提升機(jī)：滾筒直徑Dg =1. 6 nl滾筒 y寬度B=1. 5 m ;鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力 Fjmax=42 KN(載人3 1KN);vmax = 2. 5m/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純。(1)提升斜長L"(2)鋼絲純試驗長度，煤礦安全規(guī)程規(guī)定，升降人員或升降人員和物料用

12、 的鋼絲純，自懸掛起每隔六個一月試驗一次； 專門升降物料用的鋼絲純，自懸掛 起經(jīng)過一年進(jìn)行一次試驗，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，則試驗純長為5米。(3)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。(4 )多層纏繞時，上層到下層段鋼絲純每季需錯動四分之一圈，根據(jù)繩子的使用年限，一股取錯動圈24圈。(5)纏繞在滾筒圓周表面上相鄰兩繩圈間隙寬度，=23 mm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)，每個滾筒的純繩寬度為：單層纏繞時B (L-30 3)(d)Dy多層纏繞時

13、B (Lt 30 (4 3) Dy 3)(d)k Dp式中k 纏繞層數(shù)，計算公式如下：Lt 5 (4 3) Dy (d )k DpBB滾筒寬度，mmDp 多層纏繞時平均纏繞直徑，計算公式如下：一 一 k 1 -22Dp 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，k取2,因此滾筒的純繩寬度為B5 (4 3) Dgk Dp3)(d(350 5 716 3)(21.5 3)21.618=1 30 0 .

14、83 m mk 1 一 cc汪：. 這里 Dp Dq J4d2 (d )2 1618mm p g 2.這里取3。通過計算，絞車滾筒寬度取1500mm3、驗算最大靜張力(1)提升什石時鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力Fjmaxgn(Qzg Qk)(sinf1 cos )gmpLt(sinf2 cos )10 4 2100(sin250.015cos25 ) 10 1.7 350(sin 250.2cos25 )84000 0.4 5950 0.57=3 69 91.5N<42K N式中mp所選擇的鋼絲純單位長度的重量，kg/m。(2)運送人員時鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力Fjmax g(Q

15、r Qc)(sinf cos ) gmpLt(sinf2 cos )=2 52 39. 5 N<31KN3、結(jié)論通過計算各驗算，x x x煤礦選擇可見所選用J T P-1.6 X 1. 5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)溫開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8 5 %;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90%。2、斜井單滾筒提升機(jī)電動機(jī)功率計算向上提升重車時：N KBWzdV = 1.2 36991.5 3.8= 120

16、. 5 KW10001000 0.85下放重車時.N KBFzd 1.05v = 1.2 32159 1.05 3.8 0.85 10001000=100.9KW(Fzd=n(Qzg Qk)(sin fcos )g mpL0(sin f2cos )g=32 159)式中 N所需電動機(jī)功率，KW;Kb電動機(jī)功率備用系數(shù)，一般為1.1 51. 20。v絞車的最大速度，m/ s ;絞車的機(jī)械效率，一級傳動為0.9,二級傳動為0.8 5 ;Wzd上提重車時，鋼絲繩所受最大張力，N;F zd下放重車時，鋼絲繩所受最大張力，N，此時電動機(jī)按發(fā)電機(jī)方式 運行；1 .05 按發(fā)電機(jī)方式運行時，考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速比正

17、常轉(zhuǎn)速大的系數(shù)。根據(jù)計算結(jié)果，取最大值1 20.5 KW選擇型號為YR31 5M1-6的電動機(jī)，N=160Kw,nd = 7 3 0 rpm, =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xx 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：1、絞車鋼絲繩型號為：6 19 FC 24.5 1670(寧夏新日恒力鋼純股份 有限公司)；2、主絞車型號：J TP-1.6 X1, 5型單滾筒礦用提升絞車(滾筒直徑 Dg =1.6 m;滾筒寬度B=1. 5m;鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力 Fjmax = 42KN(載人3 1 KN ;vmax=3.8m

18、/s )。3、電機(jī)型號：YR315M 1-6( N=1 6 0K w , nd =73 0 rpm, =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：1、根據(jù)劉碧煤礦實際情況，實際提升斜長為L t=22 0m,其中井筒220m傾角 為2 2。，地面50m傾角為6° ,在設(shè)計計算時，統(tǒng)一按照2 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，全部按肝石計算，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120. 5KW在實際選型時，可參考此結(jié)果，同時考慮提升什石時 , 將車數(shù)減少為3車。四、過卷距離計算依據(jù)第三百七十