主井提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、主井系統(tǒng)改造安全改造的目的：提升礦井安全可靠程度， 提高安全生產(chǎn)水 平，實(shí)現(xiàn)主提升的全自動(dòng)化控制和減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度。安全改造的必要性：隨著礦井產(chǎn)量的提高，對現(xiàn)有提升設(shè)備 的安全性，可靠性也有了更高的要求；勞動(dòng)生產(chǎn)率也需進(jìn)一步的 提高。減少人為可控性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、程序化控制進(jìn)一步提高礦 井提升安全系數(shù)，減少人為不安全因素。主井提升安全改造方案及計(jì)算如下：參考資料：煤礦安全規(guī)程煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范礦山固定設(shè)備選型使用手冊定重輕型箕斗計(jì)算:原始資料1）井口卸載標(biāo)咼:+908.776 ；2）裝載標(biāo)咼：554.976 ；3）提升高度：H=353.8;4）箕斗自重:Q=1950kg;5)次提煤重量:Q=3

2、200kg;6）鋼絲繩重量：q=2.34kg/m ；7)鋼絲繩懸長:L=365.3m;8）鋼絲繩最大靜張力：60KN ；9）鋼絲繩最大靜張力差：40KN ；10）最大提升速度：W6.74m/s(-)提升機(jī)選型計(jì)算1、鋼絲繩最大靜張力校驗(yàn):F二(Q+ Q)(sin Q + f icos CC ) + qL(sin Q + f 2cos CK ) X 9.8=(1950+ 3200)(sin90+ f 1X cos90) + 365.3 X 2.34(sin90+ f?X cos90) X 9.8=58847.1NF鋼絲繩最大靜張力(60KN)2、鋼絲繩最大靜張力差校驗(yàn)：F差F 差=2+ qL)X

3、 9.8=(3200+ 365.3 X 2.34) X 9.8=39737.06N差 鋼絲繩最大靜張力差小結(jié)：由1、2校驗(yàn)可知，計(jì)算出的數(shù)值都不超過所選定的提升機(jī)允許值。3、鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)：鋼絲 繩選用 6 X 19 + FC ?24.51670331GB8918-2006 ；其參數(shù)見下表：提升主鋼絲繩參數(shù)表名稱規(guī)格鋼絲繩盲徑d24.5mm鋼絲繩單伎長底重量L2.34ka/m公稱抗拉強(qiáng)度S1670M/mm鋼絲繩破斷拉力總和 F ,331X 1.214=401.834KNFg=qm+a ()Q Q qL2式中：Fq鋼絲繩破斷拉力總和=g +xx401834m a(32001950365 .3

4、2.34)9.8=6.83 >6.5(提物時(shí))小結(jié)：鋼絲繩的安全系數(shù)滿足煤礦安全規(guī)程規(guī)定 ：專為升降物料用的不小于6.5。故鋼絲繩可以使用。4、提升設(shè)備選型及校驗(yàn)：提升設(shè)備選用2JK-2/11.5型雙筒單繩纏繞式礦井提升機(jī)提升機(jī)變位質(zhì)量G10010kg-n,其主要技術(shù)參數(shù)見卜表。提升機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表參數(shù)提升機(jī)型號2JK2/11.5滾筒直徑耳2m滾筒寬度B1m天輪直徑D2m行星齒輪減速器速比11.5允許最大靜張力F60KN允許最大靜張力差Fl40KN天輪變蠢G307kg提升機(jī)校驗(yàn)：口y> (60-80)d滾筒直徑驗(yàn)算：纟電徑 d=24.5mm 80x 24.5=1960mm<D

5、N=2000mm天輪直徑：60 x24.5=1470mm<Dt=2000mm小結(jié)：對滾筒和天輪的計(jì)算直徑均小所選，故所選提升機(jī)滿足要求O5、電動(dòng)機(jī)選型1)提升電動(dòng)機(jī)籀N =- Pwoo n式中：n_ 所需提升機(jī)電機(jī)功率，KW ；K -礦井提升的阻力系數(shù)，箕斗提升取5 ；m次提煤重量，kg;Vmax一 提升"機(jī)選定的取大速度， m/s; (6.65 m/s )n -減速器的傳動(dòng)效率，煤炭工業(yè)礦井設(shè)魏規(guī)定：提升機(jī)與電動(dòng)機(jī)連接裝置傳動(dòng)效率的選Soffit時(shí)，行星齒輪減速器舷;P 動(dòng)負(fù)荷的影響系數(shù)，箕斗提升取1.3電機(jī)功率:1.15 X 3200 X 6.65 X 9.8N = X 1

6、.251000 X 0.9260V=32585KW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：n =.7TdDg式中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min ；V max提升機(jī)選定的最大速度，m/s；i減速機(jī)傳動(dòng)比，11.5 ；Dg滾筒直徑，m;n 取 3.14 o x606.65竹.5n '730.65r/ mind3.142小結(jié):由以上計(jì)算初選用YR5008/355型電機(jī) 其相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：電機(jī)功率355KW,轉(zhuǎn)速741 r/min,Ve=10KV, A =1.8 , =9337%J=55kg m20提升機(jī)的最大速度驗(yàn)算:VmaxDngd60i式中：Vnax提升機(jī)的最大速度，ni/s ；n* d所選電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min

7、減速機(jī)傳動(dòng)比，小.乂 ;D g 滾筒直徑,Xm;3.14 2 741Vmaxs6.74nV60 11.52）提升系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算 選定數(shù)據(jù)：V。一一進(jìn)出曲軌時(shí)的最大速度;ho箕斗在曲軌中的行程，3m ；V max最大提升速度，6.74m/s ；V 4低速爬行速度， 0.75m/s ；h°一一爬行階段運(yùn)行距離，12m （因我礦為鋼絲繩罐道，卸載高度6米，箕斗高度6米，故出井口速度受限制，爬行距離設(shè)定為12米）H t提升距禺,353.8m 0哂減速器軸端輸出允許的最大力矩69KN m爬行速度和爬行距離的選定h 416爬行時(shí)間：t4初出加速度aoh2 一S eZ2150.3752 3取 0.

8、38< =定常加速度（按減速器輸出軸端允許的最大力矩計(jì)算）amax69000a(1.15d工 2.34353.8)32009.81.22.947273.7527084按電動(dòng)機(jī)計(jì)算(充分利用電動(dòng)機(jī)的過負(fù)荷能力計(jì)算)Fq (Km q H ) gak tF = 0.75 人x 10Vmax式中：Fq啟動(dòng)階段電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的平均力；入一一電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比（取1-8）； F e電動(dòng)機(jī)額定量；N e電動(dòng)機(jī)額定功率，（355KW）0XC -JCLA OXX-X3553+Q Q4Xoco oXn oU. i Z) 1 .<50.9210ZxJ. Oa3200=167427084.940.7

9、8取 ai=0.75m/s0電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)肯式的減速度】-=一Z一Km q （H 2h3） g 075k t0.99式中：h3減速段運(yùn)行距離，可取 30 40,因Vmax=6.74>6.7提升系紐運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算見壽-序號名稱計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1初加速度階段時(shí)間 at Q/n/a cs2初加諫度階段運(yùn)行距離 mh -v t 123753加誄時(shí)問s 10Vglt 4( Vinnx Vn )/a 46994加i車距離mh-( w 4- /Jt 4/9pg8J H比匚 PAJ11 *減審時(shí)問6f a ( / ILLBV 7 1 Vn a7(106減速距離ni1 3 V HlilX V 4 )1313( V

10、maxV 4)t2®vx23.937爬行時(shí)間St 4=h“V 4168制動(dòng)時(shí)間St 5=vVa 519制動(dòng)距離mhsast 5/2(.3810等速距離s此二比 一 h0h h3 一 h4 一 h5284.911等速時(shí)間mt 2 II2/V max422812次運(yùn)行時(shí)間stc=to + t 1 + t2 + t 3 + 1 4 + 1 579.213休止時(shí)間Se8提升系統(tǒng)提升速度圖；6.74/f 1aCm/s2)0.30. 750.750.758t (s)56.9942.287. 99161h(m)3.752& 8284. 9423.93120.38HT(m)353.8t

11、71;(s)79.26Tg 二 tc + 3 =87.26s6、動(dòng)力學(xué)計(jì)算提升系統(tǒng)各部位變位質(zhì)量:工 M=m + 2mc + 2LpR + 2M( + M + M式中：Em提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量，kgm次提煤重量，3200kg;m c提升容器重量，1950kg ；L P提升鋼絲繩的全長，m；K鋼絲繩每米重量,2.34kg/m ；t天輪的變位質(zhì)量,307kg ；j提升機(jī)變位質(zhì)量,查表得:10010kg ；d電動(dòng)機(jī)變位質(zhì)量,鋼絲繩全長:尸Hc+ Lx + 30 + 3 兀 Q + 71 D/2式中He鋼絲繩最大懸垂長度,362m ；L x鋼絲繩弦長，32m ；D 。一滾筒直徑，2m ；D 一天輪直徑，

12、2m。L尸362 + 32 + 30 + 3X 3.14 X2 + 3.14 X2/2=445.98m電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量:式中：Jd電動(dòng)機(jī)最大力矩，查表取 55kg m2 ；減速器速比， 11-5 ；D g滾筒直徑，2m 0= X X =11.5M 4 55（）7273.75d22提升系統(tǒng)變位質(zhì)量總和:E M=m + 2mc + 2LpR + 2Mt + M + M=3200+ 2X 1950 + 2X 445.98 X 2.34 + 2X 307 + 10010 +7273.75=27084.94kg動(dòng)力學(xué)計(jì)算見表:動(dòng)力學(xué)計(jì)算表表中：K次提升重量,序號名稱計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果（N）1提升開始時(shí)R

13、)=(Km + qkH)g + S Mao52303.：282初加速終了時(shí)E/=F o 2qkhog52131.293加速開始時(shí)FFo* + E M(a. 一 a0)6431 <.514加速終了時(shí)R=Fi 2qkhig6299B.755等速開始時(shí)F=F2 一 E Ma42685.046等速終了時(shí)R=F3 2qklvg29617.697減速開始時(shí)E二F4 E Ma39333.998減速終了時(shí)R=Fs 2qklkg8206.569爬行開始時(shí)R=Fe + 工 Ma328520.2710爬行終了時(shí)飛=尸7 2qkli4g2796$.9511制動(dòng)開始時(shí)R=Fio=(Km + qkH)g 工 Mas

14、24599.615 12制動(dòng)終了時(shí)qk每米鋼絲繩重量，kg/m ；H .提升距離7、提升機(jī)電動(dòng)機(jī)校驗(yàn)：t/3Ef2t= (F2+ F0+(F5F2) t2) t o/2 +(F1+ F2) tJ2 + F2)2+ F2)2(F7122 1/2 + (Fs2 + F2+ F2)/28£4+ F42d22 63.44s3=80803684410等效時(shí)間計(jì)算:+=+ + =t t t t t01345等效力計(jì)算:x8080368441063.44X =35688.97等效容量計(jì)算：35688.971.1311.296741000 0.85F VN d max K d1000式中；N電動(dòng)機(jī)等

15、效容量，KW ；1.05 1.1 ,初選的電機(jī)容量大于等效減速器的效率，二級取 0.85 ；K電動(dòng)機(jī)容量備用系數(shù)取九小結(jié)：通過等效容量的計(jì)算可知,容量，故算選電機(jī)容量滿足要求。電動(dòng)機(jī)過載系數(shù)校驗(yàn)：0.8-0.85maxFe式中：Fmax在力圖上的最大運(yùn)動(dòng)力，N；A電動(dòng)機(jī)過載能力，取1.8 ；F e電動(dòng)機(jī)額定力，N ；N n3F = eX 10eVmax式中：N電動(dòng)機(jī)額定功率,KW ；取 0.85 ；V max最大速度 , m/s oA = =S*入 max0.740.8Fe入0.85轉(zhuǎn)子變頻功率下降10%o式中：Ft作用在卷筒上的特殊力，I%F 1.1(195012.340.85353.8)9

16、.83100.670.9 1.81.62特殊力的校核計(jì)算：當(dāng)跳繩時(shí)打開離合器作單鉤提升時(shí)，產(chǎn)生的特殊力為fgt (m q H )1 ck t九=s X特殊情況下電動(dòng)機(jī)的過載能力校驗(yàn)：Ft 0.9x+ t 反xe=XX3556.74小結(jié)：由以上校驗(yàn)可知所選用的電動(dòng)機(jī)能夠滿足運(yùn)轉(zhuǎn)中的實(shí)際需要。8、提升設(shè)備的能力校核計(jì)算:tbmg（萬t aA 3600式中：一主井提升能力，（萬t/a ）；t日提升時(shí)間16h ；b 年工作日，300天；m次提煤重量，t ；T 一次循環(huán)時(shí)間s。,300 和 3%=X =A 360063.37（萬 t/a）87.26小時(shí)最大提升量：= X =mg3.2A* 3600360

17、0132.02t/hT87.26總結(jié)：綜上選型與校驗(yàn)可知提升餐選用2JK-2/11.5型單繩纏繞式礦井提升機(jī)；提升電機(jī)選用YR500-8/355型，箕斗選用：鋼鋁輕型箕斗； 箕斗自重：Q=1950Kg次提煤重量：Q=3200kg均能滿足實(shí)際提升需要電控采用轉(zhuǎn)子變頻術(shù) 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，通過切換柜與原控制系統(tǒng)互為備用避免因電控故障影響萬元；電動(dòng)機(jī)由原YR500 8/315更換為YR500 8/355電動(dòng)機(jī) 需費(fèi)用綢20萬元，整流變壓器：電流袈S 1.7A/mm2磁通510000高斯，短路阻抗6%,容量500KVA 10KV/690V干式變壓器需費(fèi)咱重用約11萬元；箕斗由原來的容駅2.2噸更換為容積4

18、m彳自重佃5噸的鋼鋁輕型箕斗，需費(fèi)用 22萬；經(jīng)改造后可以滿足年量63.37萬噸；增加箕斗卸空檢測裝置，可實(shí)時(shí)控, 箕斗卸載情況，避免重斗下放，提高提升自動(dòng)化安全程度，需費(fèi)用35萬元；安裝費(fèi)用10萬元，其它材料費(fèi)用4萬元，共計(jì)150力J U o主井改造可行性分析:1x提升系統(tǒng)的基本情況主井提升采用豎井提升。主井使用2JK-2/11.5型號的提升 機(jī) 提升距離為353.8m,鋼絲繩罐道，箕斗自重2.2T噸，采用 天津深藍(lán)電控設(shè)備公司的TKSL型電控設(shè)備，一次提升時(shí)間為110s,年提升量可達(dá)45萬多噸。2、改造后的主井生產(chǎn)工藝：配備一對單繩1.95t提煤輕型定量箕斗，一次提煤重量32 ,井口設(shè)有FHT型過卷柔性緩沖 裝置，防撞梁及托罐裝置；井底設(shè)有緩沖裝置及防撞梁。改用變頻控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制提高系統(tǒng)安全性能，通過切換柜與原控制系統(tǒng)互為備用避免因電控故障影響生產(chǎn)，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。改造后的年提升能力達(dá)到了63.37萬"a ,小時(shí)提升能力達(dá)到了132.02t/h ,較現(xiàn)有的提升能力有了很大的提高。3、提升系統(tǒng)的可行性分析：提升鋼絲繩選用：6X 16+FC通過對鋼絲繩最大靜張力和最 大靜張力差的校驗(yàn)均小于算選的鋼絲繩的最大靜張力和最大靜 張力差。鋼絲繩安全系數(shù)為6