主斜井提升系統(tǒng)的選型設(shè)計32614

1、磁窯堡煤礦C16采區(qū)主斜井提升系統(tǒng)的選型設(shè)計一、 概論 磁窯堡煤礦現(xiàn)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(chǎn)的順利進行和延長礦井使用壽命，現(xiàn)正準備C16采區(qū)的開拓，下面就C16采區(qū)主斜井絞車選型進行選型設(shè)計計算。二、 設(shè)計計算的依據(jù)1. 礦井設(shè)計年產(chǎn)量An=30萬噸；2. 工作制度：年工作天數(shù)br=330天;日凈提升時間t=16小時;3.礦井斜長L=600m,傾角=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. 礦井服務(wù)年限為12.3年;6. 提

2、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 =3.3×0.86=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(shù)的確定1. 每小時提升量: 2.一次提升提升量的確定1 提升斜長Lt =LLBLh=6003525=660（m）2 初步選擇的最大速度Vm煤礦安全規(guī)程規(guī)定斜井串車提升的最大速度不得超過5m/s,查JK型單繩纏繞式提升機,暫選Vm=3.8m/s;一次提升循環(huán)時間的確定 Tq= (0.26

3、3 Lt70)×2 =(0.263×66070)×2 =243.6×2 =487.2(s) 一次提升Q 式中:c提升能力富裕系數(shù),取c=1.15a提升不均衡系數(shù),有井下煤倉取c=1.153.一次提升串車數(shù)的確定 n = Q/(3.3×0.86) =6.78/2.838 =2.39(輛)根據(jù)以上計算,可選擇串車采用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(qq0) (sin+f1cos)=3(2838+1680)(sin20。+0.015cos20。)=13554×(0.34

4、2+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(shù),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 P/K = 1.1B ma 48381.1×17000/6.5710(sin20。+0.20cos20。) = = 1.935(kg/m) 式中 : f2-鋼絲繩在巷道內(nèi)運行的阻力系數(shù),取f2=0.2根據(jù)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(chǎn)的6×7-24.5-155-I-GB1102-

5、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(shù) Qqma = Qd Lc Pk (sinf2 cos) 37850 4838710(sin20。0.2cos20。) 378504838376= 7.266.5符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。(三)、提升機的選擇1. 滾筒直徑Dg 80d80×24.5 1960(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 LtLm(3+4)DgKcDp 式中:Lm-定期試驗用的鋼絲繩長度,一般取30m;3

6、-為滾筒上纏繞的三圈摩擦繩;4-煤礦安全規(guī)程規(guī)定為每季度將鋼絲繩移動1/4圈附加的鋼絲繩圈數(shù);-鋼絲繩在滾筒上纏繞時鋼絲繩間的間隙,滾筒直徑Dp=2m, 取=2mm;Kc-鋼絲繩在滾筒上的纏繞圈數(shù),C26采區(qū)主斜井傾角20度,提升長度大于600m,取Kc=3;Dp-鋼絲繩在滾筒上纏繞的平均直徑, Dp=2.067m;于是 660+30+7×23××2.067= ×26.5=999(mm) 根據(jù)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(shù)性能為: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

7、機功率電機轉(zhuǎn)速機器總重量機器旋轉(zhuǎn)部分的變位重量傳動比JK-2/20數(shù)量直徑寬度kgkgmmkg一層二層三層m/skwr/minkgkg20個mm6000600024.534500mmm53.83.3970720580231006080121.5266540860 四、提升系統(tǒng)的確定1. 天輪的選擇:天輪直徑Dt=80d =80×24.5 =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。1.0=8.81.0=7.8(m) 取8m; 式中 10。-井口與天輪中心之間提升鋼絲繩的傾角,一般為610。,此處取10。

8、; 50-井口與天輪中心之間預(yù)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(nèi)外偏角不超過1。30/得 Lx = = =28.6(m) 取Ls =30(m) 作為提升機滾筒中心與天輪中心之間的水平距離,求得鋼絲繩的弦長為: Lx = L2s（HjRt）（CRg）2=312（81）（0.51）2=1017.25=31.89(m) 式中 C-滾筒主軸中心與基座的中心高,C=0.5m;4. 鋼絲繩的內(nèi)外偏角 tg= = 0.0235 =1.374。=1。22/26.4/1。30/符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定5. 鋼絲繩的出繩角

9、單滾筒為上出繩=tg-1 = tg-1 = tg-10.25 =14。2/10/6. 提升主電動機預(yù)選電動機功率Ns= = =233.3(kw)查繞線式電動機 產(chǎn)品目錄,可選用JR148-8型電動機,技術(shù)特征見下表:型號容量電壓電流轉(zhuǎn)速效率功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電壓轉(zhuǎn)子電流額定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣 量電機重量生產(chǎn)廠家JR148-8kwVAr/min%cosVA2.02145kg沈陽電機廠240600030735900.813923723100按電動機額定轉(zhuǎn)數(shù)核算的提升鋼絲繩最大運行速度Vmax Dgnd 60i ×2×735 60×20 =3.848(m/s)五、提升系統(tǒng)的變位質(zhì)

10、量計算 (一)、變位重量的計算1. 電動機的變位重量: Gd=(GD2)di2/Dg 2=145×202/22=14500(kg)2. 天輪的變位重量: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=LcLx7D30 =710327×230 =816(m)5.變位重量總計G =n(QzQk)LkPkGtGjGd =3(28381680)816×2.129307608014500 =13554173724387 =36178(kg)(二). 提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量 M =G/g =36178/9.81 =

11、3687.87(kg.S2/m)六. 提升系統(tǒng)的運動學(xué)1. 重車在井底車場運行: (1). 初加速階段: 時間t0 =V0/a0=1.5/0.3=5(s) 距離L0 =1/2V0t0=1/2×1.5×5=3.75(m) (2). 在車場內(nèi)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(nèi)的加速階段: 時間:t1 =(Vmax-V0)/a1 =(3.848-1.5)/0.5 =4.7(s) 距離: L1 =(Vmax

12、+V0)/2×t1 =(3.848+1.5)/2×4.7 =12.57(m)(2). 進入棧橋前的減速階段: 時間: 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 L5 =35-3.75 =31.25m 時間: t4 =L4 /V0 =31.25/1.5 =20.83(S) (3). 在井筒內(nèi)的等速階段: 距離: L2 =Lt(LHLBL1L3) =660(253512.

13、5712.57) =574.86(m) 時間: t2 = L2/Vmax =574.86/3.848 =149.4(s)3. 一次提升的循環(huán)時間Td =(t0t01t1t2t3t4t5)×2 =(514.174.7149.44.720.83525)×2 =228.8×2 =457.6(s)七、提升系統(tǒng)動力學(xué)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 =20。計算。(一). 重礦車在井底車場段:1. 提升開始時: F0 =Kn(QzQk)(sinf1cos)LtPK(sinf2cos)Ma0=1.1×3(16802838)

14、5;0.3569660×2.129×0.52093687.87×0.3=5321.2343.81106.4=6771.4(kgf)2. 初加速終了時: F0/ = F0PkL0sin =6771.42.129×3.75sin20。 =6768.7(kgf)3. 低速等速開始時:F01 = F0/Ma0 =6768.73687.87×0.3 =6768.71106.4=5662.3(kgf) 4. 低速等速終了時:F01/ = F01PkL01sin =5662.32.129×21.25 sin20。=5662.315.5=5646.8

15、(kgf) (二).礦車在井筒中運行段:1. 主加速開始時:F1 = F01/Ma1 =5646.83687.87×0.5 =5646.81844 =7490.7(kgf)2. 主加速終了時: F1/ = F1PkL1sin=7490.72.129×12.57×sin20。=7490.79.15=7481.6(kgf)3. 等速開始時:F2 = F1/Ma1 =7481.63687.87×0.5 =7481.61844 =5637.6(kgf)4. 等速終了時: F2/ = F2PkL2sin=5637.62.129×574.86 sin20。

16、=5637.6418.6=5219(kgf)5. 減速開始時:F3 = F2/Ma1=52193687.87×0.5=52191844=3375(kgf)6. 減速終了時:F3/ = F3PkL3sin =33752.129×12.57 sin20。 =33759.15 =3365.9(kgf)(三)、重礦車在棧橋上運行段:1. 末等速開始時:F4 = F3/Ma1 =3365.93687.8×0.5 =3365.91844 =5210(kgf)2. 末等速終了時:F4/ =F4PkL4 sin =52102.129×31.25 sin20。 =5210

17、22.8 =5187.2(kgf)3. 末減速開始時:F5 = F4/Ma0 =5187.23687.87×0.3 =5187.21106.4 =4080.8(kgf)4. 末減速終了時:F5/ =F5PkL5 sin =4080.82.129×3.75 sin20。 =4080.82.73 =4078.1(kgf)(四)、等效力計算F2t =1/2×(F02F0/2)t01/2×(F012F01/2)t011/2×(F12F1/2)t11/3×(F22F2F2/F2/2)t21/2×(F32F3/2)t31/2×

18、(F42F4/2)t41/2×(F52F5/2)t5=0.5×(6771.426768.72)×50.5×(5662.325646.82)×14.170.5×(7490.727481.62)×4.70.33×(5637.625637.2×521952192)×149.40.5×(337523365.92)×4.70.5×(521025187.22)×20.830.5×(4080.824078.12)×5=2.5×9166715

19、77.085×639479912.35×49.302×884431292.35×2271990810.415×540511442.5×33283828=5339178483209570=Td =0.5×(t0+t01+t1 +t3+t4+t5)+t2+1/3×= 0.5×(5+14.17+4.7+4.7+20.83+5)+149.4+0.33×25=0.5×54.4+149.4+8.25=27.2+157.65=184.85(s)Fdx =F2t/ Td=/184.85=3248907

20、8.43=5700(kgf) (五)、等效功率:Ndx = FdxVmax/(102) =5700×3.848/(102×0.90) =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(shù)校驗:/=FmaxVmax/(102Ndx) =7490.7×3.848/(102×0.9×238.9) =28824.2/21931.02 =1.3140.9×2.02=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(huán)的實際時間為457.6s,為保證完成產(chǎn)量的一次循環(huán)時間則為487.2s.顯然,本設(shè)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×br×t×Q An/=C×Tx 3600×330×14×8.514 =1.15×457.6 =26.9(萬噸/年)2. 富裕系數(shù)at