煤礦主提升絞車選型設(shè)計

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3（四） 、提升鋼絲繩的選擇3（五） 、絞車的選型計算7?（六） 、絞車電機功率計算 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) 10XXX、煤礦概況礦井設(shè)計生產(chǎn)能力15萬噸，井田面積0.6488km2,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6.48m,煤層平均傾角7°;煤塵無爆炸危險性，煤層自燃發(fā)火等級皿級，為不易自燃煤層；瓦斯相對涌出量0.97m3/t，絕對涌出量為4.94m3/min，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3050m3/h，最大涌水量為150m3/h。采用主、副斜井提升。其中副斜井斜長220m、坡度22度、斷面12m2,提升物料及提矸任務(wù)，主斜井皮帶運輸。二、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=15t/a,矸石率25%2、 斜井傾角：B=22°3、 副井斜長220m根據(jù)絞車房的位置，實際提升斜長為 Lt=250m4、 工作制度：年工作日br=300天，二班作業(yè)，每天凈提升時間t=12小時。5、 提升不均衡系數(shù)：C=1?25（有井底煤倉時C=1?11?15，無井底煤倉時C=1.2;礦井有兩套提升設(shè)備時C=1.15，只有一套提升設(shè)備時C=1.25）。6煤礦提煤與矸時，選用1.0m3U型側(cè)翻式礦車。礦車自身質(zhì)量：Q=600kg；k礦車載煤量：Qz=1000kg；zm礦車載矸石量：Q=1500kg。zg（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V，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：傾斜井巷內(nèi)升降max人員或用礦車升降貨物時，Vmax<5m/S，目前單繩纏繞式提升初步確定最大提升max速度。本設(shè)計初步確定最大提升速度Vmax=2.5m/S。max1、 每次提升的持續(xù)時間計算正常加速時段取10s，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100s,Tg=（0.263Lt125）2=434.1 （s）gt2、 一次提升量的確定?嚴(yán)人“25%）%,.773600r式中af——提升富裕能力，取1.2。3、 計算一次提升礦車數(shù)輛）=3.77輛）zm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度計算仍按最大靜載荷并考慮一定安全系數(shù)的方法進行計算。2、計算選擇鋼絲繩由于斜井筒傾角小于90°,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A點。重串車的摩擦阻力鋼絲繩的分力鋼絲繩的摩擦阻力重串車的摩擦阻力鋼絲繩的分力鋼絲繩的摩擦阻力n(QQ)gsinzkcosn(QzQk)g fimgLSin:po按鋼絲繩承受的最大靜fzrnipgL。cos:負(fù)荷并考慮一定的安全系數(shù)，可得出下式每米鋼絲繩質(zhì)量為n(QQ)(sin:zkfcosn(QQ)(sin:zkfcosi)gmL(sin:1 p0fcos:)2__sg達、n(Qz+QQ(sinP+fiCOsP)mP-9.510“~一B-L(sin: fcos)024(6001500)(sin25 0.015cos25)1600〈10us6Da9.510“ 350(sin250.2cos25)6.54漢2100漢0.402338.46-3500.57=1.57(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;i 礦車運行摩擦阻力系數(shù)，礦車為滾動軸承時取 fi=0?015，為滑動

軸承時取f=0?02;1――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取f2=0.15?0.20，局部支承在托輥上時取=0.25?0.40g―-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):a1） 專為升降人員m*9;a2） 升降人員和物料升降人員或混合提升時ma*9;a3） 升降物料時m*7.5;a4） 專為升降物料m*6?5;aS――為鋼絲繩所有鋼絲斷面積之和（單位吊）；為解式叫，需找出叫和S的關(guān)系：式中P。一一鋼絲繩密度,kg/m3，取5000。匚B――鋼絲繩公稱抗拉強度，MPa。一般以選用1550?1700為宜，本B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)準(zhǔn)鋼絲繩。斜井提升一般選6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 619?FC-門24.5-1670的鋼絲繩。全部鋼絲繩破斷力總和Qp=29100kg,d=21.5mm，m；=1.7kg/m。p；3、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、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 QQ（sin:匚COS：）m；L。（sin：f?COS:）=4（1500+600）（sin25°+0.015Xcos25°）+1.7X350（sin25°+0.2XCOs25°）=3699.2（kg）安全系數(shù)ma二 S—Qgmax 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619?FC-門24.5-1670鋼絲繩，符合安全生產(chǎn)需要，是正確的。、絞車的選型計算1、 絞車滾筒直徑的確定提升機滾筒直徑嘰，是計算選擇提升機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。選擇滾筒直徑的原則O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 XXX煤礦實際情況，主絞車滾筒直徑必須滿足下式：D>60dg式中D 滾筒直徑，mmgd 鋼絲繩直徑，mm則本設(shè)計中滾筒直徑為：D>60d=60x21.5=1290mmg根據(jù)計算，選用JTP-1?6x1.5型單筒提升機：滾筒直徑Dg=1?6m；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31KN；jmaXVmaX=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繩。提升斜長Lt;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2?4圈。(5)鄰兩繩圈間隙寬度單層纏繞時多層纏繞時”(5)鄰兩繩圈間隙寬度單層纏繞時多層纏繞時”Lt+5+(4+3)兀B2Dggg3)(d ；)纏繞在滾筒圓周表面上相；，；=2?3mm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，每個滾筒的纏繩寬度為：3)(dJ二D-gLt30(43)二Dg- g3)(d；)k二Dp式中k——纏繞層數(shù)，計算公式如下：Lt5(43)-：Dg(d；)k=

t 兀D涉pB 滾筒寬度，mmDp——多層纏繞時平均纏繞直徑，計算公式如下:k—〔I22

DP=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,因此滾筒的纏繩寬度為："Dpp3)(21.53)35057二1.63)(21.53)2二1.618=1300.83mmk注：①?這里k注：①?這里Dp=Dg114d2-(d；)2=1618mm。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)提升矸石時鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力Fjmaxgn(QFjmaxgn(QzgQQ(sif1cos:)gmpL』sinfzcos：)2）過電動機最大力矩的90%3）中，任何特殊力都不應(yīng)超過電動機最大力矩的2、斜井單滾筒提升機電動機功率計算2）過電動機最大力矩的90%3）中，任何特殊力都不應(yīng)超過電動機最大力矩的2、斜井單滾筒提升機電動機功率計算KWzdV1236991.538向上提升重車時：n=B=1000口1000漢〃〃〃321590 085=120.5KW0.85下放重車時：5嚴(yán)二心=840000.459500.57=36991.5Nv42KN式中mp 所選擇的鋼絲繩單位長度的重量，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（QrQc）（sin1 八cosJgmpLt（sin1fzcosj=25239.5Nv31KN3、結(jié)論通過計算各驗算，xxx煤礦選擇可見所選用JTP-1.6X1?5型單滾筒提升絞車為主絞車是合適的。（六） 、絞車電機功率計算1、電動機的容量應(yīng)滿足下述條件：1）、等于或大于根據(jù)電動機溫升散熱條件計算的等效容量、啟動時的力矩，應(yīng)不超85%特殊情況下，允許達到、提升過程90%10001000=100.9KW(Fzd=n(Q(Fzd=n(QzgQk)(sin——f1cos:zd=)gmL(sinp0fcos：）g=32159）2式中N――所需電動機功率，KVyKB——電動機功率備用系數(shù)，一般為1.15 1.20。Bv 絞車的最大速度，m/s；——絞車的機械效率，一級傳動為0.9，二級傳動為0.85;Wd——上提重車時，鋼絲繩所受最大張力， N;zdFd 下放重車時，鋼絲繩所受最大張力，N,此時電動機按發(fā)電機方式運zd行；1.05 ——按發(fā)電機方式運行時，考慮電機轉(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120.5KW選擇型號為YR315M1-6的電動機，N=160Kw,nd=730rpm,=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XXX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:619FC-：」24.5-1670（寧夏新日恒力鋼繩股份有限公司）；2、 主絞車型號：JTP-1.6X1.5型單滾筒礦用提升絞車（滾筒直徑D=1.6m；g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31KN；jmaxvmax=3.8m/s）。3、 電機型號：YR315M1-6（N=160Kw,nd=730rpm, =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)劉砦煤礦實際情況，實際提升斜長為Lt二220m其中井筒220m傾角為22°，地面50m傾角為6°,在設(shè)計計算時，統(tǒng)一按照22°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，電機功率偏大。如果按煤車計算，計算出來的電機功率為120.5KW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3車。四、 過卷距離計