矿井提升设备的选型设计文档格式.docx
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,采用混凝土浇灌支护,支护壁厚400mm。
井口标高+158m,井底标高-210m,井筒深度338m,落底于二1煤层地板岩层中。
井筒内布置一对标准箕斗、钢丝绳罐道、稳绳及通讯电缆等。
井筒特征表
项目
主井
井口坐标(X、Y)
3814139.1
38449015.7
井口标高(m)
+158
落底标高(m)
-210
倾角
(立)
垂高(m)
368
支护
材料
砼
厚度
1000/400mm
断面(m²
)
净
16.6(D4.6m)
掘
34.2/22.9
井口装备
JKMD-2.25×
4多绳摩擦式提升绞车
井筒装备
钢丝绳罐道
提升容器
一对4t箕斗
井筒方位角
142º
提升方位角
52º
主要任务
提煤、辅助进风
第二章提升设备
一、设计依据
1、井型:
An=30万t/a
2、工作制度:
年工作日330d,每天净提升时间16h
3、井筒深度:
Hs=368m
4、装载高度:
Hz=25.4吗m
5、卸载高度:
Hx=12m
二、提升容器的确定
根据矿井年产量,主井提升容器选用JDG-4/60×
4型标准四绳箕斗,用于全矿井的煤炭提升任务。
箕斗自重Qz=7416㎏(含首尾绳悬挂装置),载重量Q=4000㎏。
三、钢丝绳的选择
1、绳端荷重
Qd=Qz+Q
=7416+4000
=11416㎏
2、钢丝绳悬垂长度
Hc=Hs-Hz+Hh+Hx+Hg+Hr+0.75Rt+Hzx
=368-25.4+11+12+6.5+10.9+0.75×
1.125+5
=388.8m
式中:
Hg—过卷高度6.5m
Hh—尾绳环高度Hh=Hg+0.5+2S
=6.5+0.5+2×
2=11m
Hr—容器高度Hr=10.9m
Rt—天轮半径
Hzx—上下天轮垂直距离Hzx=5m
S—提升容器中心距
3、首绳单位长度重量计算
Pk’=
=1.28㎏/m
δB—钢丝绳计算抗拉强度,取1670MPa
m—钢丝绳安全系数,取7
根据以上计算,首绳选用22ZAB-6V×
30+FC-1670-307型钢丝绳左右捻各两根。
其技术参数如下:
钢丝绳直径dK=22mm,钢丝绳破断拉力总和Qq=307200N,钢丝绳单位长度质量为Pk=1.96㎏/m。
4、尾绳单位长度重量计算
qk'
=
×
1.96
=3.92㎏/m
n-首绳钢丝绳根数n=4
n’-尾绳钢丝绳根数n’=2
根据以上计算,尾绳选用32NAT18×
7+FC-1470型钢丝绳两根,其主要技术参数为:
钢丝绳直径d’K=32mm,钢丝绳破断拉力总和Qq=632520N,钢丝绳单位长度质量为qk=3.99㎏/m。
四、提升机选择
1、主导轮直径
D≥90d
=90×
22
=1980(㎜)
2、最大静拉力和最大静拉力差
最大静拉力:
Fj=Q+Qc+nPkHc
=7416+4000+4×
1.96×
388.8
=14464kg
最大静张力差:
Fc=Q=4000kg
据此主井提升装置选用JKMD-2.25×
4(I)E型落地式多绳摩擦式提升机,其主要技术参数为:
摩擦轮直径D=2250㎜,天轮直径DT=2250㎜,最大静张力215KN,最大静张力差65KN,钢丝绳根数4根,摩擦轮钢丝绳间距300㎜,提升速度V=5.5m/s,减速比i=10.5,提升机旋转部分变位质量M=6500kg,天轮变位质量MT=2300kg,衬垫摩擦系数μ=0.23。
五、提升系统的确定
1、井架高度:
Hj=Hx+Hr+Hg+0.75RT+e=12+10.9+6.5+0.75×
=32.5m
取Hj=36m
2、提升机与井筒提升中心线水平距离:
Ls≥0.6Hj+3.5+D
=0.6×
36+3.5+2.25
=27.35m
取Ls=28m
3、钢丝绳弦长计算
下弦长LX1:
=39.8m
上弦长LX:
=
=44.9m
4、卷筒的出绳角:
β下=arctan
arcsin
=arctan
=52°
37′6″
β上=arcsin
=51°
37′28″
5、围包角a的确定
经计算包角a=180°
59′30″
六、提升容器最小自重校核
1、按静防滑条件容器自重为
Qz’≥[
]Q-nPKHC
=[
]×
5000-4×
=5754.362㎏
经查表,当围包角a=180°
59′30″时eμа-1=1.194
w1—箕斗提升时矿井阻力系数w1=0.075
δj—静防滑安全系数δj=1.75
2、按动防滑条件
Qz’≥[
]Q+[
]Gd-nPKHC
=A1Q+C1Gd-nPKHC
=2.2115×
5000+0.1533×
2300-4×
=8361.898㎏
59′30″,加速度a1=0.5时,A1=2.2115,c1=0.1533
Gd—天轮的变位质量。
经计算满足防滑条件的箕斗最小自重均小于所选箕斗自重。
3、紧急制动时的防滑计算
紧急制动时的临界值
[Kj0]=1+
=1+
=1.38
静防滑系数的临界值
Kj0=
=1.68
动防滑系数的临界值
Kj0d=
=1.59
Kj0—对应于静防滑系数的临界值
Kj0d—对应于动防滑系数的临界值
a—加速度
g—重力加速度
eμа—经查表,当围包角a=180°
59′30″,衬垫摩擦系数μ=0.23时,eμа=2.194
上提重载紧急制动时的临界值
[Kj0]s=
=1.438
z—制动力矩倍数取3
γ—γ=
=0.622
ΣMl—提升系统中转动部分总变位重量
F2—提升机轻载侧的静张力
下放重载紧急制动时的临界值
[Kj0]x=
=
=1.42
因为计算的[Kj0]s、[Kj0]x值都大于[Kj0]则不需增加配重
4、提升系统的制动减速度及防滑系数校核
下放重载实际安全制动减速度1.56m/s²
<滑动极限减速度1.98m/s²
上提重载实际安全制动减速度2.2m/s²
<滑动极限减速度4.7m/s²
空载运行实际安全制动减速度2.5m/s²
<滑动极限减速度2.8m/s²
静防滑安全系数为1.99>1.25
七、钢丝绳安全系数与提升机的校验
1、首绳安全系数校验
m=
=8.7>
7.2-0.0005H
=7
满足要求
2、最大静张力和最大静张力差
最大静张力
Fj=14464㎏
=142KN<215KN
最大静张力差
Fc=4000㎏
=39KN<65KN
八、预选电动机:
1电动机估算功率:
P’=
Φ
1.2
=323.4Kw
2电动机估算转数:
n=
=490.5r/min
3确定提升机的实际最大提升速度
Vm=
=5.6m/s
九、提升运动学及提升能力计算
经计算得初加速度a0=0.48m/s²
,V0=1.5m/s,卸载曲轨行程h0=2.35m,主加速度a1=0.60m/s²
,提升减速度a3=0.80m/s²
(提升速度图附后)
1、初加速度阶段
卸载曲轨初加速度时间:
t0=V0/a0=1.5/0.48=3.13s
箕斗在卸载中曲轨内的行程:
h0=2.35m
2、正常加速度阶段
加速时间:
t1=
=6.8s
加速阶段行程:
h1=
t1
6.8
=24.14m
3、正常减速阶段
减速阶段时间:
t3=
=6.375s
减速阶段行程:
h3=
t3
6.375
=19.44m
4、爬行阶段
爬行时间:
t4=
=6s
爬行距离:
h4=3m
5、抱闸停车时间t5=1s
6、等速阶段
等速阶段行程:
h2=Ht-h0-h1-h3-h4
=358-2.35-24.14-19.44-3
=309.07m
Ht提升高度Ht=Hs-Hz+Hx+Hr
=358-25.4+12+10.9
=355.5m
等速阶段时间:
t2=
=55.2s
7、一次提升循环时间
Tx=t0+t1+t2+t3+t4+t5+θ
=3.13+6.8+55.2+6.38+6+1+12
=90.5s
θ—休止时间取12s
8、提升设备年实际提升量
An’=
=70万t/a
提升能力富裕系数为
aF=
=2.333
提升能力满足要求
十、提升系统动力学计算
1、提升系统变位质量
Σm=(m+2mz+4Pklp+2mt+mj+md)/g
=(5000+2×
7416+4×
500+2×
3.98×
390+6500+4399+2300×
2)/9.8
=42355.4/9.8
=4322
2、运动学计算(按平衡系统计算)
(1)提升开始阶段
开始时:
F0=Kmg+ΔHt+Σma0
=1.15×
5000+4322×
0.48
=7824.56kg
终了时:
F0’=F0-2ΔH0=7824.56-0
Δ—提升钢丝绳与平衡尾绳的总重量只差,平衡系统