依兰回风井计算书 1主提静张力差文档格式.docx

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和验算提升钢丝绳静张力

①4m3吊桶提矸：

Q1＝Q矸+QZ=（0.9×

4×

1600+0.9×

（1-1/2）×

1000）+2084=9644kg；

验算提升钢丝绳静张力：

4m3矸石吊桶（提升到井深210m）：

Q=Q终+Q绳=9644+7.55×

（210+30）=11456kg；

11456×

9.8=112268.8N；

112268.8N﹤112700N满足要求

②3m3吊桶提矸：

Q1＝Q矸+QZ

=（0.9×

3×

1000）+1603=7273kg；

3m3矸石吊桶（提升到井深520m）：

Q=Q终+Q绳=7273+7.55×

（520+30）=11425.5kg；

11425.5×

9.8=111969.9N；

111969.9N﹤112700N满足要求

③2m3吊桶提矸：

2×

1000）+1282=5062kg；

2m3矸石吊桶（提升到到底）：

Q=Q终+Q绳=5062+7.55×

755=10762.25kg；

10762.25×

9.8=105470.05N；

105470.05N﹤112700N满足要求

（绳重Ps=7.55kg/m,H0=755m）

4m3吊桶提人：

Q2＝Qr+QZ=10×

100+2084=3084kg（限乘10人）；

3m3吊桶提人：

Q2＝Qr+QZ=8×

100+1603=2403kg（限乘8人）；

2m3吊桶提人：

Q2＝Qr+QZ=6×

100+1282=1882kg（限乘6人）；

Q1—提矸终端荷重，kg；

Q矸—提升矸石荷重，kg；

Q2—提人时终端荷重，kg；

Qr—人重，kg。

（5）以最大静张力验算提升绳安全系数Ma：

Ma物=130918.37/11456=11.4＞7.5，Ma人=130918.37/（3084+5700.25）（4m3吊桶到底重量）=14.90>

9.0，满足规程要求。

（6）电机功率验算：

P=（Q0+PSB×

H0）VMB/（102×

ηc）

P=11456×

5.3/（102×

0.85）=700.31kw＜PN=1000kw（绞车电机功率PN），满足使用。

Q—终端最大负荷，kg；

VmB—提升机最大速度，m/s；

ηc—传动效率取0.85；

（7）提升能力计算

①当加减速度相等时，提升一次循环时间（T1）

T1=［2VMB/a+（H0-40）/VMB］+54+θd式中：

VMB—运行最大速度，m/s，据提升机提升最大速度和《煤矿安全规程》限值确定。

H0—井底至翻矸平台提升高度，736.1m

θd—一次提升休止时间，取60～90s，此取90s

a—提升加速度，取1.5m/s

T1=［2×

5.3/1.5+（736.1-40）/5.3］+54+90=282.41s

②提升能力计算

AT=3600·

Km·

VTB/（K·

T1）式中：

Km—吊桶装满系数，取0.9

VTB—标准吊桶容积，m3

K—提升不均匀系数，取1.25

T1—一次提升循环时间，s

AT=36.71m3/h

（8）主提天轮直径的选择:

据D=60×

ds=60×

44=2640.00mm

根据计算选择天轮直径3000.00mm的提升天轮MZS-1.1-3.0

（9）主提液压站整定压力kg/cm2

①确定最大力矩：

最大静张力差

Fjc=11456×

9.81=112383.36N

最大静张力矩

Mjmax=Fjc×

D/2=112383.36×

3.5/2=196670.88N·

M

D----滚筒直径，3.5m；

最大制动力矩未考虑残压影响所需制动力矩：

Mz＇max≥3×

Mjmax=590012.64N·

考虑残压影响所需制动力矩:

Mz＂max≥Mz＇max+9.81×

2n·

Pz·

A·

Rcp·

μ

=590012.64+9.81×

12×

5×

138×

1.875×

0.45

=727082.87N·

n—盘形制动器对数，12；

Pz—电液调节阀残压，取Pz=5kg/cm2;

A—盘形制动器活塞面积，查得A=138cm2；

Rcp—盘形闸磨擦半径，查得Rcp=1.625m；

μ—闸瓦磨擦系数，查得μ=0.45。

根据上述计算确定最大制动力矩：

Mmax=727082.87N·

②制动油压确定

制动系统贴闸皮油压Pt:

Pt=Mzmax/（2n·

μ·

g）×

0.0981

=727082.87/（2×

0.45×

9.81）×

=2.60MPa

最大制动油压

Ps=Pt+C=2.60+1.62=4.22Mpa

C----制动闸综合阻力，查得16.5kg/cm2（1.62Mpa）。

结论：

该提升绞车挂4m3矸石吊桶，实际施工时，绞车实际电流不得超过额定电流，确保提升安全。

（10）提升偏角验算

滚筒中心与天轮中心距离为50.8m，钢丝绳距提升中心线的最大偏移量为0.817m。

钢丝绳最大偏角α=arctg（1.02/58.22）=1.004°

<

1.25°

，满足要求。

（11）提升过卷高度验算（4m3吊桶为例）

绞车最大绳速为7.0m/s。

h4=H-（h1+h2+h3+0.5R）=27.964-（11+1.35+6.98+0.75）=7.614m，

H—为井架高度即井口水平到天轮平台的距离，27.178m

h1—翻矸台高度，取11.1m

h2—吊桶卸矸所需高度，1.35m

h3—吊桶、钩头、连接装置和滑架的总高度，h3=3.08+1.5+2.5=6.98m

h4—提升过卷高度，m。

R—提升天轮公称半径，1.5m。

大于《煤矿安全规程》规定的7.375m（插值法计算），满足施工要求。

三、副提JKZ-2.8/15.5型绞车选型

（1）计算提升高度H0=725+26.464+1.0+1.5+0.275=754.239m取755m。

7+FC-Φ42-1670型钢丝绳作为提升绳，绳重Ps=6.88kg/m，钢丝绳最小破断拉力为119528.47kgkg，配13T钩头。

（3）提升容器自重：

提5m3矸石吊桶时：

Qz=Qdz+Qg+Qh+Qhc=1690+278+260+16.45=2244kg（13T钩头）

Qdz—吊桶自重，1690、1530kg；

①5m3吊桶提矸：

Q1＝Q矸+QZ

=（0.9×

1000）+2244=11694kg；

5m3矸石吊桶（提升到450m）：

Q=Q终+Q绳=11694+6.88×

（450+30）=14996.4kg；

14996.4×

9.8=146964.72N；

146964.72N﹤147000N满足要求

②4m3吊桶提矸：

1000）+2084=9644kg；

4m3矸石吊桶（提升到井底）：

Q=Q终+Q绳=9644+6.88×

755=14838.4kg；

14838.4×

9.8=145416.32N；

145416.32N﹤147000N满足要求

③FJD-6.7型伞钻：

Q2＝Qs+Qg+Qh+Qhc

＝8200+278+260+16.45=8754.45kg

SJZ6.9型伞钻（提升到底）：

Q=8754.45+6.88×

755=13948.85kg；

13948.85×

9.8=136698.73N；

136698.73N﹤147000N满足要求

5m3吊桶提人：

100+2244=3244kg（限乘10人）；

Q砼—提升砼荷重，kg；

Q2—提伞钻时终端荷重，kg；

Q3—提人时终端荷重，kg；

Qs—伞钻重量，8200kg；

Ma物=119528.47/14996.4=7.97＞7.5，Ma人=119528.47/（3244+5194.4）（5m3吊桶到底重量）=14.16>

P=14996.4×

5.48/（102×

0.85）=947.87kw＜PN=1000kw（绞车电机功率PN）

（7）提升能力计算

T1=［2VMB/a+（H0-40）/VMB］+54+θd

5.48/1.5+（736.10-40）/5.48］+54+90=278.33s

T1）

AT=46.56m3/h

主提机AT=36.71m3/h，副提机AT=46.56m3/h，井筒施工布置主副提两套单钩提升，净井径Φ7.0m，井壁厚950mm，荒径8.9m，按照打眼放炮—出渣—打灰—清底—打眼放炮的循环工序，计划进尺100m/月，出矸量为：

（8.9/2）2×

3.14×

100×

1.8=11192.37m3（松散系数取1.8），每天一模灰，出渣和清底共占12小时，则一个月的出渣总量为：

（36.71+46.56）×

30=29977.2m3＞11192.37m3能够满足一个月进尺100m的需要。

（8）副提天轮直径的选择:

据D=60×

42=2520.00mm

（9）副提液压站整定压力kg/cm2

Fjc=14996.40×

9.81=147114.68N

D/2=147114.68×

2.8/2=205960.56N·

D----滚筒直径，2.8m；

最大制动力矩

未考虑残压影响所需制动力矩：

Mjmax=617881.67N·

=617881.67+9.81×

1.525×

=729365.46N·

n----盘形制动器对数，12；

Pz----电液调节阀残压，取Pz=5kg/cm2;

A----盘形制动器活塞面积，查得A=138cm2；

Rcp----盘形闸磨擦半径，查得Rcp=1.525m；

μ----闸瓦磨擦系数，查得μ=0.45。

Mmax=729365.46N·

=729365.46/（2×

=3.21MPa

Ps=Pt+C=3.21+1.62=4.83Mpa

该提升绞车挂5m3矸石吊桶，实际施工时，绞车实际电流不得超过额定电流，确保提升安全。

滚筒中心与天轮中心距离为50.3m，钢丝绳距提升中心线的最大偏移量为0m。

钢丝绳最大偏角α=arctg（1.1/57.81）=1.090°

（11）提升过卷高度验算

绞车最大绳速为4.7m/s。

h1—翻矸台高度，取10.5m

h3—吊桶、钩头、连接装置和滑架的总高度，h3=2.98+1.5+2.5=6.98m

大于《煤矿安全规程》规定的5.36m（插值法计算），满足施工要求。

（12）天轮平台提升天轮钢梁选型计算

根据天轮平台的平面布置情况，提升天轮梁N1的截面选择。

按照断绳荷载计算：

钢梁的最大剪力Qmax=91.58KN

钢梁最大弯矩Mmax=45.79Nm

1）按照弯曲强度条件选截面：

N1钢梁选用I50a（工字钢），

它的主要数据：

查表得Wx=1860cm3≥290.7cm3；

Ix=46500cm3；

d=1.2cm；

B=15.8cm；

ix=19.7cm；

iy=3.07cm。

2）按照压弯构件验算：

3）刚度验算：

根据计算和验算结果，提升天轮梁采用I50a（工字钢），能够符合设计要求。

（13）立井凿井井架稳定性计算

∑Vl1=23660×

10.64=251742.4kgm；

Ql2=118038×

11=1298418kgm；

2G（l3+l4）=2×

63360×

（19+3）=2787840kgm；

∑Hh1=22318×

30=669540kgm；

∑Wh2=16186×

13.5=218511kgm；

MW=∑Vl1+Ql2+2G（l3+l4）=4338000.4kgm；

MQ=∑Hh1+∑Wh2=888051kgm；

MW/MQ=4.88≥K=1.5，满足稳定性要求。

MW—稳定力矩，kg.m；

MQ—倾覆力矩，kg.m；

K—稳定系数，按主要载荷组合计算，取1.5；

∑V—钢丝绳垂直拉力合力（用质量表示），

Q-井架、围棚、翻矸台质量

G—一个基础的质量（地下部分按2米深考虑）。

L1、l2、l3、l4—∑V、Q、G距离倾覆中心的距离m。

∑H—钢丝绳水平拉力的合力（kg）；

∑Wh2—风荷载的合力（kg）；

四、其他生产辅助系统的选型及验算

1）、吊盘、稳绳<

六绳悬吊>

选择计算

（1）吊盘钢丝绳的端荷重

稳绳按每百米一吨算得：

每根钢丝绳的端荷总重：

7550.00kg

吊盘总重：

23000kg

水箱、卧泵和阀重：

11000kg

每台抓岩机重:

5353.7kg（机身）

每个抓头重:

2365kg

每个抓头抓矸石重:

960kg

工具重：

500kg

人员重：

总吊重=吊盘重+（水箱、卧泵重）+抓岩机重+工具人员重

=23000+11000+5353.7+（2365+960）×

1.5+500+960

=45801.20kg

45801.20×

1.25/6=9541.92kg（1.25为不均衡系数）

放炮电缆（一根）重=井深×

每米重737×

1.033=761.32kg

电缆卡重：

246kg

单根吊盘绳附最大电缆重=1007.32kg

每根钢丝绳的端荷总重=9541.92+1007.32=10549.24kg

（2）钢丝绳的选择

①吊盘钢丝绳单根单位长度重量

Ps=Q/（110αB/ma-H0）=4.377kg/m

试选钢丝绳：

18×

7+FC-Φ40-180

绳单位长度重量：

Ps=6.24kg/m

钢丝绳破断力总和：

Qd=114946.33kg

钢丝绳自重：

H0×

每米重Q绳=4586.40kg

②单根钢丝绳悬吊总重

单根钢丝绳端吊重+单根钢丝绳自重

10549.24+4586.40=15135.64kg

③安全系数校核

m=Qd/（Q+PsB×

H0）

m=7.30＞6.00

（3）凿井天轮和绞车的选择

①天轮直径的选择

据D=20×

40=800.00mm

根据计算选择天轮直径为Φ800.00mm的凿井天轮MZS2.1-0-1×

0.8

②凿井绞车的选择

根据计算选择JZ-16/800A30kw的凿井绞车。

2）、溜灰管选择计算

（1）钢丝绳端吊重：

①管重：

型号：

Φ180×

833.93kg/m

自重：

提升深度×

每米重=725×

33.93=24599.25kg

灰重:

2000kg

②卡具单重：

7.06Kg个数：

121个总重：

854.26kg

③快速接头：

单重:

8.51kg个数：

1029.71kg

④端吊重=28483.22kg

两绳悬吊所以Q0=28483.22/2=14241.61kg

（2）钢丝绳选择：

①Ps=Q0/（110αB/ma-H0）=4.771kg/m

7+FC-Φ40-170

Ps=6.24kg/m

Qd=108400.412kg

每米重Q绳=4711.20kg

14241.61+4711.20=18952.81kg

m=Qd/（Q+PsB×

m=5.71＞5.00

①凿井天轮直径的选择

ds=20×

40=800.00mm

根据计算选择天轮为Φ1050mm的凿井天轮MZS2.2-0-2×

1.05

根据计算选用2JZ-25/130075kw的型凿井绞车。

3）、排水管选择计算

（1）钢丝绳的端荷重：

①排水管路

壁厚选择：

δ=0.5d`〔（（σπ+p）/（σπ-p））1/2-1〕

管路内径：

d`=（10.8-2δ）cm

无缝钢管允许应力：

σπ=800kg/cm2

第一段:

管路底端压力：

p=0.11×

h=0.11×

725=79.75kgf/m2

得：

δ=0.514cm

第二段:

500=55kgf/m2

δ=0.359cm

管路型号：

Φ108×

4.0（0-500m）Φ108×

5.5（500m-725m）

②排水能力理论计算：

Q=3600πvD2/4

式中

D—排水管内径，取0.097m

v—管道中水流平均速度，取2.2m/s

Q—排水量，m3/h

计算出Q=58.50m3/h。

根据以往排水经验，φ108mm无缝钢管排水量达100m3/h

根据计算，采用φ108×

5.5mm（φ108×

4.0mm）无缝钢管作为排水管，能满足施工排水需要。

③排水方式

当涌水量小于10m3/h时，采用工作面风动潜水泵向吊桶排水，吊桶带水排到地面。

当井筒涌水量大于10m3/h时，在吊盘中层安装一台排量为50m3/h的卧泵，由工作面风泵排水至吊盘水箱，再由卧泵排水至地面。

排水管用高压法兰连接，排水管钢丝绳悬吊。

管路重量：

扬程×

每米重=（225-20）×

13.90+500×

10.26=7979.50kg

管路内水重：

截面积×

水容重

=4513.75+1741.26=6255.01kg,

总重=管重+水重=14234.51kg

④电缆重量：

型号：

MY3×

70+1×

164.207kg/m（两根）

总重=3100.56×

2=6201.12kg

⑤卡具重：

卡子个数：

242.00个单重:

7.06kg总重=1708.52kg

⑥快速接头：

接头个数：

121.00个单重:

4.13kg总重：

499.73kg

端吊重=管路总重+卡具重+快速接头重=22643.88kg

两绳悬吊则单绳受力Q0=22643.88/2=11321.94kg

（2）钢丝绳悬吊重：

①钢丝绳选择：

Ps=Q0/（110αB/ma-H0）=4.794kg/m

Qd=108400.41kg

11321.94+4586.40=15908.34kg

m=Qd/（Q+PsB×

m=6.81＞6.00

（3）凿井天轮和绞车的