提升系统选型计算说课材料Word文档格式.docx
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④计算提升高度H0=H1+H2+H3+H4,m。
其中:
H1—井筒深度,m
H2—井架高度,m
H3—提升天轮半径,m
H4—提升天轮梁高度,取0.75m
⑤设计选用多层股不旋转钢丝绳作为提升绳,绳重Ps=kg/m,钢丝绳最小破断拉力Q断为kg,配提升钩头,提升钩头应与提升荷载配套。
⑥提升容器自重:
吊桶:
QZ=G1+G2+G3+G4;
G1—吊桶重量,kg
G2—钩头重量,kg
G3—滑架重量,kg
G4—滑架缓冲器重量,kg
⑦提升载荷:
Q=最大提升重量,kg;
Q绳:
提升钢丝绳重:
提升高度绳重,kg
⑧提升钢丝绳静张力:
Q总=Q+Q绳,kg;
Q—最大提升重量,kg
Q绳—提升高度的钢丝绳重量,kg
提升人员时:
Q人总=QZ+nQ人+Q绳,kg
Q1—提升容器总重量,kg
Q人—吊桶乘人总重量,取75kg/人
n—吊桶乘人数,根据吊桶容积确定
以上计算的钢丝绳静张力Q总应小于绞车最大静张力差,可以满足使用。
⑨以最大静张力验算提升绳安全系数Ma:
提料:
Ma=Q断/Q总>7.5,提人:
Ma=Q断/Q人总>9,满足要求。
⑩电机功率验算:
Po=QoV=QoWπD/(102×
η×
60×
i)<
绞车电机额定功率
结论:
该提升绞车挂吊桶、重物提升到合理位置;
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。
(11)提升偏角验算
滚筒中心与天轮中心距离L(不超过60m),钢丝绳距提升中心线的最大偏移量为B。
钢丝绳最大偏角α=arctg(B/L)=°
<
1.5°
,满足要求。
(12)提升过卷高度验算(以最大长度的吊物为例)
绞车最大绳速为m/s。
h4=H-(h1+h2+h3+0.5R)m,
H—为井架高度即井口水平到天轮平台的距离,m
h1—天轮平台高度,取m
h2—吊物吊起所需高度,m
h3—吊物、钩头、连接装置和滑架的总高度,m
h4—提升过卷高度,
R—提升天轮公称半径,m
h3=3.48+2.5+1.1=7.08
h5—吊物总高度,m
H6—吊物提升所需高度,1.5m
H7—钩头总高度,2.5m
大于《煤矿安全规程》规定的过卷高度(通过规程计算),满足施工要求。
(2)、提升机调试计算
①失压脱扣器整定
i.吸引电压不高于额定电压的85%
即U吸=0.85Ue/Ky=0.85×
6000/60=85V
ii.释放电压约为额定电压的60%
即U放=0.6Ue/Ky=0.6×
6000/60=60V
Ky--电压互感器变比,6000/100
②电流速断
电流速断用做电动机的短路保护。
Iaq=Krel·
Kc·
λm·
I1n/KiA
Krel----可靠系数,取1.6;
Kc----接线系数,接相电流取1;
Λm----电动机最大力矩相对值,1.9;
I1N----电动机定子额定电流,120A;
Ki----电流互感器变比,为200/5。
③过流保护
反时限动作用做电动机的过流保护。
Iaoc=Krel·
I1n/(Ki·
Kret)A
Krel----可靠系数,取1.2;
Kret----继电器返回系数,取0.85;
Kc、I1N、Ki同上。
④加速电流继电器
采用纯时间控制,把电流继电器作为限流元件:
i.吸引电流
iat=1.05λ1·
I1N/KiA
λ1-起动切换力矩上限相对值,1.4
ii.释放电流
ir=Kret·
iatA
Kret-返回系数,取0.8
⑤过速继电器
GSJ2继电器,作为等速阶段过速保护用,按规程要求过速15%起保护作用,所以整定值为:
Uat=1.15ENV
EN----测速发电机直流输出,V;
⑥时间继电器
继电器
1SJ
2SJ
3SJ
4SJ
5SJ
6SJ
7SJ
8SJ
XHJ
时长
0.75
1
0.56
0.31
0.17
0.1
0.05
0.5
⑦液压站整定压力kg/cm2
A、确定最大力矩:
a.最大静张力差(见本设计4.2.4)
Fjc=Q总×
9.81N
b.最大静张力矩
Mjmax=Fjc×
D/2N·
M
D----滚筒直径,2.8m;
c.最大制动力矩
c.1未考虑残压影响所需制动力矩:
Mz'max≥3×
MjmaxN·
c.2考虑残压影响所需制动力矩:
Mz"max≥Mz'max+9.81×
2n·
Pz·
A·
Rcp·
μN·
n----盘形制动器对数,10;
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=1.572m;
μ----闸瓦磨擦系数,查得μ=0.45。
c.3根据上述计算确定最大制动力矩:
Mmax=N·
B、制动油压确定
(1)制动系统贴闸皮油压Pt:
Pt=Mzmax/(2n·
μ·
g)×
0.0981MPa
(2)最大制动油压
Ps=Pt+CMpa
C----制动闸综合阻力,查得16.5kg/cm2(1.62Mpa)。
(3)、调试数据计算说明:
(1)现场施工时,若电机功率、电流互感器比及电流继电器等设备参数与计算中使用的参数不符时,应及时进行计算调整。
(2)闸瓦摩擦系数按0.45计算,若实际闸瓦摩擦系数不同时,也应进行计算调整。
(3)绞车投入使用前,制动闸瓦必须磨合,并经有资质的单位进行制动力矩测试,符合《煤矿安全规程》中431、432、433条的规定后,方可投入使用。
四、悬挂系统选型及验算方法(以吊盘为例)
(一)吊盘的选型及验算方法
根据井筒断面、井壁结构、提升方式、井筒悬吊设备、风筒及管路位置等因素选定。
(二)悬吊钢丝绳选型及验算方法
(1)吊盘、稳绳(4绳悬吊)选择方法
①吊盘钢丝绳的端荷重
每根钢丝绳的端荷总重:
总吊重/4+钢丝绳自身重量
总吊重=吊盘重+(水箱、卧泵和阀重)+工具、人员重
根据规程要求,稳绳总荷重每百米不得小于1T。
②钢丝绳的选择参照3.4.5,安全系数取大于6。
(三)凿井绞车的选型及验算方法
根据钢丝绳总荷重(钢丝绳悬吊重量+钢丝绳自身重量)选择凿井绞车。
(四)天轮选型及验算方法
天轮直径的选择:
D=20×
钢丝绳直径,同时考虑悬吊钢丝绳总荷重不超过悬吊天轮的承载限值。
其余悬吊设备选型与上相同。
附悬吊系统选型计算表(表3.4.5)。
井筒提升悬吊系统选型计算表表3.4.5
序号
名称
悬吊物重
(kg)
悬吊钢丝绳自重(kg)
计算高度(m)
钢丝绳型号
钢丝绳全部破坏拉力(kg)
安全系数
天轮
型号
稳绞车型号
钢丝绳长度(m)
备注
规定
实际
主提升
钢丝绳终端荷载
计算高度*绳单重
井深+井架高度+天轮半径+提升天轮梁高度
18×
7-绳径-强度等级
钢丝绳最小破断力*1283/9.8
9/7.5
钢丝绳全部破断拉力/(悬吊物重+悬吊高度内的钢丝绳自重)
Φ2500
井深+200
单(双)筒提升机
2
1#吊盘悬吊绳
吊盘、水泵水箱重量、工具人员重量之和的1/4
7-绳径-强度等级(交左)
6
Φ1000
JZ2-
井深+150
3
2#吊盘悬吊绳
7-绳径-强度等级(交右)
4
3#吊盘悬吊绳
5
4#吊盘悬吊绳
稳绳
根据手册选取稳绳张紧力
Φ650
7
抓岩机悬吊绳
抓岩机重
8
夺罐道管路绳
构件及卡子重量
9
电缆风管悬吊绳
管缆及绳卡重量
10
安全梯悬吊绳
安全梯及25人员总重
11
排水管悬吊绳
管线卡子和水重量
绳端荷载总重量
钢丝绳总重量
说明:
主提升选用提升钩头;
Φ2500mm天轮1个和Φ1000mm天轮*个,Φ650mm天轮*个。
五、生产辅助系统设置要求
(一)压风系统
凿井期间以井筒用打眼和风镐凿岩时的耗风量为最大,则最大耗风量Q为:
Q=abcd(q钻+q镐)m3/min
式中a—管网漏风系数,1.15
b—机械磨损使耗风量增加的系数,1.1
c—凿岩机同时使用系数,0.82
d—同时打钻用风不均衡系数,0.9
供风量Q1为:
Q1=Q(1+15%)m3/min。
井筒凿井期间,在井口附近设一个压风机房,并根据以上计算压风机,使得总供风量可满足不同施工工序的用风需要。
地面压风干管选用Φ89×
6无缝钢管,井下选用Φ57×
6mm的无缝钢管或高压胶管;
井筒压风管采用钢丝绳吊挂。
(二)供、排水系统
(1)供水方式
根据井筒装备施工供水主要用于湿式打眼,井筒装备施工用水均由地面供给,在一层吊盘设水箱,以适应凿岩用水的需要,水箱注水采用压风管给水。
(2)排水管选型
根据预计的井筒涌水量确定排水管规格,排水管沿钢丝绳吊挂。
排水管选型计算如下:
①管径:
理论计算:
Q=3600πvD2/4
式中D----排水管内径,m
v----管道中水流平均速度,取2.6m/s
Q----排水量,m3/h
应能满足排除井筒最大涌水量的要求。
②排水管壁厚计算
排水管内最大拉应力按拉麦公式计算,推导出孔口管的管壁厚度δ:
d0------无缝钢管内径,mm
δc----无缝钢管管壁附加厚度,2mm
σs-----无缝钢管的允许应力,取80MPa
p------最大排水压力,Mpa
λ------超载系数,λ取1.1
根据计算,选择排水管壁厚,能满足井筒施工排水需要。
(3)排水方式
当井筒涌水量大于10m3/h时,在吊盘中安装一台排量为50m3/h的卧泵,由潜水泵排水至吊盘水箱,再由卧泵排水至地面。
排水管用高压法兰连接,排水管沿钢丝绳吊挂。
或用深井潜水泵进行排水。
(三)通风系统
1、通风系统
井筒装备安装施工以采用压入式通风方式为宜,若井筒较深(超过700m)且为高瓦斯,则以选用玻璃钢风筒为宜,风筒均沿井壁固定,用树脂锚杆固定吊挂。
或用钢丝绳吊挂。
2、井筒需风量计算
1)按瓦斯涌出量计算
Q=100kqm3/min
q——瓦斯绝对涌出量,m3/min;
k——通风系数,取1.5。
2)按作业面同时工作最多人数计算:
Q=4Nm3/min
Q—风量
N—工作面同时工作最多人数,35人
3)采用压入式通风,计算所需风量
Q=7.8/t×
3√(SL)2k/p2
式中Q-----工作面所需风量,m3/min
S-----井巷净断面积,m2
L-----井筒最大排烟长度,m
k-----淋水系数,取0.15~0.8(见《简明建井手册》P1047)
t-----通风时间,取30~50min
p-----风筒进出风量比,取1.4
4)风速验算:
4×
60S>
Q>
0.25×
60Sm3/min
3、风机风量计算
①风筒通风阻力hL
沿程摩擦风阻:
Rm=6.5αL/D5Pa.s2/m6
局部风阻:
Rz=n1ξγ/2gs2+n2ξγ/2gs2Pa.s2/m6
出口风阻:
Rc=0.818γ/gD4Pa.s2/m6
Rm—风阻,Pa.s2/m6
α—摩擦阻力系数,查表取0.002Pa.s2/m2
L—风筒长度,m
D—风筒直径,m
n1—风筒接头数,个
n2—风筒转弯数,个
ξ—风筒局部阻力系数查表取0.09
γ—空气相对密度,取1.29
S—风筒断面积,m2
g—重力加速度,9.81m/s2
hL=(Rm+Rz+Rc).QPa
风筒出口局部阻力系数ξ=0.09,
hxo=ξQ2/D4Pa
风机全压:
hmt=hL+hxoPa
②风机工作风阻:
Rmt=hmt/Qm2Pa.s2/m6
③风机选型
根据计算及瓦斯情况,采用1路风筒供风,风筒配1~2台局部通风机,并实现两台风机电源自动切换,可以满足施工需要。
瓦斯矿井施工期间,风机设在井口20m以外(非煤矿山无规定,局扇位置以保证其吸入新鲜风流为宜),风筒以从封口盘盘面以下引入井内为宜。
山西省侯马市鑫丰康风机有限公司制造的风机,自带消音装置,并已在多项立井施工中使用,均起得良好通风效果。
应附通风机技术参数如下表:
通风机技术参数如下表
转速
(r/min)
风量
(m3/min)
风压
(Pa)
高效风量(m3/min)
最高点功率(kw)
最大配用电机功率(kw)
六、通讯
为便于施工中的通讯联系,井口设一套调度电话,井下吊盘设抗噪音电话,井下通过井口与压风机房、绞车房、调度室进行通讯联络。
通讯、信号应设置两套,井口至绞车房的信号除有灯光、音响信号外,还要有一部直通电话。
井口到吊盘也采用两套通信、信号。
一路信号、通讯采用阻燃电缆KVV22-1KV7×
1.5电缆。
另一路信号采用阻燃电缆KVV22-1KV4×
井口信号室与吊盘信号室的联络采用以下方式;
1、当开动主提绞车时用灯光、音响信号,2、当开动稳车时用电话联系。
七、供电
地面稳车供电采用380V三相五线制供电系统,井下供电采用中性点不接地系统。
在井口布置一台配电柜,下井电缆采用矿用橡套电缆MY-0.33/0.66。
每隔20米设一道钢卡,每4米用棕绳绑扎随吊盘钢丝绳下到第一层盘上,并在一层盘设配电点,电源总开关要使用带检漏继电器的KBD-350Z真空馈电开关,总开关布置在第一层盘上,另外再布置真空开关QBZ-80G共2台,供电焊机使用。
井下使用煤电钻时用ZBZ-2.5M综保。
八、照明
吊盘上设一照明综保ZBZ-4.0M,电压为127V,1~3层各层吊盘上方各设1盏防水防爆矿用投光灯,以下各层吊盘设4盏防水防爆灯照亮工作面。
线路全部沿吊盘钢梁布置,垂直向下的线路穿入钢管内。
盘面上活动的导线加胶质套管以防漏电。
九、供电系统设置
建井期间应尽量利用永久电网供电,有困难时,可考虑选择建井期间的供电电源,宜采用双回路供电或环形供电。
根据负荷对供电可靠性的要求、用电负荷大小、负荷等级和现有设备情况等因素确定主变压器,根据具体供电电路的要求,确定其型号和参数,以保证在正常运行和发生故障的情况下,供电系统能安全可靠地工作。