慈林山绞车计算.docx
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慈林山绞车计算
第六章提升、通风、排水和压缩空气设备
第一节提升设备
一、主斜井提升设备
二、副斜井提升设备
副斜井井筒倾角18°，采用单钩串车提升，装备1套JK-2.5×1.5/30E型单绳缠绕式提升机，同时担负矿井开采9煤和15煤时的矸石、材料、设备、大件等辅助运输任务。
（一）设计依据
提升方式斜井单钩串车提升
井筒倾角18°
井筒斜长346m（9煤），506m（15煤）
最大班提升工作量见表6-1-1。
表6-1-1最大班提升工作量表
提升项目
单位
9煤
15煤
矸石
t
70
50
支护材料
车
7
8
坑木
车
1
1
设备及其他
车
12
13
炸药、雷管
次
2
最大件质量（含平板车）
kg
8500
20000
提升容器：
矿车：
MG1.7-9B型1.5t固定车箱式矿车，轨距900mm，名义装载质量1500kg，最大装载质量2700kg，矿车质量974kg。
（二）拖动方式比选
关于副斜井提升机的拖动方式，设计考虑了直流拖动和交流拖动两个方案。
直流调速系统调速控制简单，调速性能好。
但直流电动机存在以下缺点：
价格高，结构复杂，维护困难。
另外，直流电动机需要强迫通风冷却，系统复杂，运行及维护费用高。
交流电动机没有上述缺点，近年来随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速系统的性能已经达到直流传动的水平，尤其是低压变频技术已经成熟，装置成本与直流传动相比费用较低，而且维修费及能耗大大降低，可靠性提高。
综上所述，经综合比较后，本设计推荐交流变频拖动方案。
（三）设备选择
1、列车组成
一次提升串4辆矿车。
2、钢丝绳
提升长度：
Lt9煤＝406m
Lt15煤＝536m
悬垂长度：
LC9煤＝448m
LC15煤=578m
绳端荷重：
Qd矸＝（974+2700）×4×K1×9.81＝47293N
Qd9煤大件＝8500×K1×9.81＝27354N
Qd15煤大件＝20000×K1×9.81＝64361N
式中：
K1＝sin18°+0.02×cos18°＝0.32804
设计选用266V×18+FC1670AzZGB8919-2006型钢丝绳，其主要技术参数如下：
钢丝绳结构6V×18+FC
钢丝绳直径26mm
单位长度质量2.79kg/m
抗拉强度1670MPa
最小钢丝破断拉力总和423×1.156=488.988kN
计算最大静张力（按15煤）：
提升矸石：
F矸jmax=47293+578×2.79×K2×9.81=55191N
提升大件：
F大件jmax=64361+578×2.79×K2×9.81=72259N
式中：
K2＝sin18°+0.2×cos18°＝0.49923
钢丝绳安全系数（按15煤）：
提矸石m矸=488.988×1000/55191=8.86＞6.5
提大件m大件=488.988×1000/72259=6.77＞6.5
钢丝绳安全系数符合现行《煤矿安全规程》的规定。
3、提升机
选用JK-2.5×1.5/30E型单绳缠绕式提升机，配行星齿轮减速器，其主要技术参数如下：
提升机型号JK-2.5×1.5/30E
滚筒数量1个
滚筒直径2.5m
滚筒宽度1.5m
最大静张力90kN
减速比30
变位质量21000kg
提升机校验如下：
滚筒直径：
Dg=80×26=2080mm<2500mm
缠绳层数校验（按15煤计算）：
KC＝
＝1.487层
其中，Dp＝2.5+（2-1）×0.026＝2.526m
钢丝绳在滚筒上的实际缠绕层数为1.487层，小于现行《煤矿安全规程》中缠绕层数为3层的规定。
4、电动机
选用交流变频电动机，采用变频调速，其主要技术参数如下：
额定功率280kW
额定电压380V
额定转速740r/min
转动惯量30kg·m2（估）
过载倍数2.0
提升速度Vmax=3.23m/s
5、天轮
选用TXG1600/14型固定天轮，其主要技术参数如下：
型号TXG1600/14型固定天轮
直径1.6m
变位质量245kg
6、提升系统变位质量
提升机21000kg
电动机17280kg
天轮245kg
钢丝绳1571kg（9煤），1933kg（15煤）
矿车+矸石4×（974+2700）=14696kg
大件+平板车8500kg（9煤），20000kg（15煤）
提升矸石变位质量：
Σm9煤矸=21000+17280+245+1571+14696=54792kg
Σm15煤矸=21000+17280+245+1933+14696=55154kg
升降大件变位质量：
Σm9煤大件=21000+17280+245+1571+8500=48596kg
Σm15煤大件=21000+17280+245+1933+20000=60458kg
7、副斜井提升系统图见图6-1-1。
钢丝绳的偏角：
8、副斜井提升速度图、力图见图6-1-2～图6-1-5。
9、电动机校验（按15煤大件）
等效时间：
Td=189.083s
等效力：
Fd=71.88kN
等效功率：
=252.36kW
电动机富余系数：
=1.11
力图最大力：
Fmax=108.582kN
电动机额定力：
=79.75kN
电动机过载系数：
=1.36<2×0.85=1.7
电动机满足要求。
10、副斜井提升最大班作业时间平衡表见表6-1-2。
一次循环时间：
9煤：
Tg矸＝383.24s
Tg物料＝413.24s
15煤：
Tg矸＝463.74s
Tg物料＝493.74s
表6-1-2副斜井提升最大班作业时间平衡表
序号
提升项目
煤层
单
位
每班
提升量
每次提
升量
每班
次数
每次时间
（s）
每班时间
（min）
1
矸石
9煤
t
70
10.8
7
383.24
44.71
15煤
50
10.8
5
463.74
38.65
2
支护材料
9煤
车
7
4
2
413.24
13.77
15煤
8
4
2
493.74
16.46
3
坑木
9煤
车
1
4
1
413.24
6.89
15煤
1
4
1
493.74
8.23
4
设备及其它
9煤
车
12
4
3
413.24
20.66
15煤
13
4
4
493.74
32.92
5
雷管、炸药
9煤
次
2
1
2
649.33
21.64
6
合计
203.93
最大班作业时间为3.399h<6h，符合现行《煤炭工业矿井设计规范》的要求。
11、附属设施
为便于设备的安装和检修，在提升机房内设20t吊钩桥式起重机一台，跨度10.5m。
注：
括号内为开采15煤时副斜井斜长
图6-1-1副斜井提升系统图
图6-1-2副斜井升降物料（按矸石计算）速度图、力图（9煤）
图6-1-3副斜井升降大件速度图、力图（9煤）
图6-1-4副斜井升降物料（按矸石计算）速度图、力图（15煤）
图6-1-5副斜井升降大件速度图、力图（15煤）
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