21101综采工作面辅助运输选型设计要点.docx
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21101综采工作面辅助运输选型设计要点
21101综采工作面辅助运输设备选型设计
一、21101综采工作面辅助运输系统
1、辅助运输路线:
副井→井底车场→西大巷→21轨道联巷→21轨道下山(上段)→21中部车场→21101工作面上付巷→工作面。
2、采用MPC18-6型平板车,自重q0为1749.7kg,一次牵引1辆车,运输整体支架最大重量为12000kg。
3、21轨道下山(上段)采用JSDB-30型回柱绞车,21101工作面上付巷采用3辆SDJ-28型回柱绞车,切巷采用JSDB-16型和JH-14型回柱绞车;下付巷口采用JH-14型回柱绞车进行采煤机运输。
4、主斜巷及21101工作面上付巷轨道型号选用22kg/m,轨距为600mm。
安全设施为气动保险杠、仰角闸及声光组合信号器。
二、20101综采工作面辅助运输运输设备选型计算
1、21轨道下山上段运输设备选型计算
1.1、基本参数
(1)斜巷长度为474m,倾角16°。
(2)JSDB-30型回柱绞车参数:
慢速时,牵引力300kN,功率75kW,绳速0.18m/s;快速时,牵引力52kN,绳速1.32m/s
1.2、下放重物时绞车选型计算
(1)提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算:
P≥n(q0+q)(Sina+fCosa)/[11×10-6×σB/ma-L(Sina+fˊCosa)]㎏/m
式中:
n——一次牵引车数,n=1
q—平板车自重,qo=1749.7㎏
qo—载重,q=12000㎏
L——斜巷斜长,L=474m
α——斜巷最大倾角,α=16°
f——材料车阻力系数,f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数,fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度,σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数,ma=6.5
则P≥[(1749.7+12000)×(Sin16°+0.015Cos16°)]/[11×10-6×1670×106/6.5-474×(Sin16°+0.3Cos16°)]
=1.5586㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳:
GB1102-74,该钢丝绳主要参数:
钢丝绳直径d=31mm每米单重P=3.383kg/m
钢丝直径δ=2.0mm钢丝绳破断拉力总和Qp=608.5
(2)运物料绞车运行时初拉力计算Fc
Fc=m×g×(sinα-fcosα)+L×P×g×(sinα-fˊcosα)
Fc=n×(q+qo)×g×(sinα-fcosα)+L×P×g×(sinα-fˊcosα)
式中:
n—一次牵引车数,n=1个
q—矿车载重,q=12000㎏
qo—矿车自重,qo=1794.7㎏
α—斜巷倾角,α=16°
f—矿车阻力系数,f=0.015
fˊ—钢丝绳阻力系数,f=0.3
L—斜巷斜长,L=474m
P—钢丝绳单重,P=3.383㎏/m
则Fc=1×(12000+1794.7)×10×(sin16°-0.015cos16°)+
474×3.383×10×(sin16°-0.3cos16°)
=35829N=35.829kN<300kN
(3)校验运物料绞车钢丝绳安全系数ma
式中:
Qp—钢丝绳破断力,Qp=608.5kN
则ma=608.5/35.829=16.9>6.5
经验算,该钢丝绳符合《煤矿安全规程》第四百条要求,可以使用。
(4)估算电动机功率
N=K•Fc•1.05Vη/1000=1.1×35829×1.05×0.18×0.85/1000=6.33kW
式中:
K—功率备用系数,K=1.1
Fc—绞车最大静张力,单位N;
V—绞车速度,单位m/s;
η--绞车传动效率,η=0.85。
1.05—按发电机方式运行时,转速比转速大的系数;
N=6.33kW<75kW,电动机功率满足要求。
综合
(1)
(2)(3)(4)可知,该JSDB-30型双速回柱绞车选型符合《煤矿安全规程》规定。
2、21101上付巷一部回柱绞车能力验算
2.1、基本参数
(1)斜巷长度为60m,倾角25°。
(2)SDJ-28型回柱绞车参数,慢速时,牵引力280kN,功率37kW,绳速0.208m/s,快速时,牵引力32kN,绳速1.663m/s。
2.2、提升重物时绞车选型计算
(1)提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算:
P≥n(q0+q)(Sina+fCosa)/[11×10-6×σB/ma-L(Sina+fˊCosa)]㎏/m
式中:
n——一次牵引车数,n=1
q—平板车自重,qo=1749.7㎏
qo—载重,q=12000㎏
L——斜巷斜长,L=60m
α——斜巷最大倾角,α=25°
f——材料车阻力系数,f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数,fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度,σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数,ma=6.5
则P≥[(1749.7+12000)×(Sin25°+0.015Cos25°)]/[11×10-6×1670×106/6.5-60×(Sin25°+0.3Cos25°)]
=2.18㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳:
GB1102-74,该钢丝绳主要参数:
钢丝绳直径d=28mm每米单重P=2.74kg/m
钢丝直径δ=1.8mm钢丝绳破断拉力总和Qp=492.5
(2)运物料绞车运行时初拉力计算Fc
Fc=m×g×(sinα+fcosα)+L×P×g×(sinα+fˊcosα)
Fc=n×(q+qo)×g×(sinα+fcosα)+L×P×g×(sinα+fˊcosα)
式中:
n—一次牵引车数,n=1个
q—矿车载重,q=12000㎏
qo—矿车自重,qo=1794.7㎏
α—斜巷倾角,α=25°
f—矿车阻力系数,f=0.015
fˊ—钢丝绳阻力系数,f=0.3
L—斜巷斜长,L=60m
P—钢丝绳单重,P=2.74㎏/m
则Fc=1×(12000+1794.7)×10×(sin25°+0.015cos25°)+
60×2.74×10×(sin25°+0.3cos25°)
=61316N=61.316kN<280kN
(3)校验运物料绞车钢丝绳安全系数ma
式中:
Qp—钢丝绳破断力,Qp=492.5kN
则ma=492.5/61.316=8.03>6.5
经验算,该钢丝绳符合《煤矿安全规程》第四百条要求,可以使用。
(4)估算电动机功率
N=K•Fc•V/1000η=1.1×61316×0.208/1000×0.85=11.9kW
式中:
K—功率备用系数,K=1.1
Fc—绞车最大静张力,单位N;
V—绞车速度,单位m/s;
η--绞车传动效率,η=0.85。
N=11.9kW<37kW,电动机功率满足要求。
综合
(1)
(2)(3)(4)可知,该SDJ-28型双速回柱绞车选型符合《煤矿安全规程》规定。
3、21101上付巷二部回柱绞车能力验算
3.1、基本参数
(1)斜巷长度为80m,倾角21°。
(2)SDJ-28型回柱绞车参数,慢速时,牵引力280kN,功率37kW,绳速0.208m/s,快速时,牵引力32kN,绳速1.663m/s。
3.2、下放重物时绞车选型计算
(1)提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算:
P≥n(q0+q)(Sina+fCosa)/[11×10-6×σB/ma-L(Sina+fˊCosa)]㎏/m
式中:
n——一次牵引车数,n=1
q—平板车自重,qo=1749.7㎏
qo—载重,q=12000㎏
L——斜巷斜长,L=80m
α——斜巷最大倾角,α=21°
f——材料车阻力系数,f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数,fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度,σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数,ma=6.5
则P≥[(1749.7+12000)×(Sin21°+0.015Cos21°)]/[11×10-6×1670×106/6.5-80×(Sin21°+0.3Cos21°)]
=1.84㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳:
GB1102-74,该钢丝绳主要参数:
钢丝绳直径d=28mm每米单重P=2.74kg/m
钢丝直径δ=1.8mm钢丝绳破断拉力总和Qp=492.5
(2)运物料绞车运行时初拉力计算Fc
Fc=m×g×(sinα-fcosα)+L×P×g×(sinα-fˊcosα)
Fc=n×(q+qo)×g×(sinα-fcosα)+L×P×g×(sinα-fˊcosα)
式中:
n—一次牵引车数,n=1个
q—矿车载重,q=12000㎏
qo—矿车自重,qo=1794.7㎏
α—斜巷倾角,α=21°
f—矿车阻力系数,f=0.015
fˊ—钢丝绳阻力系数,f=0.3
L—斜巷斜长,L=80m
P—钢丝绳单重,P=2.74㎏/m
则Fc=1×(12000+1794.7)×10×(sin21°-0.015cos21°)+
60×2.74×10×(sin21°-0.3cos21°)
=47632N=47.632kN<280kN
(3)校验运物料绞车钢丝绳安全系数ma
式中:
Qp—钢丝绳破断力,Qp=492.5kN
则ma=492.5/47.632=10.3>6.5
经验算,该钢丝绳符合《煤矿安全规程》第四百条要求,可以使用。
(4)估算电动机功率
N=K•Fc•1.05Vη/1000=1.1×47632×1.05×0.208×0.85/1000=11.9kW
式中:
K—功率备用系数,K=1.1
Fc—绞车最大静张力,单位N;
V—绞车速度,单位m/s;
η--绞车传动效率,η=0.85;
1.05—按发电机方式运行时,转速比转速大的系数。
N=9.7kW<37kW,电动机功率满足要求。
综合
(1)
(2)(3)(4)可知,该SDJ-28型双速回柱绞车选型符合《煤矿安全规程》规定。
4、21101上付巷三部回柱绞车能力验算
4.1、基本参数
(1)斜巷长度为225m,倾角18°。
(2)SDJ-28型回柱绞车参数,慢速时,牵引力280kN,功率37kW,绳速0.208m/s,快速时,牵引力32kN,绳速1.663m/s。
4.2、提升重物时绞车选型计算
(1)提升钢丝绳的选择计算
钢丝绳每米单重P可用下式计算:
P≥n(q0+q)(Sina+fCosa)/[11×10-6×σB/ma-L(Sina+fˊCosa)]㎏/m
式中:
n——一次牵引车数,n=1
q—平板车自重,qo=1749.7㎏
qo—载重,q=12000㎏
L——斜巷斜长,L=225m
α——斜巷最大倾角,α=18°
f——材料车阻力系数,f=0.015
fˊ——钢丝绳阻力系数,fˊ=0.3
σB——钢丝绳钢丝抗拉强度,σB=1670×106MPa
ma——《煤矿安全规程》要求的最低钢丝绳安全系数,ma=6.5
则P≥[(1749.7+12000)×(Sin18°+0.015Cos18°)]/[11×10-6×1670×106/6.5-225(Sin18°+0.3Cos18°)]
=1.65㎏/m
查钢丝绳规格表选用如下钢丝绳:
GB1102-74,该钢丝绳主要参数:
钢丝绳直径d=28mm每米单重P=2.74kg/m
钢丝直径δ=1.8mm钢丝绳破断拉力总和Qp=492.5
(2)绞车牵引力校核
绞车牵引重车时钢丝绳产生最大静张力Fc
Fc