煤矿两绞车选型计算.docx
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煤矿两绞车选型计算
煤矿两绞车选型计算
提升设备选型运算说明书
二○一二年元月
说明
水城县玉舍中寨煤矿原副井提升绞车为JT-1.2×1.0/30型绞车,与安全专篇不相符。
安全专篇选用绞车型号为JTP-1.2×1.0P/30型,电机功率55KW。
依照矿井现状,考虑今后上综采设备,经选型运算,选用JK-2.0×1.5P、电机功率为160KW、钢丝绳型号6×7-28mm,天轮直径2.5m的提升设备作为矿井副井提升绞车使用。
附件:
1、JK-2.0×1.5P单绳缠绕式矿井提升机总
2、JK-2.0×1.5P单绳缠绕式矿井提升机基础图图
3、JK-2.0×1.5P单绳缠绕式矿井提升平面布置图
提升设备选型运算
一、确定提升装置
矿井采纳斜井开拓方式,地面布置了三个井筒,即:
主斜井、副斜井和回风斜井。
该矿采面采纳刮板机运输,采面运输巷采纳刮板转载机和胶带机运输,一区段运输石门采纳机轨合一运输,一区段轨道石门采纳调度绞车运输。
主斜井设计采纳胶带机运输煤炭;副斜井采纳提升绞车单钩串车提升及运输,担负矿井设备、材料、矸石运输,人员升降采纳架空乘人装置。
1、副斜井提升绞车绞车设计依据
提升设计有关参数如下:
(1)井筒倾角α=26о,斜长215m;
(2)车场形式:
上、下部均为平车场,中部甩车场;
(3)工作制度:
每年330天,每天“四•六”工作制,三班提升;
(4)提升量:
最大班下井人数60人,矸石22.8t/班(按年产量的15%计),设备3次/班、材料3次/班,炸药及雷管各1次/班,其它5次/班;
(5)提升容器及提升最大设备重量:
MF1.1-6A型矿车(容积1.1m3,自重600kg,最大载货重量m矸=ψρV=(0.96×1.6×1.1)=1.700t),配备45辆;MC1-6A型材料车,配备20辆;MPC3-6型平板车(自重530Kg,最大载重量6.5t),配备5辆;
考虑到下一步上综采支架,经周边综采已成功上的矿井情形,综采支架预选重12吨重的爱护式支架;平板车加扣件选用总重1.5吨,计13.5吨重。
绞车的选型按13.5吨的最大提升重量进行运算。
(6)副斜井铺设18kg/m的轨道,600mm轨距,采纳水泥轨枕。
2、一次提升量和串车矿车数的确定
(1)提升斜长
L=Ld+Ls+Lk=215+50=265(m)
式中:
Ld—井底车道长度,取25m(m);
Ls—井筒斜长(m),215m
Lk—从井口到栈桥尾车停车点的长度(m),取25m
(2)速度图参数的确定
1)最大提升速度Vm,取2.4m/s;
2)初加速度a0≤0.3m/s²;
3)车场内速度:
甩车场v0≤1.5m/s,平车场v0≤1.0m/s;
4)主加、减速度:
升降人员时:
a1=a3=0.5m/s²;
升降物料时:
《煤矿安全规程》对a1、a3没有限制,取a1=a3=0.5m/s²。
5)摘挂钩时刻:
甩车场θ1=20s,平车场θ1=25s。
(3)一次提升循环时刻
由提升速度图(图1)查得一次提升循环时刻:
Tx=2(53.34+4+25+105)=375(s)
运输炸药和雷管时速度不超过1m/s,
T雷=T炸=53.34+25+215=293(s)
(4)最大班提升时刻平稳表
表1 最大班提升时刻平稳表
依照上表,最大班净提升时刻为2.09小时,全天净提升时刻为6.27小时,满足规范要求。
(5)一次提升量
一次提一台综采支架13.5吨。
(6)验算提矿车连接器强度
提矸时:
n
g=2
×9.8
=20390N≤60000N
连接器强度满足要求。
3、钢丝绳选择运算
(1)运算钢丝绳最大斜长
L=Ld+Ls+Lk=215+50=265(m)
式中:
Ld—井底车道长度,取25m(m);
Ls—井筒斜长(m),215m
Lk—从井口到栈桥尾车停车点的长度(m),取25m
(2)运算每米钢丝绳质量
1)绳端载荷:
Qi=n(QK+QC)(sin260+0.015cos260)×9.8÷1000
Q矸=1×(12000+1500)×0.4519×9.8÷1000=59.78kN;
2)每米钢丝绳质量(按最大载荷)
PK=Q人/〔11σB/ma-LC(sinβ+f2cosβ)〕
=59.78×1000/〔11×1400/6.5-265×(sin26°+0.3cos26°)〕/9.81
=2.79(kg/m)
式中:
σB——钢丝绳抗拉强度(Mpa),取1770;
ma——钢丝绳安全系数,取6.5;
f2——钢丝绳运动时的阻力系数,f2取0.3。
3)选钢丝绳
钢丝绳选用:
6×7+FC1550GB8918—2006,其技术特点见表9-1-2。
表2矿井提升机钢丝绳规格表
名 称
规 格
钢丝绳直径d(mm)
28
钢丝绳单位长度重量Pk(kg/m)
2.83
公称抗拉强度σ(Mpa)
1400
钢丝破断拉力总和QZ(N)
415000
(3)验算钢丝绳安全系数
1)最大静张力
F矸=Q端矸+PL0(sinβ+f2×cosβ)
=59.78+2.83×265×(sin26°+0.3×cos26°)×9.81÷1000
=64.98(kN)
式中:
L0----钢丝绳长,265(m);
P-----钢丝绳单位长度质量2.83(kg/m);
β----井筒顷角,26°;
f2-----钢丝绳运动时的阻力系数0.3;
2)钢丝绳安全系数校验
M矸=459500÷64980=7.07>6.5;
符合《煤矿安全规程》的规定,所选钢丝绳满足要求。
4、提升机选择运算
(1)滚筒直径D:
地面绞车:
滚筒直径:
D≥60×d=60×28=1680(mm)
式中:
d—为钢丝绳直径,mm;
考虑到提人,选滚筒直径为2.0m的绞车
(2)滚筒宽度B(缠3层):
平均缠绕直径:
Dp=D+(K-1)÷2×
=2000+(3-1)÷2×
=2000.04(mm)
式中:
D—滚筒直径;D=2000mm;
K—缠绕层数,缠绕3层;
d—钢丝绳直径,mm;
ε—两绳圈间隙宽度,ε=2~3mm.取2.0mm。
B=(L+30+(4+3)×π×D(d+ε)÷(K×π×Dp)
=(265+7×π×2)×(28+2)÷(3×π×2.0004)
=491.9(mm)
确定选绞车滚筒宽度为1500mm。
(3)选择提升机:
依照上述运算选用1台JK-2.0×1.5P型单筒提升绞车,配行星齿轮减速器,配全数字低压交流变频调速电控设备,每次提升4个矿车。
要紧技术参数:
最大静拉力----60KN
容绳量--------1012m
提升速度------2.4m/s
滚筒----------2000×1500
电机功率------160KW
电压----------660V
经校验所选提升机满足规程要求。
5、天轮选择运算
地面天轮,围包角大于90°:
DT≥80d=80×28=2280(mm)
天轮选用TLG2500/14,绳槽底圆直径D(mm):
2500;绳槽半径R(mm):
14;适用钢丝绳直径(mm):
28;轴承座中心高(mm):
200
6、提升绞车强度验算
最大静张力Fe=59.78(KN),见上述运算
Fe<Fmax=61KN,因此,所选绞车强度符合要求。
7、提升绞车电机功率验算
P=kFjmax×v÷η=1.15×59.78×2.4÷0.92=155.94(kW)
选YPT型变频调速电机160KW、660V一台。
8、提升绞车实际最大提升速度
vm=
=
=2.38(m/s)
附:
运输系统图。
9、对所选提升机合理性及安全性分析
该矿设计生产能力15万吨/年,副斜井所选提升机为JK-2.0×1.5P盘型制动提升机,采纳变频调速技术。
副斜井所选提升机为JK-2.0×1.5P盘型制动提升机,滚筒直径2.0m,宽度1.5m,具有过负荷、欠电压、限速、深度指示等爱护功能。
二、运行参数
1、运行参数的确定
(1)最大提升速度:
《煤矿安全规程》规定斜井内升降人员或用矿车升降物料时,v≤5m/s。
据此,确定提升机的最大运行速度v=2.4m/s。
(2)初加速度a0≤0.3m/s2。
(3)车场内速度:
v0≤1.0m/s。
(4)主加、减速度
升降人员时:
a1≤0.5m/s2,a3≤0.5m/s2;
升降物料时:
《煤矿安全规程》对a1、a3没有限制,一样可取0.5m/s2,也可稍大些,但要考虑自然加减速度问题。
(5)摘挂钩时刻:
θ1=25s。
2、提升系统运行校验
(1)速度图各段运行时刻与行程运算
串车在井底车场运行时期
;
;
串车在提出车场后的主加速度时期
;
减速时期:
;
等速时期:
;
井口甩车场时期:
式中:
Lk——上车场长度,取25mm。
3、提升速度图
依照以上运算,作图得提升速度图1(见下图):
图1提升速度图
4、过卷距离运算
依照能量守恒定律运算过卷距离(忽略钢丝绳重量及其他因素)
式中:
V---提升容器运行时的最大速度,2.4m/s;
g---重力加速度,9.81m/S2;
f---提升容器摩擦系数,取f=0.015;
α---车场内倾角,取2°。
=19.4(m)
依照相关规定,过卷距离应有1.5倍的备用系数,则过卷距离为:
=19..1×1.5=29.2(m),取30m。
5、过放距离
最小冲击长度按下式运算:
式中:
Q0---支架重量,13500kg;
A—钢丝绳钢丝断面之和,2.97cm2;
E---钢丝绳弹性模量,E=1.2×106Kg/cm2;
S---松绳长度,m;
L—矿车到绞车滚筒钢丝绳长度,25m;
钢丝绳破断力混合提升按最大静张力的7.5倍运算
上式中的符号意义与前面相同。
(1)按矿车下放至下车场接近停车位置
井筒斜长L=215m
=7.5×[13500+2.83×215×0.4384]
=103250(kg)
S=0.163L把运算结果转换成斜井参数
=0.388×25=9.7(m),取10m。
三、提升系统
1、井架高度
斜巷提升按下式运算:
Hj=(L1-L2)×tgβ-RT
=(25-10)×tg10°-1.25=1.39(m)
取Hj=1.5(m)
式中:
Hj---井架高度,m;
L1---变坡点至天轮中心线的距离,依照车场、提升矿车数提升人车的要求取L=25m;
L2---绞车房至串车组停车点处的距离,依照车场、提升矿车数取L2=10m;
β---钢丝绳在串车组停车点处的牵引角,为保证矿车前轮不被提起通常β≤9-10°取β=10°;
RT---天轮半径,RT=1.25m。
2、滚筒中心至天轮中心的水平距离:
Ls
滚筒中心至天轮中心的水平距离按下式运算:
按承诺偏角(α≤1°30′)运算最小水平距离
=9.55(m)
取Ls=10m。
式中:
LS---滚筒中心至天轮中心的水平距离,m;
LX‘---滚筒中心至天轮中心之间的钢丝绳弦长,m;
B---滚筒宽度,B=1.5m;
α---钢丝绳偏角,取α=1°30′。
3、偏角运算:
=0°8′35.66″度'<1°30'
天轮选用游动天轮,轴长1.5m。
4、仰角运算
钢丝绳合适仰角:
由于绞车房地坪和上车场一样高,则钢丝绳合适仰角为
=9°55′34.48″
5、提升系统图(见图1-2)
图1-2提升系统平、剖面图
结论:
依照运算,所选提升设备JK-2.0×1.5P、电机功率为160KW、钢丝绳型号6×7-28mm,天轮直径2.5m,满足要求。