礦井提升設備的選型設計.doc

1、目 錄礦井提升設備的選型設計2前 言2一、概述2二、設計特點:2第一章井筒布置及裝備4第二章提升設備5一、設計依據(jù)5二、提升容器的確定5三、鋼絲繩的選擇6四、提升機選擇7五、提升系統(tǒng)的確定8七、鋼絲繩安全系數(shù)與提升機的校驗15八、預選電動機：15九、提升運動學及提升能力計算16十、提升系統(tǒng)動力學計算19十一、提升電動機容量驗算21十二、提升機制動力矩驗算22十三、電控設備22十四、供電電源22礦井提升設備的選型設計前 言一、概述鄭州煤炭工業(yè)(集團)xx煤炭有限責任公司煤礦是一座資源整合礦井,位于新密市超化鎮(zhèn)內，雙鼰河南岸，西距超化鎮(zhèn)4km，礦區(qū)內有公路直通新鄭、鄭州等地，省地方窄軌鐵路橫穿井田

2、，西部為宋大鐵路，交通極為便利。xx煤礦井田范圍由原新密市超化鎮(zhèn)申溝xx煤礦井田、鄭州煤炭工業(yè)（集團）裴溝煤礦井田南部邊角區(qū)組成，設計生產能力30萬噸/年，開采二1煤層。礦井瓦斯等級為低沼。二、設計特點：1、技術改造利用井田保有二1煤資源儲量1089萬噸，保有二1煤工業(yè)資源儲量865.6萬噸，設計利用儲量582。85萬噸，可采儲量437.14萬噸。礦井生產能力為30萬噸/年，服務年限10。4年。2、井田開拓為立井開拓方式，采區(qū)上山雙翼工作面布置。開采水平（井底車場)為-210m。投產時井巷總長度8101。5m.技改設計新增巷道總長度7869。5m.礦井生產為“一面兩頭”，回采工作面走向長臂布置

3、，工作面單體液壓支柱配型鋼梁支護，炮采放頂煤回采工藝.3、主井為新建井，凈直徑4。6m，井深368m，裝備一對JDG4/60×4型標準箕斗,提升絞車為JKMD-2.25×4（I)E型落地式多繩摩擦式提升機。4、副井為新建井，凈直徑5.0m,井深368m，裝備一對1.0t雙層單車罐籠，提升絞車為JKMD-2.25×4（I）E型落地式多繩摩擦式提升機；井筒安裝梯子間,作為礦井一個安全出口。5、風井凈直徑3.2m，井深232m。井筒安裝梯子間，作為礦井一個安全出口。6、礦井通風方式為邊界對角抽出式，礦井主要通風機為FBCDZ6-18型軸流式通風機2臺,其中一臺工作，一臺

4、備用。電機選用防爆電機，功率為2×132kw,額定電壓380v,該風機風量范圍32-83m³/s，靜壓范圍1350-3300Pa。7、礦井主排水選用D280-65×7型離心式水泵5臺，正常涌水時兩臺工作，兩臺備用，一臺檢修，最大涌水時四臺工作，泵房內預留一臺水泵安裝位置。8、供電：礦井有雙回路電源供電，一回路取自距該礦4。5km的超化變電站，供電電壓35kv；另一回取自據(jù)該礦4。5km的鴻山變電站，供電電壓10kv。第一章井筒布置及裝備主井為立井,斷面為圓形，井筒凈直徑4.6m，凈斷面積16.6m²。掘進斷面22.9 m²，采用混凝土澆灌支護，

5、支護壁厚400mm。井口標高+158m，井底標高-210m，井筒深度338m,落底于二1煤層地板巖層中。井筒內布置一對標準箕斗、鋼絲繩罐道、穩(wěn)繩及通訊電纜等。井筒特征表項 目主 井井口坐標(X、Y）3814139。138449015。7井口標高（m）+158落底標高(m)210傾角(立）垂高(m）368支護材料砼厚度1000/400mm斷面（m²）凈16。6（D4.6m）掘34。2/22.9井口裝備JKMD-2。25×4多繩摩擦式提升絞車井筒裝備鋼絲繩罐道提升容器一對4t箕斗井筒方位角142º提升方位角52º主要任務提煤、輔助進風第二章提升設備一、設計依

6、據(jù)1、井型：An=30萬t/a2、工作制度:年工作日330d，每天凈提升時間16h3、井筒深度：Hs=368m4、裝載高度：Hz=25。4嗎m5、卸載高度：Hx=12m二、提升容器的確定根據(jù)礦井年產量，主井提升容器選用JDG-4/60×4型標準四繩箕斗，用于全礦井的煤炭提升任務。箕斗自重Qz=7416（含首尾繩懸掛裝置）,載重量Q=4000.三、鋼絲繩的選擇1、繩端荷重Qd=Qz+Q=7416+4000=114162、鋼絲繩懸垂長度Hc=Hs-Hz+Hh+Hx+Hg+Hr+0。75Rt+Hzx =36825.4+11+12+6.5+10。9+0。75×1。125+5 =38

7、8.8m式中：Hg過卷高度6。5m Hh尾繩環(huán)高度 Hh=Hg+0。5+2S=6。5+0。5+2×2 =11m Hr容器高度 Hr=10.9m Rt天輪半徑 Hzx-上下天輪垂直距離 Hzx=5m S-提升容器中心距3、首繩單位長度重量計算Pk=1。28/m式中： B鋼絲繩計算抗拉強度，取1670MPa m鋼絲繩安全系數(shù)，取7根據(jù)以上計算，首繩選用22ZAB6V×30+FC1670-307型鋼絲繩左右捻各兩根。其技術參數(shù)如下：鋼絲繩直徑dK=22mm,鋼絲繩破斷拉力總和Qq=307200N，鋼絲繩單位長度質量為Pk=1。96/m。4、尾繩單位長度重量計算qk=×1

8、。96=3.92/m式中：n首繩鋼絲繩根數(shù) n=4 n尾繩鋼絲繩根數(shù)n=2根據(jù)以上計算,尾繩選用32NAT18×7+FC-1470型鋼絲繩兩根，其主要技術參數(shù)為：鋼絲繩直徑d'K=32mm，鋼絲繩破斷拉力總和Qq=632520N，鋼絲繩單位長度質量為qk=3。99/m。四、提升機選擇1、主導輪直徑D90d=90×22=1980（)2、最大靜拉力和最大靜拉力差最大靜拉力：Fj=Q+Qc+nPkHc=7416+4000+4×1。96×388.8=14464kg 最大靜張力差： Fc=Q=4000kg據(jù)此主井提升裝置選用JKMD2。25×4（

9、I）E型落地式多繩摩擦式提升機，其主要技術參數(shù)為：摩擦輪直徑D=2250，天輪直徑DT=2250,最大靜張力215KN，最大靜張力差65KN，鋼絲繩根數(shù)4根，摩擦輪鋼絲繩間距300,提升速度V=5。5m/s，減速比i=10.5，提升機旋轉部分變位質量M=6500kg,天輪變位質量MT=2300kg，襯墊摩擦系數(shù)=0.23.五、提升系統(tǒng)的確定1、井架高度：Hj=Hx+Hr+Hg+0。75RT+e =12+10。9+6.5+0.75×1.125+5=32。5m取Hj=36m2、提升機與井筒提升中心線水平距離：Ls0.6Hj+3。5+D=0.6×363。5+2.25=27.35m

10、取Ls=28m3、鋼絲繩弦長計算下弦長LX1：= =39.8m上弦長LX: = = =44。9m4、卷筒的出繩角：下=arctanarcsin = arctanarcsin = 52°376 上=arcsin=51°37285、圍包角a的確定經(jīng)計算包角a=180°5930六、提升容器最小自重校核1、按靜防滑條件容器自重為QzQ-nPKHC =×5000-4×1。96×388.8 =5754。362經(jīng)查表，當圍包角a=180°5930時e-1=1.194式中：w1箕斗提升時礦井阻力系數(shù)w1=0.075 j靜防滑安全系數(shù)j=1.

11、752、按動防滑條件Qz Q+Gd-nPKHC =A1Q+C1Gd-nPKHC=2.2115×5000+0.1533×2300-4×1。96×388.8 =8361.898經(jīng)查表,當圍包角a=180°5930,加速度a1=0。5時，A1=2。2115，c1=0.1533式中：Gd天輪的變位質量。經(jīng)計算滿足防滑條件的箕斗最小自重均小于所選箕斗自重.3、緊急制動時的防滑計算緊急制動時的臨界值Kj0=1+=1+=1.38靜防滑系數(shù)的臨界值Kj0=1.68動防滑系數(shù)的臨界值Kj0d=1。59式中:Kj0-對應于靜防滑系數(shù)的臨界值 Kj0d對應于動防滑系

12、數(shù)的臨界值 a加速度 g重力加速度 e經(jīng)查表，當圍包角a=180°5930,襯墊摩擦系數(shù)=0.23時，e=2.194上提重載緊急制動時的臨界值Kj0s= =1.438式中：z-制動力矩倍數(shù)取3=0。622Ml提升系統(tǒng)中轉動部分總變位重量F2-提升機輕載側的靜張力下放重載緊急制動時的臨界值Kj0x= = =1。42因為計算的Kj0s、Kj0x值都大于Kj0則不需增加配重4、提升系統(tǒng)的制動減速度及防滑系數(shù)校核下放重載實際安全制動減速度1。56m/s²滑動極限減速度1.98 m/s²上提重載實際安全制動減速度2。2 m/s²滑動極限減速度4。7 m/s

13、8;空載運行實際安全制動減速度2。5 m/s²滑動極限減速度2.8 m/s²靜防滑安全系數(shù)為1.991。25七、鋼絲繩安全系數(shù)與提升機的校驗 1、首繩安全系數(shù)校驗m= =8.77.2-0.0005H=7滿足要求2、最大靜張力和最大靜張力差最大靜張力Fj=14464=142KN215KN最大靜張力差Fc=4000=39KN65KN滿足要求八、預選電動機：1電動機估算功率：P=×=×1.2=323。4Kw2電動機估算轉數(shù)：n=490。5r/min3確定提升機的實際最大提升速度Vm=5。6m/s九、提升運動學及提升能力計算經(jīng)計算得初加速度a0=0.48 m/s

14、²，V0=1。5m/s,卸載曲軌行程h0=2。35m,主加速度a1=0.60 m/s²，提升減速度a3=0.80 m/s²（提升速度圖附后）1、初加速度階段卸載曲軌初加速度時間:t0=V0/a0=1.5/0.48=3。13s箕斗在卸載中曲軌內的行程：h0=2.35m2、正常加速度階段加速時間：t1=6。8s加速階段行程：h1=×t1=×6.8=24.14m3、正常減速階段減速階段時間：t3=6。375s減速階段行程：h3=×t3=×6。375=19.44m4、爬行階段爬行時間:t4=6s爬行距離：h4=3m5、抱閘停車時間t

15、5=1s6、等速階段等速階段行程：h2=Hth0h1-h3h4=358-2.3524。1419.44-3=309.07m式中:Ht提升高度 Ht=HsHz+Hx+Hr=35825.4+12+10.9 =355。5m等速階段時間：t2=55。2s7、一次提升循環(huán)時間Tx=t0+t1+t2+t3+t4+t5+ =3.13+6.8+55。2+6.38+6+1+12=90。5s式中：休止時間取12s8、提升設備年實際提升量An=70萬t/a提升能力富裕系數(shù)為aF=2.333提升能力滿足要求十、提升系統(tǒng)動力學計算1、提升系統(tǒng)變位質量m=（m+2mz+4Pklp+2mt+mj +md )/g=（50002

16、×74164×1.96×5002×3。98×390650043992300×2)/9。8= 42355。4/9。8= 43222、運動學計算（按平衡系統(tǒng)計算)（1)提升開始階段開始時：F0=Kmg+Ht+ma0=1.15×50004322×0.48=7824。56kg終了時：F0=F0-2H0=7824.560=7824.56kg式中：提升鋼絲繩與平衡尾繩的總重量只差，平衡系統(tǒng)=0。(2）主加速階段開始時:F1= F0+m(a1-a0）=7824.56+4322×（0.6-0。48）=8343。2kg終了

17、時:F1=F1=8343.2kg(3）等速階段開始時：F2= F1'-ma1=8343。24322×0.6=5750kg終了時：F2= F2=5750kg（4）減速階段開始時：F3= F2-ma3=5750-4322×0.8=2292。4kg終了時:F3= F3=2292。4kg（5）爬行階段開始時：F4= F3+ma3=2292。4+4322×0。8=5750kg終了時：F4=F4=5750kg十一、提升電動機容量驗算 1、等效時間 Td=（t0+t1+t3+t4+t5）+t2+ =（3.13+6。8+6.375+6+1）+55.2+12=90.505s 式中:-低速運轉散熱不良系數(shù)，=1/2 -停車間隙時間散熱不良系數(shù)，=1/3 2、電動機等效力 F2dt=F02t0+F12t1+F22t2+F32t3+F42t4=2.722×109 3、提升電動機作用在滾筒圓周上的等效力 Fd=548