煤矿两绞车选型计算

盘县保庆煤矿开采方案设计（变更）水城县玉舍中寨煤矿提升设备选型计算说明书二○一二年元月- 10 -水城县玉舍中寨煤矿 提升绞车选型计算说 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根据矿井现状，考虑将来上综采设备，经选型计算，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计算一、确定提升装置矿井采用斜井开拓方式，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用刮板机运输，采面运输巷采用刮板转载机和胶带机运输，一区段运输石门采用机轨合一运输，一区段轨道石门采用调度绞车运输主斜井设计采用胶带机运输煤炭；副斜井采用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，人员升降采用架空乘人装置。

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况，综采支架预选重12吨重的掩护式支架；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计算6）副斜井铺设18kg/m的轨道，600mm轨距，采用水泥轨枕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),215mLk—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）摘挂钩时间:甩车场θ1=20s，平车场θ1=25s3）一次提升循环时间由提升速度图(图1)查得一次提升循环时间：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）最大班提升时间平衡表表1 　　　　　 最大班提升时间平衡表根据上表，最大班净提升时间为2.09小时，全天净提升时间为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:ng=2×9.8 =20390N≤60000N连接器强度满足要求3、钢丝绳选择计算（1）计算钢丝绳最大斜长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),215mLk—从井口到栈桥尾车停车点的长度(m),取25m（2）计算每米钢丝绳质量1）绳端载荷：Qi=n(QK+QC)(sin260+0.015cos260)×9.8÷1000Q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+FC 1550 GB8918—2006，其技术特征见表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、提升机选择计算（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1500mm3）选择提升机:根据上述计算选用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个矿车主要技术参数： 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、天轮选择计算地面天轮，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)：2006、提升绞车强度验算最大静张力Fe=59.78(KN),见上述计算Fe＜Fmax=61KN，所以，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，采用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、深度指示等保护功能二、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/s2）初加速度a0≤0.3m/s23）车场内速度:v0≤1.0m/s4）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，一般可取0.5m/s2，也可稍大些，但要考虑自然加减速度问题5）摘挂钩时间:θ1=25s2、提升系统运行校验（1）速度图各段运行时间与行程计算串车在井底车场运行阶段；；串车在提出车场后的主加速度阶段 ；减速阶段：；等速阶段：；井口甩车场阶段：式中：Lk——上车场长度，取25mm。

3、提升速度图根据以上计算，作图得提升速度图1（见下图）：图1 提升速度图4、过卷距离计算根据能量守恒定律计算过卷距离（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）根据相关规定，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30m5、过放距离最小冲击长度按下式计算：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倍计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把计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计算：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，根据车场、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，根据车场、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计算：按允许偏角（α≤1°30′）计算最小水平距离=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、偏角计算：=0°8′35.66″度'<1°30'天轮选用游动天轮，轴长1.5m4、仰角计算钢丝绳合适仰角：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：根据计算，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。