煤矿两绞车选型计算

伟隆煤业有限公司大塘煤矿提升设备选型计算说明书二O二年元月说明大塘煤矿原副井提升绞车为JT-1.2X 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 X 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 X1.5P、电机功率为160KW、钢丝绳型号6 X 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-2.0X1.5P 单绳缠绕式矿井提升机总2、JK-2.0X1.5P 单绳缠绕式矿井提升机基础图图3、JK-2.0X1.5P 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 2 个井筒，即：主斜井、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a =26。，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22.81/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 =屮p V=(0.96X1.6X1.1) =1.7001),配备45辆;MC1 6A型材料车,矸配备20辆;MPC3 6型平板车(自重530Kg，最大载重量6.51),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a <0.3m/s2；03）车场内速度:甩车场v W 1.5m/s，平车场v <1.0m/s ；004）主加、减速度：升降人员时：a =a =0.5m/s2；13升降物料时：煤矿安全规程对a、a没有限制，取a二a=0.5m/s2。13135）摘挂钩时间：甩车场8 1=20s，平车场8 1=25s。（3）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 =T =53.34+25+215=293 （s）雷炸4）最大班提升时间平衡表表 1最大班提升时间平衡表序 号作业项目单位每班提升量每次提升量次数/班一次提升时间（s）时间/班（h）1矸石吨22.83.473750.702设备次33750.313材料次33750.314炸药次14430.125雷管次14430.126其它次53750.52合计202.09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:n （G + G ）（sin 卩 + f cos 卩）g=2 （600 + 1700）（sin26° + 0.015cos26。） X9.81 2 1=20390NW60000N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=L +L +L =215+50=265(m) dsk式中:L 井底车道长度,取 25m(m)；dL 井筒斜长 (m),215msL 从井口到栈桥尾车停车点的长度 (m), 取 25mk(2) 计算每米钢丝绳质量1) 绳端载荷：Q =n(Q +Q )(sin26o+0.015cos26o) X9.8F1000iK CQ =lX(12000+1500)X0.4519X9.8F1000 = 59.78kN；矸2) 每米钢丝绳质量(按最大载荷)P =Q / (11a B/ma LC (sinp +f2cos0 )K人LL= 59.78X 1000/11X1400/6.5 265X(sin26°+0.3cos26°)/9.81= 2.79(kg/m)式中：a B钢丝绳抗拉强度(Mpa),取1770；m 钢丝绳安全系数，取 6.5；af 钢丝绳运动时的阻力系数， f2 取 0.3。23) 选钢丝绳钢丝绳选用：6X 7+FC 1550 GB89182006，其技术特征见表9一1一2。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P (kg/m)2.83公称抗拉强度O (Mpa)1400钢丝破断拉力总和Qz(N)4150003)验算钢丝绳安全系数1 )最大静张力F =Q +PL (sinp +f2Xcosp )矸 端矸 0=59.78 + 2.83X265X(sin26° +0.3Xcos26°)X9.81F1000=64.98(kN)式中： L钢丝绳长， 265(m)；0P钢丝绳单位长度质量 2.83(kg/m)；P 井筒顷角，26°；f 钢丝绳运动时的阻力系数 0.3；22)钢丝绳安全系数校验M =459500F64980 = 7.07>6.5；矸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±60Xd=60X28=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-l)F2Xd2一(d +£ )2=2000+ (3-1)F2X*4x 282 一(28+2.0)2=2000.04( mm)式中：D滚筒直径；D=2000mm；K缠绕层数，缠绕3层；d一钢丝绳直径，mm；£ 一两绳圈间隙宽度，£ =23mm.取2.0mm。B= (L+30+ (4+3)Xn XD (d+£ )F(KXn XDp)= (265+7Xn X2) X (28+2) F(3Xn X2.0004)= 491.9(mm)确定选绞车滚筒宽度为 1500mm。( 3)选择提升机:根据上述计算选用1台JK-2.0X1.5P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2000X1500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 X 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FeVFmax=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二kFjmaxXvF n =1.15X59.78X2.40.92 = 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v=兀Dne60i3.14 x 2.0 x 73060 x 31.5=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-2.0X1.5P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-2.0X1.5P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 W5m/s。据此，确定提升机的最大运行速度v=2.4m/s。(2)初加速度 a W0.3m/s2。0(3) 车场内速度:v W l.Om/s。0( 4)主加、减速度升降人员时：a W0.5m/s2, a W0.5m/s2；13升降物料时：煤矿安全规程对a、a没有限制，一般可取0.5m/s2，也可稍大些,13 但要考虑自然加减速度问题。(5)摘挂钩时间:0 l=25s。2、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t01L01=冷=10( S)a 0.330v 2125=m ；2a2x 0.3 30L02=L L = 25 = m ；d 01 3 310 70 80t = t +1 =+=(S)d 01 02 3 3 3 串车在提出车场后的主加速度阶段v vt = m01a1v + vL = 0m ti 2 i2.4 1-0T = 2&S)=1+2.4 x 2 = 3.4m.2减速阶段： t32.4 1 = 2'8(S)；v2 v2L = m032a3等速阶段：v=ma32.42 12 =4.76m2 x 0.5L = L L L = 215 3.4 4.76 = 207 m ；2 3 1Lt =-2vm井口甩车场阶段：tk式中： Lk2vaa0上车场长度，取 25mm。v2_0_ a 0V0vL+ 旦26.67 sa03、提升速度图根据以上计算，作图得提升速度图 1(见下图)：/2.4/oa/m s20. 30. 50. 50.3t/st/std21052tk2526. 6726. 67L/mLd33Lk25uy25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)m x V 22- mg (sin a + f cos a) x s = 0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；V 22 x g x (sin a + f cos a)a -车场内倾角，取2°。2 x 9.81 x (sin 2。+ 0.015 x cos 2。) =19"("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S =19.1 X 1.5=29.2 (m),取 30m。5、过放距离最小冲击长度按下式计算：Fc = Q02 W +AEQ x2s0L式中： Q -支架重量， 13500kg；0-A钢丝绳钢丝断面之和，2.97cm2；E-钢丝绳弹性模量，E=1.2X 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F二 7.5 x n x (G + G ) + PL sin a j max 0 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 = 215mF二 7.5 x n x (G + G ) + PL sin a j max 0=7.5X13500+2.83X215X0.4384=103250(kg)103250二 Qo + No2 +AEQ x2soL二 4600 + *46002 +0.30927 x 1.2 x 106 x 4600 x 2 x SLS = 0.163L把计算结果转换成斜井参数Sf = S = 0.163L = 0.388L sin a sin 26°S' = 0.388L=o.388X25 = 9.7 (m),取 10m。三、提升系统1、井架高度 斜巷提升按下式计算：H= (L-L )Xtg0 Rj 1 2 T=(25-10)Xtg10°1.25=1.39(m)取 H =1.5(m)j式中：H-井架高度，m；jL -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1L=25m；L -绞车房至串车组停车点处的距离，根据车场、提升矿车数取 L =10m；22p -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0 W 9-10。取p =10°；R-天轮半径， R =1.25m。TT2、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(a Wl°30)计算最小水平距离L = L ' =9.55 (m)s x 2 x tga2 x tgl°3O'取 Ls=10m。式中：L-滚筒中心至天轮中心的水平距离，m；SL -滚筒中心至天轮中心之间的钢丝绳弦长， m；XB-滚筒宽度， B =1.5m；a -钢丝绳偏角，取a =1°30。3、偏角计算：Bl.5a 二 tg-1 一 = tg-1=0° 8，35.66度'<1°30'2 x L2 x 30X天轮选用游动天轮，轴长 1.5m。4、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tg-i HjC = tg-i 2.75-1 =9° 55，34.48L10X5、提升系统图（见图1-2）080.尸 nHi:图1-2 提升系统平、剖面图结 论：根据计算，所选提升设备JK-2.0X1.5P、电机功率为160KW、 钢丝绳型号6 X 7-28mm，天轮直径2.5m,满足要求。