輔助提升系統(tǒng)改造方案(1)

1、第二章 輔助提升系統(tǒng)改造方案第一節(jié) 輔助提升系統(tǒng)改造的必要性根據(jù)國家煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于2012年煤礦建設(shè)項(xiàng)目安全監(jiān)察工作情況的通報(bào)（煤安監(jiān)監(jiān)察20138號）要求：“新建項(xiàng)目不得采用無軌膠輪車井下加油或檢修，不得采用斜井串車提升人員”的文件精神，又根據(jù)國家煤安監(jiān)司函技裝（2014）3號文關(guān)于加強(qiáng)煤礦斜井（巷）運(yùn)人系統(tǒng)安全管理工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）要求，普通軌斜井人車將逐步禁止使用，柳巷礦井現(xiàn)已在地面副斜井提升機(jī)房設(shè)置JK-4×2.2型礦井提升機(jī),運(yùn)送人員采用一列900mm軌距XRB15-9/6型斜井人車，違反煤安監(jiān)監(jiān)察20138號文件“不得采用斜井串車提升人員”的要求。因此，設(shè)計(jì)

2、對斜井提升人員作了多個方案，拿出兩個切合實(shí)際的斜井提升人員方案進(jìn)行比較，最終推薦對本礦井最為有利切實(shí)可行的斜井提升人員方案，以滿足煤安監(jiān)監(jiān)察20138號文件的認(rèn)真貫徹執(zhí)行和井下輔助提升及生產(chǎn)的安全。第二節(jié) 礦井輔助提升現(xiàn)狀礦井現(xiàn)已在地面副斜井提升機(jī)房設(shè)置JK-4×2.2型礦井提升機(jī)一臺,卷筒直徑4.0m，寬度2.2m,最大靜張力245kN，配置一臺Z710-400型直流電動機(jī),功率1019kW,電壓660V,轉(zhuǎn)速519r/min,配置減速器減速比31.5，最大提升速度3.45m/s。運(yùn)送人員采用一列900mm軌距XRB15-9/6型斜井人車，運(yùn)送物料采用一列1.5t固定車廂礦車，運(yùn)送

3、大型設(shè)備采用重型平板車。礦井生產(chǎn)初期選用44 NAT 6V×37S+FC 1570 ZZ 1130 808 GB8918-2006型鋼絲繩1根，生產(chǎn)后期適時(shí)更換為48 NAT 6V×37S+FC 1670 ZZ 1340 961 GB8918-2006型鋼絲繩。根據(jù)國家煤安監(jiān)司函技裝（2014）3號文關(guān)于加強(qiáng)煤礦斜井（巷）運(yùn)人系統(tǒng)安全管理工作的指導(dǎo)意見要求，普通軌斜井人車將逐步禁止使用，故對副斜井輔助提升系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)改造。第三節(jié) 主斜井設(shè)架空乘人器方案一、設(shè)置原則為便于礦井主要人員運(yùn)輸及主斜井帶式輸送機(jī)的檢修，依據(jù)已有主斜井井筒實(shí)測斷面尺寸及井口驅(qū)動機(jī)房檢修側(cè)凈寬度，井筒內(nèi)

4、寬度滿足架空乘人裝置雙向乘人要求，但井口驅(qū)動機(jī)房內(nèi)滾筒架外形寬度較中間架突出，井口驅(qū)動機(jī)房內(nèi)不滿足雙向乘人要求，故確定在主斜井井筒內(nèi)設(shè)置一臺單向往復(fù)式架空乘人裝置，承擔(dān)礦井人員集中運(yùn)輸及帶式輸送機(jī)在井筒內(nèi)的檢修維護(hù)任務(wù)，配有可摘鉤式乘人座椅及運(yùn)送托輥吊籃，架空乘人裝置與主斜井帶式輸送機(jī)之間設(shè)置安全隔離設(shè)施，保證運(yùn)輸人員的安全。二、設(shè)計(jì)計(jì)算1已知參數(shù)根據(jù)礦井開拓方案，主斜井井筒設(shè)計(jì)長度約1061m，其中傾斜段長度為940m，傾角16°，提升高度為244.7m，其中上平段長15m，下平段長40m。2設(shè)備選型計(jì)算根據(jù)確定的主斜井架空檢修主要技術(shù)參數(shù)，主斜井架空乘人裝置布置及計(jì)算結(jié)果見表2-

5、3-1。3人員上、下井時(shí)間礦井最大班下井工人為78人，根據(jù)架空乘人裝置乘人間距及輪繩速度，計(jì)算最大班人員運(yùn)輸時(shí)間為30.5min，滿足煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50215-2005）關(guān)于斜井提人最大班工人下井時(shí)間不超過60min的規(guī)定。三、設(shè)備選型根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，該架空乘人裝置具體設(shè)備選型見表2-3-2。架空乘人裝置在主斜井驅(qū)動機(jī)房具體布置見圖2-3-1，架空乘人裝置在主斜井井筒中布置見圖2-3-2。四、設(shè)備造價(jià)該主斜井架空乘人裝置廠家詢價(jià)總價(jià)格約104萬元，安裝費(fèi)14萬元，主斜井架空乘人裝置共計(jì)價(jià)格約118萬元。表2-3-1 主斜井架空乘人裝置運(yùn)行受力及功率計(jì)算表原始資料設(shè)計(jì)長度L(m)設(shè)

6、計(jì)傾角a'(°)斜段長Lx(m)上平段長Ls(m)下平段長Lx(m)99516.009401540計(jì)算簡圖主要參數(shù)確定擬定電機(jī)轉(zhuǎn)速n(rpm)減速器傳動比i預(yù)選輪直徑D(m)鋼絲繩蠕動系數(shù)K上下井時(shí)間1000631.40.981輪繩速度計(jì)算(m/s)1.14預(yù)選鋼絲繩 天然纖維芯直徑(mm)重量q0(kg/m)抗拉強(qiáng)度(MPa)破斷拉力總和Sk(KN)鋼繩擾動系數(shù)221.7818702991000其他參數(shù)乘坐間距1(m)拖輪間距2(m)輪繩摩擦系數(shù)輪繩包角(°)上下井人數(shù)1480.2180.000運(yùn)送人數(shù)計(jì)算221張力計(jì)算運(yùn)送人重量Q1(kg)吊椅質(zhì)量Q2(kg)動

7、力阻力系數(shù)w制動阻力系數(shù)w95150.0250.015動力阻力計(jì)算(上)dW上分段上段(N)下段(N)斜段(N)總阻力下(N)35.4594.5426630.9626760.95動力阻力計(jì)算(下)dW下分段上段(N)下段(N)斜段(N)總阻力上(N)10.4927.97-6615.76-6577.3制動阻力計(jì)算(上)zW上分段上段(N)下段(N)斜段(N)總阻力下(N)6.2916.787626.797649.86制動阻力計(jì)算(下)zW下分段上段(N)下段(N)斜段(N)總阻力上(N)21.2756.72-23213.95-23135.96動力各點(diǎn)張力計(jì)算S1=S4+dW(上)S1=S4+dW

8、(上)S3=SminS4=S3*1.0144397.36824039.117461.817636.418阻力各點(diǎn)張力計(jì)算S1=S4+zW(上)S2=S3-zW(下)S3=SminS4=S3*1.0125286.27840597.7617461.817636.418打滑校驗(yàn)Exp()1.87Smin17461.8動力打滑校驗(yàn)S1-S220358.268>=0合格S1/S21.85<exp()=1.87合格阻力打滑校驗(yàn)S2-S115311.482>=0合格S2/S11.61<exp()=1.87合格電機(jī)功率計(jì)算電機(jī)傳動效率電機(jī)功率備用系數(shù)K動力功率'(KW)制動功率

9、(KW)0.81.222280.0916756.89鋼絲繩破斷力校核鋼絲繩破斷力(KN)219.43<=299合格圖2-3-1主斜井驅(qū)動機(jī)房具體布置圖主斜井井筒斷面圖2-3-2 架空乘人裝置在主斜井井筒中布置圖表2-3-2 主斜井架空乘人裝置設(shè)備選型表序號名 稱單位參 數(shù)備 注1機(jī)長 (L)m9952傾角()度016°3電動機(jī)kWYB2 250M-6，37kW，額定電壓380/660V防爆4減速器MC3RVSF07，i=635驅(qū)動輪直徑mm14006鋼絲繩運(yùn)行速度m/s1.147鋼絲繩m6×19S+FC22（無油），單位重量178kg/100m,長度2000m8托輪間

10、距m89乘人間距m1410輸送效率人/h22111座椅形式單向往復(fù)式五、浴室燈房至主斜井驅(qū)動機(jī)房行人棧橋從主斜井提升人員，需增加浴室燈房至主斜井驅(qū)動機(jī)房70m行人暗道或50m行人棧橋，經(jīng)比較行人棧橋比暗道更易實(shí)現(xiàn)且總投資略低。浴室燈房至主斜井驅(qū)動機(jī)房50m行人棧橋造價(jià)約42萬元。六、主斜井架空乘人裝置方案總造價(jià)主斜井架空乘人裝置價(jià)格約118萬元，浴室燈房至主斜井驅(qū)動機(jī)房50m行人棧橋造價(jià)約42萬元，主斜井架空乘人裝置方案總投資約150萬元。第四節(jié) 副斜井設(shè)全路況卡軌人車方案一、設(shè)計(jì)依據(jù)礦井設(shè)計(jì)規(guī)模：1.20Mt/a。副斜井井口軌面標(biāo)高+1316.200m，井底標(biāo)高+1073.000 mm，井筒

11、傾角22º，斜長660m，采用單鉤串車提升方式，軌距900mm。副斜井輔助提升量：最大班下井工人數(shù)78人/班，坑木3m³/d，水泥、砂石17m³/d，錨桿、托板1.5t/d，鋼帶0.4t/d，金屬網(wǎng)0.3t/d，其他材料3t/d。礦井生產(chǎn)初期最大部件液壓支架重25t/架，生產(chǎn)后期隨著采煤方法的改變,液壓支架重量42.3t/架。二、副斜井輔助提升改造方案根據(jù)礦井輔助運(yùn)輸巷道實(shí)際條件和提升設(shè)備現(xiàn)狀，改造方案按最大程度利用現(xiàn)有提升設(shè)施、設(shè)備原則進(jìn)行。將普通斜井人車更換為RKQ15-6/9型全路況卡軌人車、將副斜井普通軌道更換為異形軌道。其它地方軌道及其它設(shè)備都保持不變。

12、1. 提升容器及車組組成運(yùn)人改為選用4節(jié)900mm軌距RKQ15-6/9型全路況卡軌人車，每節(jié)車輛自重2500kg，每節(jié)車廂乘坐15人，列車滿載人數(shù)60人，車組自重10000kg，載重4500kg，繩端荷重55243.3N。下放水泥砂石利用現(xiàn)有固定車廂式礦車，車組由4輛900mm軌距1.5t礦車組成，車組自重3920kg，載重10800kg，繩端荷重56081.5N。礦井生產(chǎn)初期提升液壓支架車組由一輛重型平板車組成，液壓支架重25000kg，無軌膠輪車最重部件按30000kg，承載最大件的重型平板車自重按4000kg計(jì)算，繩端載荷129536.0N。礦井生產(chǎn)后期隨著采煤方法的改變，采用液壓支架

13、42300kg/架，提升液壓支架車組由一輛重型平板車組成，平板車自重按2396kg計(jì)算，繩端載荷214040N。提升其它物料的車組組成按運(yùn)送水泥砂石車組折算確定。2. 鋼絲繩 礦井生產(chǎn)初期利用已有的44 NAT 6V×37S+FC 1570 ZZ 1130 808 GB8918-2006型鋼絲繩。計(jì)算鋼絲繩安全系數(shù)：提升人員 mr=15.01>9提升整體液壓支架 my=8.16>7.5。鋼絲繩安全系數(shù)符合要求。 礦井生產(chǎn)后期更換48 NAT 6V×37S+FC 1670 ZZ 1340 961 GB8918-2006型鋼絲繩1根。計(jì)算鋼絲繩安全系數(shù)：提升人員 m

14、r=16.6>9提升整體液壓支架 my=8.13>7.5。鋼絲繩安全系數(shù)符合要求。3. 提升機(jī)利用現(xiàn)有的一臺JK-4×2.2型單卷筒礦井提升機(jī)。提升機(jī)技術(shù)參數(shù)校驗(yàn)：計(jì)算提升機(jī)卷筒直徑： Dg=80×48=3840mm4000mm計(jì)算卷筒寬度（鋼絲繩在卷筒上纏繞兩層）： BJ=1718.4mm2200mm計(jì)算鋼絲繩最大靜張力（按提升整體液壓支架總重44696Kg計(jì)算）：FJ=214.04kN245kN現(xiàn)有提升機(jī)符合要求。4電動機(jī)利用現(xiàn)有的1臺Z710-400型直流電動機(jī)，功率1019kW，電壓660V，轉(zhuǎn)速519r/min，自帶鼓風(fēng)機(jī)冷卻。計(jì)算電動機(jī)功率959.7

15、kW?，F(xiàn)有電動機(jī)符合要求。5天輪利用現(xiàn)有的一個TXG-3000/26型固定天輪,繩槽底圓直徑3000mm。計(jì)算天輪直徑Dt=48×60=2880mm3000mm。現(xiàn)有天輪符合要求。6設(shè)計(jì)提升作業(yè)時(shí)間提升人員采用三階段速度圖，最大提升速度V max=3.45m/s，加、減速度a1a30.5m/s²，提升長度630m，一次提升循環(huán)時(shí)間 445.0s。人員下井所用時(shí)間為16分鐘。矸石、材料、運(yùn)送水泥、砂石等，采用七階段速度圖，最大提升速度3.45m/s，主加、減速度a1a30.5m/s²，提升長度690m，一次提升循環(huán)時(shí)間596.0s。最大班作業(yè)時(shí)間3.4h。7提升機(jī)房

16、及附屬設(shè)施利用礦井副斜井提升機(jī)房等附屬設(shè)施。副斜井設(shè)全路況卡軌人車斷面見圖2-4-1。8副斜井井筒軌道更換 副斜井井筒內(nèi)原有軌道鋪設(shè)為900mm軌距、30kg/m鋼軌、砼軌枕固定道床?，F(xiàn)更換為SMJ140型異型軌，該異型軌同樣為30kg/m鋼軌，按900mm軌距砼軌枕固定道床鋪設(shè)，充分利用現(xiàn)有的固定道床和軌枕，局部進(jìn)行改造安裝。相同條件下，異形軌比相應(yīng)重量的普通軌撓度?。煌ㄟ^計(jì)算，異形軌的承載能力是普通軌的1.31.8倍，所以異形軌承載能力更強(qiáng)。三、改造方案新購設(shè)備明細(xì)及投資改造方案所購設(shè)備投資詳見設(shè)備配套明細(xì)表2-4-1。表2-4-1 改造方案所購設(shè)備配套明細(xì)表序號名 稱數(shù) 量備 注1托繩輪

17、662右開道岔13過渡軌14全路況卡軌人車415座，含連接件5輔線彎軌164m直軌3407軌枕6858道夾板340含連接件新購設(shè)備投資約160萬元，若需增加道岔，另增加1組道岔需增加費(fèi)用約9萬元，設(shè)備總價(jià)格約169萬元；設(shè)備安裝費(fèi)用約41萬元，副斜井全路況卡軌人車方案總投資約210萬元。副斜井井筒斷面圖2-4-1 副斜井設(shè)全路況卡軌人車斷面見圖（注：軌道為SMJ140型異型軌）本方案地面不需要增加土建項(xiàng)目，已有設(shè)施及設(shè)備得到充分的利用。第五節(jié) 輔助提升系統(tǒng)改造方案比較及建議一、輔助提升系統(tǒng)改造方案比較1主斜井設(shè)架空乘人器方案優(yōu)點(diǎn)：主斜井設(shè)架空乘人器方案總投資為約150萬元，比副斜井全路況卡軌人車方案總投資210萬元省60萬元。缺點(diǎn)：由于是改造工程，主斜井井筒及驅(qū)動機(jī)房尺寸較小，架空乘人器只能單向循環(huán)布置，且從安全考慮架空乘人器與主斜井井筒帶式輸送機(jī)閉鎖聯(lián)動，兩臺設(shè)備只能一臺運(yùn)行，一臺等待；另外帶式輸送機(jī)拋撒出的煤塊很可能對井筒內(nèi)提升的人員有所傷害。上下井人員通過行人棧橋到達(dá)驅(qū)動機(jī)房不方便，驅(qū)動機(jī)房安裝了架空乘人器設(shè)備后很擁擠，人員上下會有潛在的安全隱患。2副斜井全路況卡軌人車方案優(yōu)點(diǎn)：改造后的副斜井井筒與改造前空間變化不大，且最大班下井人員提升時(shí)間僅為16分鐘。不會造成架空乘人器設(shè)在主斜井所帶來的安全問題，上下井人員從浴室燈