礦井及選煤廠可行性研究報告_11.doc

1、礦井及選煤廠可行性研究報告第六章 礦井主要固定設備 第一節(jié) 提 升 設 備 一、提升方式 本礦井設計生產能力 8.00Mt/a，礦井采用全立井開拓方式，在礦井工業(yè)場地布置一、二號主立井、副立井、一號回風立井和二號回風立井共 5 個井筒。一、二號主立井各裝備 1 對 40t 立井多繩提煤箕斗，各設置一套提升機，共同擔負礦井煤炭提升任務。副立井裝備 2 套提升系統(tǒng)，承擔礦井全部輔助提升任務。主、副井均選用多繩摩擦式提升機。多繩摩擦式提升機的布置形式分為井塔式和落地式兩種，各自的優(yōu)缺點如下：提升機井塔式布置，設備尺寸和質量較小、設備布置集中、系統(tǒng)簡單、便于安裝、運輸、維護、檢修和管理；鋼絲繩設在井塔

2、內，可提高鋼絲繩使用壽命，安裝、更換鋼絲繩較為有利，鋼絲繩防凍和防滑性能好。缺點是井塔基礎及結構形式復雜，施工困難，施工工期長，建設井塔和設備安裝調試占用井口時間比落地式長，設備起吊安裝需設吊裝孔和電動超卷揚起重機，增加客貨兩用電梯等。提升機落地式布置，具有井架基礎簡單，施工工期短，井筒裝備施工、提升機房、井架等系統(tǒng)環(huán)節(jié)的建設可與井巷工程建設同步進行，占用井口時間短，對建井工期影響較小。缺點是系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，維護量大，井架日常防腐費用較高；井架和提升機房占地面積大；鋼絲繩裸露在外，受氣候影響大，冬天結冰后防滑性能差；天輪每日的例行檢查需爬井架，冬天天輪檢修困難。井塔式摩擦輪提升系統(tǒng)，為減小摩擦輪直

3、徑、井塔高度和井塔面積，國內外設計和使用中廣泛采用 6 根或 4 根鋼絲繩提升；落地式摩擦輪提升系統(tǒng)，由于系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，更換天輪和鋼絲繩較塔式困難，國內外設計和使用中廣泛采用 4 根鋼絲繩提升。根據(jù)礦井所處地理位置條件，確定主、副立井均采用井塔式布置方式。二、主立井提升設備 1.設計依據(jù) 礦井設計生產能力 8.0Mt/a。主立井提升工作制度為年工作日 330d，每天凈提升時間 18h。一號主立井井口鎖口盤面標高 1131.000m 二號主立井井口鎖口盤面標高 +1130.800m 一號主立井箕斗卸載點標高 1149.000m 二號主立井箕斗卸載點標高 +1148.800m 一號主立井井底箕斗裝載

4、點標高 566.897m 二號主立井井底箕斗裝載點標高 +566.865m 提升容器中心距 2600mm 一號主立井井筒直徑 Φ6.0m 二號主立井井筒直徑 Φ6.5m 2.提升容器 一、二號主立井各選用載煤量 40t 剛性罐道立井 6 繩提煤箕斗 1 對，每個箕斗名義載煤量 40t，本體高度 17500mm，箕斗與配重總質量 (包括滾輪罐耳、首尾繩懸掛裝置)62t。3.提升系統(tǒng) 一號主立井提升系統(tǒng)提升高度 594.085m 二號主立井提升系統(tǒng)提升高度 593.917m 一號主立井鋼絲繩懸垂高度 665.685 二號主立井鋼絲繩懸垂高度 665.517m 一、二

5、號主立井提升機主軸中心線距井口鎖口盤面高度 67.072m 一、二號主立井提升鋼絲繩在摩擦輪上的圍包角 193°24′56″ 4.提升鋼絲繩 由于本礦井提升載荷大，提升鋼絲繩需要抗拉強度高，故對鋼絲繩使用壽命、制造質量要求高，而高強度的鋼絲繩國外產品制造質量可靠，費用與國產產品相比增加不多，設計推薦采用進口鋼絲繩。一、二號主立井提升設備各選用 52 ZBB 6 _36WSFC 1770 SS 1991 1020 EN12385型進口鋼絲繩 3 根，52 ZBB 6 _36WSFC 1770 ZZ 1991 1020 EN12385 型進口鋼絲繩

6、 3 根，其主要技術參數(shù)為：鋼絲繩公稱直徑 52mm 鋼絲繩參考重量 1020kg/100m 鋼絲繩公稱抗拉強度 1770MPa 最小鋼絲破斷拉力總和 1991kN 整根鋼絲繩長度 770m 煤礦安全規(guī)程要求鋼絲繩安全系數(shù)最低值：m 一號 =7.2-0.0005 _665.685=6.867 m 二號 =7.2-0.0005 _665.517=6.867 鋼絲繩安全系數(shù)計算值：8.5346.867 根 據(jù) 煤 礦 安 全 規(guī) 程 規(guī) 定 ， 鋼 絲 繩 中 最 粗 鋼 絲 的 直 徑 不 得 大 于5000/120_=4.16mm。鋼絲繩選型符合要求。5.平衡尾繩 一、二號主立井提升設備各選用

7、 60 ZBB 34 _7FC 1570 ZS 型進口圓鋼絲繩 4根。主要技術參數(shù)為：鋼絲繩公稱直徑 60mm 鋼絲繩參考重量 1530kg/100m 鋼絲繩公稱抗拉強度 1570MPa 最小鋼絲破斷拉力總和 2534.6kN 整根鋼絲繩長度 690m 6.提升機 一、二號主立井各選用國產 JKM-5 _6（IV）型多繩摩擦式提升機一臺，配置進口閘控系統(tǒng)，每臺提升機采用 2 臺交流變頻同步電動機直聯(lián)驅動。其主要技術參數(shù)如下：摩擦輪直徑 5m 導向輪直徑 5m 提升速度 11.78m/s 鋼絲繩最大靜張力 1600kN 鋼絲繩最大靜張力差 500kN 提升鋼絲繩根數(shù) 6 根 襯墊摩擦系數(shù) 0.2

8、5 襯墊比壓 2.0MPa 提升機校核：計算摩擦輪直徑：Dg =52 _904680mm5000mm 計算導向輪直徑：Dd=52 _804160mm5000mm 計算鋼絲繩最大靜張力：F Z 1399.7kN1600kN 計算鋼絲繩最大靜張力差：F c 396.343kN500kN 計算襯墊比壓：q1.543MPa2.0MPa 選用提升機符合要求。7.電動機 每臺提升機選用交流變頻同步電動機 2 臺，每臺電動機主要技術參數(shù)為：功 率 320_kW 轉 速 45r/min 電 壓 6000V 冷卻方式 管道強迫通風冷卻 計算電動機功率 N=5038.2kW2 _320_=6400kW。電動機選型

9、符合要求。8.提升能力 主立井采用五階段速度圖提升，提升速度 11.78m/s，主加減速度 0.7m/s2 ，休止時間 40s，一次提升循環(huán)時間 114.48s。一個主立井提升設備提升能力 6.79Mt/a，兩個主立井提升設備合計提升能力13.58Mt/a，提升能力富裕系數(shù) 1.69。9.井塔及附屬設施 一號主立井和二號主立井井塔斷面均為 21m _26m，提升機主導輪軸中心線距離井口鎖口盤面高度 67.072m。為便于設備吊裝和檢修，在一、二號主立井的提升機大廳上方分別設起重重量為 100t/20t 超卷揚電動起重機一臺，跨度 19m，主鉤起重量 100t，副鉤起重量 20t。為便于值班、檢

10、修人員以及小型設備上、下，兩井塔內分別設客貨兩用電梯一部，載重量 1000kg，運行速度 1.5m/s。三、 副立井提升設備 副立井設置兩套提升系統(tǒng)，其中一套為特大罐籠+平衡錘系統(tǒng)（1#提升系統(tǒng)），另一套為大罐籠+平衡錘系統(tǒng)(2#提升系統(tǒng))。井下使用的綜采工作面液壓支架以及井下大型設備，經由特大罐籠系統(tǒng)上、下井；小型材料及設備或人員經大罐籠或特大罐籠運送至井下。1.設計依據(jù) 副立井井口軌面標高 +1132.00m 副立井井底軌面標高 +580.000m 提升容器中心距 特大罐籠+平衡錘：3130mm 大罐籠+平衡錘：1950mm 物料提升量：下放坑木 6m3 /d 下放錨桿 20t/d 下放鋼

11、筋網(wǎng) 9t/d 下放鋼帶 5t/d 下放樹脂 5t/d 下放水泥砂石 520t/d 下放油脂 2t/d 其它 25t/d 最大班下井工人數(shù) 138 人 整體液壓支架重量 44t 有軌平板車質量 ≤6000kg WC5E 型無軌膠輪材料車整車重量 8000kg WC10E 型無軌膠輪材料車整車重量 9000kg WC5E 無軌膠輪材料車最大裝載質量 5000kg WC10E 無軌膠輪材料車最大裝載質量 10000kg 2.1#提升系統(tǒng)提升設備 (1) 提升容器 選用非標雙層多繩特大罐籠 1 個，平衡錘 1 個。擔負礦井人員、水泥砂石、液壓支架等大型設備的提升任務。特大罐籠主要技術特

12、征如下：罐籠與配重總質量（包括滾輪罐耳、首尾繩懸掛裝置）61000kg 罐籠本體高度 11100mm 罐籠雙層允許乘載人數(shù) 300 人 罐籠正常作業(yè)時最大裝車數(shù) 2 輛滿載 WC5E 或 1 輛 WC10E 型無軌膠輪材料車 有效載重：雙層提人 22500kg 提升整體液壓支架（含平板車） 50000kg 提升 2 輛滿載 WC5E 型無軌膠輪材料車 26150kg 提升 1 輛滿載 WC10E 型無軌膠輪材料車 19075kg 平衡錘重量：基本重量 73500kg 可調重量 12500kg 提升液壓支架或最大部件時，特大罐籠裝載整體液壓支架一架或最大部件一件，平衡錘重量 86t；提升人員和材

13、料時，平衡錘重量 73.5t； 罐籠正常作業(yè)按雙層載人載物設計。普通物料由無軌膠輪車承載直接出、入罐籠，液壓支架由平板車承載沿軌道出、入罐籠。(2) 提升系統(tǒng) 提升高度 557.4m 鋼絲繩懸垂高度 621.0m 提升機主軸中心線距井口軌面高度 44.6m 提升鋼絲繩在摩擦輪上的圍包角 188°46′25″ (3) 提升鋼絲繩 由于本礦井提升載荷大，提升鋼絲繩需要抗拉強度高，故對鋼絲繩使用壽命、制造質量要求高，而高強度的鋼絲繩國外產品制造質量更可靠，費用與國產相比增加不多，設計推薦采用進口鋼絲繩。選用 53 ZBB 6 _36WSFC 1770

14、 SS 2043 1050 EN12385 型進口鋼絲繩 3 根，53 ZBB 6 _36WSFC 1770 ZZ 2043 1050 EN12385 型進口鋼絲繩 3 根，其主要技術參數(shù)為：鋼絲繩公稱直徑 53mm 鋼絲繩參考重量 1050kg/100m 鋼絲繩公稱抗拉強度 1770MPa 最小鋼絲破斷拉力總和 2043kN 整根鋼絲繩長度 670m 煤礦安全規(guī)程要求鋼絲繩安全系數(shù)最低值：提升人員時 m R =9.2-0.0005 _621=8.8895 提升物料時 m Y =8.2-0.0005 _621=7.8895 鋼絲繩安全系數(shù)計算值：提升人員時 m R 10.19368.8895

15、提升 2 輛滿載 WC5E 型無軌膠輪材料車時 mw9.86988.88957.8895 提升最大部件（含平板車）50t 時 md8.32637.8895 根 據(jù) 煤 礦 安 全 規(guī) 程 規(guī) 定 ， 鋼 絲 繩 中 最 粗 鋼 絲 的 直 徑 不 得 大 于5000/120_=4.16mm。選用提升鋼絲繩符合要求。(4) 平衡尾繩 選用 216 _34 ZBB PD8 _4 _19FC 1370 3160 2120 GB/T20219-20_6 型扁鋼絲繩 3 根，其主要技術參數(shù)為：鋼絲繩公稱尺寸（寬 _厚） 216 _34mm 鋼絲繩參考重量 2120kg/100m 鋼絲繩公稱抗拉強度 13

16、70MPa 最小鋼絲破斷拉力總和 3160kN 整根鋼絲繩長度 640m (5) 提升機 副立井 1#提升系統(tǒng)全套按進口設備配置，選用 5m6 繩多繩摩擦式提升機一臺，采用交流變頻同步電動機直聯(lián)驅動。其主要技術參數(shù)如下：摩擦輪直徑 5m 導向輪直徑 5m 提升速度 9.42m/s 鋼絲繩最大靜張力 1650kN 鋼絲繩最大靜張力差 300kN 提升鋼絲繩根數(shù) 6 根 襯墊摩擦系數(shù) 0.25 襯墊比壓 2.0MPa 提升機校核：計算摩擦輪直徑：Dg =53 _904770mm5000mm 計算導向輪直徑：Dd =53 _804240mm5000mm 計算鋼絲繩最大靜張力（按提升液壓支架）：F Z

17、 1472.2kN1650kN 計算鋼絲繩最大靜張力差（按罐籠側裝載液壓支架，另側平衡錘）：Fc=248.4kN300kN； 計算摩擦輪摩擦襯墊比壓（按罐籠側載重 50t(液壓支架及平板車)，另側平衡錘）:q=1.698MPa2.0MPa。選用提升機符合要求。(6) 電動機 選用交流變頻同步電動機一臺，主要技術參數(shù)為：功率 3000kW 轉速 36r/min 電壓 3150V 冷卻方式 管道強迫通風冷卻 計算電動機功率 N=2452.5kW3000kW。電動機選型符合要求。3.2#提升系統(tǒng)提升設備 (1) 提升容器 選用雙層非標多繩大罐籠 1 個，平衡錘 1 個。擔負礦井人員、物料等其他材料的

18、提升任務。大罐籠主要技術特征如下：罐籠與配重總質量（包括滾輪罐耳、首尾繩懸掛裝置）33000kg 罐籠本體高度 820_mm 罐籠雙層允許乘載人數(shù) 144 人 罐籠正常作業(yè)時最大裝車數(shù) 2 輛滿載 3t 無軌膠輪材料車 有效載重：雙層提人 10800kg 提升 2 輛滿載 3t 無軌膠輪材料車 14550kg 平衡錘重量：42500kg (2) 提升系統(tǒng) 提升高度 555.5m 鋼絲繩懸垂高度 620.95m 提升機主軸中心線距井口軌面高度 444.55m 提升鋼絲繩在摩擦輪上的圍包角 189°36′18″ (3) 提升鋼絲繩 由于本礦井提升載荷大，提升鋼絲繩需要抗拉強度高，故對鋼絲繩使用壽命、制造質量要求高，而高強度的鋼絲繩國外產品制造質量更可靠，費用與國產相比增加不多，設計推薦采用進口鋼絲繩。選用 42 ZBB 6 _36WSFC 1770 SS 1257 646 EN12385 型進口鋼絲繩 3 根，42 ZBB 6 _36WSFC 1770 ZZ 1257 646 EN12385 型進口鋼絲繩 3 根，其主要技術參數(shù)為：鋼絲繩公稱直徑 42mm 鋼絲繩參考重量 646kg/100m 鋼絲繩公