煤礦主提升絞車選型設(shè)計(jì)說明

1、副斜井提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告一、XXX!礦概況2.二、絞車選型設(shè)計(jì)2.（1） 、提升系統(tǒng)概況2.（2） 、設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)2.（3） 、一次提升量和車組中礦車數(shù)的確定3.（4） 、提升鋼絲繩的選擇3.（5） 、絞車的選型計(jì)算6.（6） 、絞車電機(jī)功率計(jì)算8.三、結(jié)論及存在的問題9.（1） 、結(jié)論9.（2） 、設(shè)計(jì)存在的問題9.四、過卷距離計(jì)算依據(jù)1.0.A、XXX煤礦概況礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力15萬噸，井田面積0.6488km2,剩余可采儲量162.6萬噸，服務(wù)年限7.7年；開采二1煤層，煤層平均厚度6.48m,煤層平均傾角70;煤塵無爆炸危險(xiǎn)性，煤層自燃發(fā)火等級田級，為不易自燃煤層；瓦斯相對涌出量0.97

2、m3/t,絕對涌出量為4.94m3/min,屬瓦斯礦井；礦井水文地質(zhì)條件簡單，礦井設(shè)計(jì)正常涌水量3050m3/h,最大涌水量為150m3/h。采用主、副斜井提升。其中副斜井斜長220m、坡度22度、斷面12m2,提升物料及提肝任務(wù)，主斜井皮帶運(yùn)輸。:、絞車選型設(shè)計(jì)（一）、提升系統(tǒng)概況j二底節(jié)均XXX提升系統(tǒng)示意圖（二）、設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)1、年生產(chǎn)量An=15t/a,肝石率25%2、斜井傾角：B=223、副井斜長220nl根據(jù)絞車房的位置，實(shí)際提升斜長為Lt=250m4、工作制度：年工作日br=300天，二班作業(yè)，每天凈提升時(shí)間t=12小時(shí)5、提升不均衡系數(shù)：C=1.25（有井底煤倉時(shí)C=1.11

3、.15,無井底煤倉時(shí)C=1.2;礦井有兩套提升設(shè)備時(shí)C=1.15,只有一套提升設(shè)備時(shí)C=1.25）。6、煤礦提煤與什時(shí)，選用1.0m3U型側(cè)翻式礦車。礦車自身質(zhì)量：Qk=600kg;礦車載煤量：Qzm=1000kg;礦車載什石量：Qzg=1500kg。（三）、一次提升量和車組中礦車數(shù)的確定初步確定最大提升速度Vmax,根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定：傾斜井巷升降人員或用礦車升降貨物時(shí)，VmaxW5m/S,目前單純纏繞式提升初步確定最大提升速度。本設(shè)計(jì)初步確定最大提升速度vmax=2.5m/s。1、每次提升的持續(xù)時(shí)間計(jì)算正常加速時(shí)段取10s,正常減速時(shí)段取10s,爬行及抱閘停車時(shí)間取5s,停車換車時(shí)間取1

4、00s,Tg (0.263Lt 125) 2434.1(s)2、一次提升量的確定CafAN(1 25%) Tgbrt 36003.77(t)式中af 提升富裕能力，取1.2 。3、計(jì)算一次提升礦車數(shù)n3.77Qzm則取礦車數(shù)為4輛。（四）、提升鋼絲繩的選擇1、選擇計(jì)算方法鋼絲繩是礦井設(shè)備的重要組成部分，它關(guān)系到提升設(shè)備的安全可靠地運(yùn)行；也是礦山鋼材消耗量較大的項(xiàng)目之一。正確地選擇鋼絲純，不僅有助于礦井的安全生產(chǎn)，而且將可以節(jié)約大量的優(yōu)質(zhì)鋼材。生產(chǎn)礦井幾十年來的實(shí)踐以及國外的經(jīng)驗(yàn)證明，必須根據(jù)不同的工作條件，相應(yīng)選用不同結(jié)構(gòu)的鋼絲純，才能去得較好的經(jīng)濟(jì)效果。斜井提升鋼絲繩的磨損是影響鋼絲純壽命的

5、主要因素，因此鋼絲純直徑相同時(shí)，組成的鋼絲直徑較粗，將具有較高的使用壽命。鋼絲繩在工作時(shí)受多種動、靜應(yīng)力的作用，如彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，接觸應(yīng)力及擠壓應(yīng)力等，這些應(yīng)力的反復(fù)作用將導(dǎo)致疲勞破斷，這是鋼絲繩損壞的主要原因；另外磨損及銹蝕將加速損壞。因此綜合反映上述應(yīng)力的疲勞計(jì)算是一個較復(fù)雜的問題，雖然國外在這方面作了大量的研究工作，取得了一些成就，但是由于鋼絲純的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響因素較多，強(qiáng)度計(jì)算理論尚未完善，一些計(jì)算公式還不能確切地反映真正的應(yīng)力情況。因此，目前我國礦用鋼絲繩的強(qiáng)度計(jì)算仍按最大靜載荷并考慮一定安全系數(shù)的方法進(jìn)行計(jì)算。2、計(jì)算選擇鋼絲純由于斜井筒傾角小于90。，作用在鋼絲繩上的最大靜力

6、是由重車組、鋼絲純的重力和摩擦阻力組成。下圖為斜井單純提升鋼絲純計(jì)算示意圖。由圖可知，鋼絲純最大靜載荷是在A點(diǎn)。n(Qz Qk)(sinf1cos )g mpL0(sin作用在A點(diǎn)的井筒方向的分力包括:重用車的重力分力n(Qz QQgsin重用車的摩擦阻力n(Qz Qk)g? fi cos鋼絲繩的分力mpgL0sin鋼絲繩的摩擦阻力f2mpgL0 cos按鋼絲繩承受的最大靜負(fù)荷并考慮一定的安全系數(shù)，可得出下式Bsf2cos)gmaf1 cos )每米鋼絲純質(zhì)量為n(QzQk)(sinmp9.5106-BL0(sinf2cos)ma4(6001500)(sin250.015cos25)61600

7、1069.5106350(sin250.2cos25)6.5421000.402338.463500.571.57(kg/m)式中Lo鋼絲繩由A點(diǎn)至用車尾車在井下停車點(diǎn)之間的斜長，口鋼絲純懸垂長度250米；f1礦車運(yùn)行摩擦阻力系數(shù)，礦車為滾動軸承時(shí)取3=0.015,為滑動軸承時(shí)取f1=0.02;f2鋼絲繩沿托輾和底板移動阻力系數(shù)，鋼絲繩全部支承在托輾上時(shí)取f2=0.150.20,局部支承在托輾上時(shí)取f2=0.25-0.40;g重力加速度，10m/s2;ma鋼絲純安全系數(shù)。單純纏繞式提升設(shè)備所用新鋼絲繩安全系數(shù):1)專為升降人員ma<9;2)升降人員和物料升降人員或混合提升時(shí)ma<9

8、;3)升降物料時(shí)ma47.5;4)專為升降物料ma<6.5;s為鋼絲繩所有鋼絲斷面積之和(單位m)；為解式mp,需找出mp和S的關(guān)系：ppmp式中P0鋼絲純密度，kg/m3,取5000。b鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度，MPa。一般以選用15501700為宜，本計(jì)算取1600。根據(jù)上式計(jì)算的數(shù)據(jù)，查鋼絲純規(guī)格表選擇標(biāo)準(zhǔn)鋼絲純。斜井提升一般選6股7絲標(biāo)準(zhǔn)鋼絲純，因?yàn)檫@種鋼絲純的鋼絲較粗、耐磨。若有面接觸鋼絲純供應(yīng)時(shí)，也應(yīng)盡量先選用。此設(shè)計(jì)選用619FC24.51670的鋼絲純。全部鋼絲繩破斷力總和Qp=29100kg,d=21.5mmmp=1.7kg/m。3、鋼絲繩安全系數(shù)驗(yàn)算選擇后，按下式驗(yàn)算鋼絲繩

9、安全系數(shù)。(1)、提升煤、肝及物料時(shí)安全系數(shù)驗(yàn)算純端最大載荷(以什石計(jì)算)Qgmax=n(QzgQk)(sinficos)mpL(o(sinf2cos)=4(1500+600)(sin25°+0.015Xcos25°)+1.7X350(sin25°+0.2Xcos250)=3699.2(kg)Qp/krQp291007Q-7、公C女全系數(shù)ma=7.87>6.5。Qgmax3699.2式中Qp所選擇準(zhǔn)鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和,kg。4、結(jié)論計(jì)算和驗(yàn)算表明，選用619FC24.51670鋼絲純，符合安全生產(chǎn)需要，是正確的。(五)、絞車的選型計(jì)算1、絞車滾筒直徑的

10、確定提升機(jī)滾筒直徑Dg,是計(jì)算選擇提升機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。選擇滾筒直徑的g原則是鋼絲繩在滾筒上纏繞時(shí)不產(chǎn)生過大的彎曲應(yīng)力以保證其承載能力和壽命。根據(jù)煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定，結(jié)合xxx煤礦實(shí)際情況，主絞車滾筒直徑必須滿足下式：Dg>60d式中Dg滾筒直徑，mmd鋼絲繩直徑，mm則本設(shè)計(jì)中滾筒直徑為：Dg>60d=60X21.5=1290mmg根據(jù)計(jì)算,選用JTP-1.6X1.5型單筒提升機(jī)：滾筒直徑Dg=1.6m；滾筒寬g度B=1.5m；鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜力Fjmax=42KN(載人31KN;vmax=2.5m/s。2、絞車滾筒纏繩寬度確定滾筒寬度應(yīng)容納以下幾部分長度的鋼絲純。(

11、1)提升斜長L"(2)鋼絲純試驗(yàn)長度，煤礦安全規(guī)程規(guī)定，升降人員或升降人員和物料自懸5米。期間用的鋼絲純，自懸掛起每隔六個一月試驗(yàn)一次；專門升降物料用的鋼絲純，掛起經(jīng)過一年進(jìn)行一次試驗(yàn)，以后每隔六個月試驗(yàn)一次，試驗(yàn)時(shí)每次剁掉根據(jù)煤礦的實(shí)際情況，每根鋼絲繩的使用時(shí)間一般為五個月，為確保安全,試驗(yàn)一次，則試驗(yàn)純長為5米。(3)滾筒表面應(yīng)保留三圈繩不動(稱摩擦圈)，以減輕繩與滾筒固定處的拉力。(4)多層纏繞時(shí)，上層到下層段鋼絲純每季需錯動四分之一圈，根據(jù)繩子的使用年限，一般取錯動圈24圈。, 二2 3mm(5)纏繞在滾筒圓周表面上相鄰兩繩圈間隙寬度滾筒應(yīng)有的寬度由下面公式求出：單滾筒或雙滾

12、筒提升機(jī)，每個滾筒的純繩寬度為：單層纏繞時(shí)(V 3)(d )多層纏繞時(shí)Lt 30 (4 3) Dgg 3)(d)k Dp式中k 纏繞層數(shù),計(jì)算公式如下:Lt5(43)Dg(d)DpBB滾筒寬度，mmDp多層纏繞時(shí)平均纏繞直徑，計(jì)算公式如下:k122DpDg2,4d2(d)2對于纏繞層數(shù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定：立井中升降人員或升降人員、物料的，只準(zhǔn)纏繞一層；專為升降物料的準(zhǔn)許纏繞兩層；傾斜井巷中升降人員的，準(zhǔn)許纏繞兩層；升降物料，準(zhǔn)許纏繞三層；煤礦副井為斜井，提升物料，絞車為單滾筒，k取2,因此滾筒的純繩寬度為：Lt5 (4 3) Dgk Dp3)(d)(350 5 71.621.6183)(21.5

13、 3)=1300.83mmk1-cc汪：.這里DpDg-V4d2(d)21618mm。.這里取3。通過計(jì)算，絞車滾筒寬度取1500mm3、驗(yàn)算最大靜力（1）提升什石時(shí)鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜力Fjmaxgn(QzgQk)(sinGcos)gm>pL(sinf2cos)1042100(sin250.015cos25)101.7350(sin250.2cos25)840000.459500.57=36991.5N<42KN式中mp所選擇的鋼絲純單位長度的重量，kg/m。(2)運(yùn)送人員時(shí)鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜力Fjmaxg(QrQJ(sin片cos)gmipLJsinf2cos)=

14、25239.5N<31KN3、結(jié)論通過計(jì)算各驗(yàn)算,xxx煤礦選擇可見所選用JTP-1.6X1.5型單滾筒提升絞車為主絞車是合適的。（六）、絞車電機(jī)功率計(jì)算1、電動機(jī)的容量應(yīng)滿足下述條件：1）、等于或大于根據(jù)電動機(jī)溫開散熱條件計(jì)算的等效容量2）、啟動時(shí)的力矩，應(yīng)不超過電動機(jī)最大力矩的85%特殊情況下，允許達(dá)至IJ90%3）、提升過程中，任何特殊力都不應(yīng)超過電動機(jī)最大力矩的90%2、斜井單滾筒提升機(jī)電動機(jī)功率計(jì)算向上提升重車時(shí)：NKBWzdv=1.236991.53.8=120.5KW100010000.85下放重車時(shí)：N二一1.網(wǎng)J?321591.053.80.8510001000=100

15、.9KW(Fzd=n(QzgQk)(sinfcos)gmpL°(sinf2cos)g=32159)式中 NKW；KB電動機(jī)功率備用系數(shù)，一般為1.151.20。v絞車的最大速度，m/s；絞車的機(jī)械效率，一級傳動為0.9，二級傳動為0.85；Wzd上提重車時(shí)，鋼絲繩所受最大力，N；Fzd下放重車時(shí)，鋼絲繩所受最大力，N,此時(shí)電動機(jī)按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行；1.05按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行時(shí)，考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速比正常轉(zhuǎn)速大的系數(shù)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，取最大值120.5KW選擇型號為YR315M1-6勺電動機(jī)，N=160Kw,nd=730rpm,=0.93。三、結(jié)論及存在的問題（一）、結(jié)論根據(jù)煤礦安全規(guī)程及有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)

16、，結(jié)合xxx煤礦實(shí)際情況，關(guān)于xxx煤礦主提升絞車的設(shè)計(jì)選型結(jié)論如下：1、絞車鋼絲繩型號為：619FC24.51670（新日恒力鋼繩股份）；2、主絞車型號：JTP-1.6X1.5型單滾筒礦用提升絞車（滾筒直徑Dg=1.6m；g滾筒寬度B=1.5m；鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜力Fjmax=42KN（載人31KN）；vmax=3.8m/s）。3、電機(jī)型號：YR315M1-6（N=160Kw,nd=730rpm,=0.93）。（二）、設(shè)計(jì)存在的問題由于設(shè)計(jì)者水平有限，設(shè)計(jì)不夠細(xì)致，本設(shè)計(jì)難免存在一些問題，具體如下：1、根據(jù)若煤礦實(shí)際情況，實(shí)際提升斜長為Lt=220m，其中井筒220m傾角為22,地面50m傾角為6°,在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，統(tǒng)一按照22。計(jì)算。由此計(jì)算出的結(jié)果，使最大靜力偏高，計(jì)算出來的安全系數(shù)偏小，電機(jī)功率偏大，但不影響安全生產(chǎn)。2、設(shè)計(jì)中的礦車載重重量，考慮到取最大值，全部按矸石計(jì)算，也使得計(jì)算出來最大靜力偏高，安全系數(shù)偏小，電機(jī)功率偏大。如果按煤車計(jì)算，計(jì)算出來的電機(jī)功率為120.5KW，在實(shí)際選型時(shí)，可參考此結(jié)果，同時(shí)考慮提升矸石時(shí)，將車數(shù)減少為3車。四、過卷距離計(jì)