礦井提升設(shè)備選型計(jì)算課件

設(shè)計(jì)依據(jù)⑴主井提升

①礦井年產(chǎn)量An，t/年；

②工作制度：年工作日br，日工作小時(shí)t?！睹旱V工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，br=300天，t=14h；

③礦井開采水平數(shù)、各水平井深Hs及各水平的服務(wù)年限；

④提升方式：箕斗或罐籠；

⑤卸載水平與井口的高差（卸載高度）Hx，m；

⑥裝載水平與井下運(yùn)輸水平的高差（裝載高度）Hz，m；

⑦煤的松散密度，t/m3；

⑧礦井電壓等級(jí)。2023/3/241設(shè)計(jì)依據(jù)⑵副井提升

①井筒各水平深度Hs，m；

②矸石提升量，若無(wú)特別規(guī)定，一般按煤炭產(chǎn)量的15%～25%計(jì)算；

③最大班下井人數(shù)，一般按每天下井人數(shù)的40%計(jì)算；

④礦車型號(hào)、規(guī)格；

⑤每班運(yùn)送材料、設(shè)備、炸藥等的數(shù)量；

⑥送往井下最大設(shè)備的尺寸和最重部件質(zhì)量。2023/3/242設(shè)計(jì)內(nèi)容提升容器計(jì)算和選擇提升鋼絲繩計(jì)算和選擇提升機(jī)滾筒直徑的計(jì)算和選擇天輪直徑的計(jì)算和選擇電動(dòng)機(jī)功率初選提升機(jī)與井筒相對(duì)位置計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)計(jì)算初選電動(dòng)機(jī)功率的驗(yàn)算主井提升噸煤電耗及效率計(jì)算副井提升最大班作業(yè)時(shí)間平衡表制定2023/3/243此外，《煤礦安全規(guī)程》對(duì)提升速度作了規(guī)定

①立井罐籠升降人員的最大速度不得超過(guò)0.5，并且最大速度的數(shù)值不得超過(guò)12m/s；

②專為升降物料的立井提升，最大速度不得超過(guò)0.6。

③對(duì)于斜井升降人員或使用礦車運(yùn)輸物料的最大速度不得超過(guò)5m/s；用箕斗提煤（或矸石）的最大速度不得超過(guò)7m/s；當(dāng)鋪設(shè)固定道床，采用重型鋼軌時(shí)，箕斗提煤的最大速度不得超過(guò)9m/s。

煤礦安全規(guī)程2023/3/245提升鋼絲繩的選擇計(jì)算1．提升鋼絲繩的安全系數(shù)

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，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。安全系數(shù)是指鋼絲繩各鋼絲拉斷力的總和與鋼絲繩最大靜拉力之比?！睹旱V安全規(guī)程》對(duì)提升鋼絲繩的安全系數(shù)ma作了明確規(guī)定。

2023/3/246《安全規(guī)程》規(guī)定鋼絲繩安全系數(shù)第399條提升鋼絲繩的檢驗(yàn)應(yīng)使用符合條件的設(shè)備和方法進(jìn)行，檢驗(yàn)周期應(yīng)符合下列要求：（一）升降人員或升降人員和物料用的鋼絲繩，自懸掛時(shí)起每隔6個(gè)月檢驗(yàn)1次；懸掛吊盤的鋼絲繩，每隔12個(gè)月檢驗(yàn)1次。（二）升降物料用的鋼絲繩，自懸掛時(shí)起12個(gè)月時(shí)進(jìn)行第1次檢驗(yàn)，以后每隔6個(gè)月檢驗(yàn)1次。摩擦輪式絞車用的鋼絲繩、平衡鋼絲繩以及直徑為18mm及其以下的專為升降物料用的鋼絲繩（立井提升用繩除外），不受此限。2023/3/247提升鋼絲繩規(guī)格選擇計(jì)算立井單繩纏繞提升鋼絲繩的選擇計(jì)算

鋼絲繩最大靜載荷Qmax為：

Qmax=mg+mzg+mpgHc

m－一次提升貨載質(zhì)量,kg；

mz－提升容器質(zhì)量,kg；

mp－提升鋼絲繩每米質(zhì)量，kg/m。

HcHjHsHzA2023/3/249提升鋼絲繩規(guī)格選擇計(jì)算立井單繩纏繞提升鋼絲繩的選擇計(jì)算

鋼絲繩最大靜載荷Qmax為：

Qmax=mg+mzg+mpgHc

設(shè)：σb為鋼絲繩鋼絲抗拉強(qiáng)度（N/m2）As為鋼絲繩各鋼絲斷面積之和（m2）ρ0為鋼絲繩線密度（kg/m），則需要滿足

HcHjHsHzA2023/3/2410提升機(jī)的選擇計(jì)算1、提升機(jī)卷筒（或摩擦輪）直徑的確定

選擇卷筒（或摩擦輪）直徑D的主要原則是使鋼絲繩在卷筒（或摩擦輪）上纏繞時(shí)不致產(chǎn)生過(guò)大的彎曲應(yīng)力，以保證鋼絲繩的一定承載能力和使用壽命。理論和實(shí)踐都證明，繞經(jīng)卷筒和天輪的鋼絲繩彎曲應(yīng)力大小及其使用壽命，取決于卷筒與鋼絲繩直徑的比值?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：根據(jù)上式計(jì)算D值后，從提升機(jī)規(guī)格表中選擇標(biāo)準(zhǔn)提升機(jī)。鋼絲繩直徑，mm鋼絲直徑，mm2023/3/2411天輪的選擇計(jì)算2、天輪的選擇

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，天輪直徑Dt按以下條件確定：

天輪可分為固定天輪和游動(dòng)天輪。井上固定天輪按結(jié)構(gòu)形式有三種類型：當(dāng)直徑≤3000mm時(shí)采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)，直徑為≤3500mm時(shí)采用模壓焊接結(jié)構(gòu)，直徑為＞4000mm時(shí)采用模壓鉚接結(jié)構(gòu)。游動(dòng)天輪輪體制成整體鑄鋼結(jié)構(gòu)型式，采用光軸，其兩端裝有滾動(dòng)軸承使其輪體既能在軸上滑動(dòng)，又能隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。2023/3/2413卷筒寬度的驗(yàn)算3、卷筒寬度的驗(yàn)算

卷筒上所需纏繞的鋼絲繩總長(zhǎng)度包括以下部分：

⑴提升高度H，m；H=Hs+Hx+Hz

⑵鋼絲繩試驗(yàn)長(zhǎng)度Ls，每6個(gè)月剁繩頭5m。

⑶為減少鋼絲繩在卷筒固定處的拉力，按規(guī)定應(yīng)保留3圈不動(dòng)（稱摩擦圈）；

⑷多層纏繞時(shí)，為了避免上下層鋼絲繩總是在一個(gè)地方過(guò)渡，需要在每季度將鋼絲繩錯(cuò)動(dòng)1/4圈，一般錯(cuò)繩圈數(shù)n’

＝2－4圈。

2023/3/2414卷筒寬度的驗(yàn)算卷筒寬度的驗(yàn)算

卷筒的寬度B：

①單層纏繞時(shí)

②多層纏繞時(shí)

相鄰兩繩圈間的間隙，一般為2－3mm多層纏繞時(shí)鋼絲繩平均纏繞直徑纏繞層數(shù)2023/3/2415提升機(jī)強(qiáng)度校核4、提升機(jī)強(qiáng)度校核

從提升機(jī)規(guī)格表中，可查得提升機(jī)允許的最大靜張力Fjm和最大靜張力差Fjc，按下式驗(yàn)算提升機(jī)強(qiáng)度是否滿足要求。

（2）對(duì)于摩擦式提升機(jī)

①等重尾繩

②重尾繩

③輕尾繩

2023/3/2417提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算提升機(jī)安裝地點(diǎn)選定后，要確定影響提升機(jī)相對(duì)位置的五個(gè)因素，即井架高度Hj、提升機(jī)卷筒軸線與提升中心線的水平距離、鋼絲繩弦長(zhǎng)、偏角和出繩角。它們彼此相互制約，互相影響。2023/3/2418提升機(jī)與井筒相對(duì)位置的計(jì)算1、允許最大內(nèi)外偏角α2max、α1max的確定

鋼絲繩的偏角是指鋼絲繩弦與通過(guò)天輪平面所形成的角度，有內(nèi)偏角和外偏角之分。①偏角過(guò)大將會(huì)導(dǎo)致加劇鋼絲繩與天輪間的磨損，降低鋼絲繩的使用壽命，磨損嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起斷繩事故。因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，內(nèi)外偏角不得超過(guò)1°30’。

②如果內(nèi)偏角過(guò)大，當(dāng)鋼絲繩纏繞卷筒時(shí)，繩弦與已纏繞到卷筒上的繩圈會(huì)相互接觸，并產(chǎn)生磨損，這一現(xiàn)象稱為“咬繩”，因此，最大內(nèi)偏角α2max，不僅受《煤礦安全規(guī)程》的上述限制，同時(shí)還受不“咬繩”的限制。2023/3/2419塔式多繩摩擦式提升機(jī)相對(duì)位置的計(jì)算⑴井塔高度的確定

井塔高度Ht為Ht=Hx+Hr+Hg+Hmd+0.75R為了防止過(guò)卷或緊急制動(dòng)時(shí)容器沖上機(jī)房，一般在過(guò)卷高度內(nèi)設(shè)置楔形罐道和防撞梁，用以強(qiáng)制容器停止運(yùn)行和保護(hù)提升機(jī)，防撞梁設(shè)在楔形罐道的終點(diǎn)。摩擦輪與導(dǎo)向輪的高差過(guò)卷高度容器全高卸載高度2023/3/2421塔式多繩摩擦式提升機(jī)相對(duì)位置的計(jì)算⑴井塔高度的確定

井塔高度Ht為Ht=Hx+Hr+Hg+Hmd+0.75RHg——過(guò)卷高度。當(dāng)提升速度小于10m/s時(shí)，應(yīng)不小于提升速度值，但最小不得小于6m/s。當(dāng)提升速度大于10m/s時(shí)，不得小于10m?，F(xiàn)在傾向于統(tǒng)一為10m計(jì)算。

Hmd——摩擦輪與導(dǎo)向輪間的高差。R——摩擦輪半徑2023/3/24222023/3/2423page41提升電動(dòng)機(jī)的初選初選電動(dòng)機(jī)的依據(jù)是電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速和電壓等級(jí)三方面的要求。

①電動(dòng)機(jī)的估算功率

kW

②電動(dòng)機(jī)的估算轉(zhuǎn)速