礦井提升機(jī)選型設(shè)計匯總

..第一章礦井概述一、位置、交通及氣象石炭井A礦位于石炭井礦區(qū)北部，南鄰B礦。本礦距大武口大西洗煤廠為33Kｍ，距平羅車站44Kｍ，距為498Kｍ，距灑泉為999Kｍ。二、地形及地貌礦井地勢北高南低，北部及東部且有高山環(huán)繞，井口海拔標(biāo)高在1480－1530之間。三、氣象本區(qū)呈大陸性氣候，常年枯燥少雨，最高氣溫為7月，38℃，最低氣溫為12月至次年1月,-28℃雨季在6－9月，最大降雨量為76ｍｍ，風(fēng)季為1月至次年3月，風(fēng)力可達(dá)10級且多屬西北風(fēng)，凍士深為0.3-1.2米.四、水文地質(zhì)井口水文條件簡單，本區(qū)氣候枯燥少雨巖層主要靠大氣層降雨補(bǔ)給，地面水的經(jīng)濟(jì)條件好，巖層一般比擬致密，滲透性極弱，煤層頂、底板巖層滲透系數(shù)一般為0.0001cm/s.井口位于上游已修筑防洪堤,降雨后洪水可排出井田之外.五、地質(zhì)構(gòu)造本井田以單斜構(gòu)造為主，地層走向，Ⅲ線以南為N15W傾斜25°左右，Ⅲ線以北漸轉(zhuǎn)為N52°E，傾角60°左右，井田次級褶皺較發(fā)青，主要分布在石炭井?dāng)鄬由?、下盤，對煤層影響不大。六、礦井瓦斯、煤塵及發(fā)火本礦瓦斯相對涌出量為5.87m3/T日;CO2涌出量為11.54m3/日噸,屬低沼氣高CO2礦井。煤塵爆炸指數(shù)29～39.2%;煤層發(fā)火期為6～12個月。七、礦井可采煤層和儲量本井田具體有可采或局部可采煤層七層，二層煤為主要可采層厚度10米，煤層傾角16度，在向斜西翼線達(dá)25-40度，可采儲量為8520萬噸。八、礦井開拓方式、開采水平及采煤方法本礦采用立井多水平上山式開拓，分兩個水平開采，第一水平+1200，運(yùn)輸水平+1300，向風(fēng)水平+1370；第二水平，運(yùn)輸水平為+1000。采煤方法：對溥及中厚煤層采用單一走向多壁，全部垮落采煤法；對厚煤層采傾斜分層，金屬網(wǎng)假頂，全部垮落采煤法。第二章設(shè)計依據(jù)本礦井設(shè)計年產(chǎn)量為60萬噸，礦井深度Hc＝270米，裝載高度Hz=18米，卸載高度Hx=18米，散煤容重0.92t/n3，年工作日300天，每天工作小時t=14小時，礦井電壓等級6KV。本礦提升方式采用立井雙箕斗提升，提升機(jī)選擇2JK－3.5/20單繩纏繞式提升機(jī)，提升容器選擇JL-6型立井單繩箕斗,鋼絲繩選擇ф40mm，6*19的鋼絲繩。電動機(jī)選擇YR800-8/1180型6KV高壓三相交流異步電動機(jī)。第三章礦井提升機(jī)選型設(shè)計第一節(jié)提升容器的選擇：容器容量在大小是確定鋼絲繩、提升機(jī)和電動機(jī)的主要參數(shù)，而提升速度是影響提升機(jī)工作時間及電能消耗的重要參數(shù)。另外，容器的容量與提升速度之間又存在著密切的聯(lián)系。一般認(rèn)為經(jīng)濟(jì)的提升速度為：Vj=(0.3-0.5)，一般取Vj=0.4其中：H:提升高度，雙箕斗提升H=Hs+Hx+Hz=370+18+18=406m式中：Hs:礦井深度，Hs=370mHz:裝載水平與井下運(yùn)輸水平的高差。Hz=18mHx:卸載水平與井口高差〔卸載高度〕箕斗提升Hx=18m因而，經(jīng)濟(jì)提升速度為Vj=0.4=0.4=8.06m/s估算經(jīng)濟(jì)提升時間：Tj=++u+θ式中：a:為提升加速度，對于箕斗，a取0.8m/s2u:為容器爬行階段附加時間，u取10sθ：每次提升終了后的提升時間，可暫取10s因而：Tj=++u+θ=++10+10=10.07+50.37+10+10=80.44s求一次經(jīng)濟(jì)提升量：一次經(jīng)濟(jì)提升量：Qj=式中：An：為礦井年產(chǎn)量，An=60萬噸af：提升富裕系數(shù)，af取1.3C:提升不均勻系數(shù)，C=1.15t:日工作小時數(shù)，t取14小時b:年工作日〔一般取300天〕∴Qj==4.77噸確定提升容器：根據(jù)上面所計算的一次提升量,選擇JL-6型立井單繩箕斗JL-6的技術(shù)參數(shù)如下：名義載重量有效容積箕斗質(zhì)量最大提升高度箕斗高度箕斗中心距6t6.6m5000kg700m9450m1870mm箕斗的實(shí)際裝載量Q=6.6γ=6.6*0.92=6.07tγ:為散煤容重：γ取0.92t/M3那么完成任務(wù)所需要的最大提升循環(huán)時間T1xT1x≤.Q=*6.07=96.9s從而可以估算出完成生產(chǎn)任務(wù)所需提升速度的最小值v≥==5.835m/s第二節(jié)提升鋼絲繩的選擇鋼絲繩的強(qiáng)度計算應(yīng)按"煤礦平安規(guī)程"規(guī)定：鋼絲繩應(yīng)按最大靜載荷并考慮一定的平安系數(shù)的方法進(jìn)展計算。一、按最大靜載荷計算如下圖為鋼絲繩計算示意圖：由圖可知，鋼絲繩最在靜載荷Qmax是在A點(diǎn)。其值為：Qmax=(Q+Qz)g+pHc，N式中：Q:一次提升量：Q=6.07t=6070KgQz:容器質(zhì)量：Qz=5000KgHc:為綱絲繩最大懸垂長度：Hc=Hj+Hs+HzHj:為估算井架高度，對箕斗估取30mHs:為礦井深度，Hs=370mHz:裝載高度，Hz=18m∴Hc=30+370+18=418m立井纏繞式提升機(jī)一般用6*19的鋼絲繩，鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度σB=170000N/m2箕斗的拉煤平安系數(shù)ma=6.5,那么每米繩重為：=44.3N/M因而選直徑Ф=40mm,6*19右捻度鍍鋅鋼絲繩，鋼絲繩鋼絲拉斷力之和為Qg=1025000N單位重力為：57.1N/m,那么實(shí)際平安系數(shù)為：Ma=====7.74>6.5∴符合要求二、鋼絲繩的平安系數(shù)"煤礦平安規(guī)程"規(guī)定單繩纏繞式提升設(shè)備采用的鋼絲繩平安系數(shù)ma；專為升降物料用的鋼絲繩不得小于6.5，所以所選鋼絲繩符合要求，鋼絲繩能夠平安可靠的運(yùn)行。第四節(jié)提升機(jī)及提升電動機(jī)的選擇.提升機(jī)的選擇確定滾筒直徑：式中：δ----為綱絲繩中鋼絲直徑δ=2.6mmd-----為綱絲繩中直徑對無尾繩系統(tǒng)最大靜力Fj=(Q+Qz)g+PH=(6070+5000)*9.8+57.1*406=131669N最大靜力差Fjc=Q+PH=6070*9.8+57.1*406=82669N選2JK-3.5單繩纏繞式提升機(jī)，卷筒個數(shù)為2，卷筒直徑D=3.5m,卷筒寬度B=1.7m,兩卷筒中心距1840mm，最大靜力差Fjc=11.5t.計算滾筒上纏繞寬度B′：B′=(+3)(d+ε)式中ε:鋼絲繩圈間距離ε=3mm∴B′=(+3)(40+3)=1835mmB＜B′＜2B,主井提升設(shè)備不提人可纏繞兩層。提升機(jī)直徑確定后，按Vm=列表〔表中與提升機(jī)表中相對應(yīng)〕ndndvmi98074059049037011.515.6111.89.47.85.9208.986.785.44.493.39從表中送取6.78m/s定位提升速度Vm，Vm=6.78m/s＜提升機(jī)的最大允許速度12m/s,提升機(jī)型號選為：ZJK-3.5/20估算電動機(jī)功率提升電動機(jī)應(yīng)滿足功率、電壓及轉(zhuǎn)速三個方面的要求。提升電動機(jī)的功率與一次提升量和標(biāo)準(zhǔn)速度〔鋼絲繩最大速度〕有關(guān)，一般雙容器提升用以下公式計算：P′=式中K--------為礦井阻力系數(shù).箕斗提升K=1.15--------動力系數(shù)：單繩纏繞式，箕斗無尾繩取1.3j--------減速器效率，取0.85∴p′===*1.3=709Kw選用YR800-8/1180型6KV高壓三相交流繞線異步電動機(jī)額定功率Pe=800Kw,轉(zhuǎn)速ne=740r/min,效率ηD=92%,功率因數(shù)COSφ=0.82,最大力矩與額定力矩之比λ=2.3，飛輪轉(zhuǎn)距GD2=5760N.M2第五節(jié)提升機(jī)與井筒的相對位置當(dāng)井筒位置確定后，應(yīng)確定提升機(jī)的安裝地點(diǎn)。當(dāng)提升機(jī)安裝地點(diǎn)一經(jīng)確定后，就具體確定了提升機(jī)軸線與井筒中心線的距離，另外還要算出井架高度。所以井架高度、提升機(jī)軸線與井筒中心線的距離、鋼絲繩弦長和出繩角是影響提升機(jī)與井筒相對位置的五個因素。1、選定天輪天輪安裝在井架上，作支撐、引導(dǎo)鋼絲繩轉(zhuǎn)向之用。選用TSH型天輪，天輪直徑為3500mm，變?yōu)橹亓?1330N2、井架高度井架高度Hj為從井口到天輪軸線的垂直距離：Hj=Hx+Hr+Hg+0.75Rt+1=18+9.54+5+0.75*3.5/2+1=34.76m式中：Hｊ――――卸載距離，即井口水平到卸載位置的容器底座高度，米。Hx--------卸載高度，取18mHr-------容器全高，取9.45mHg--------過卷高度，取5mRｔ―――－天輪半徑，米。因而井架高度Hj取35m3、提升機(jī)滾筒中心到井筒中心線的水平距離Ls≥0.6Hj+D+3.5=0.6*3.5+3.5+3.5=28m考慮到減輕咬繩現(xiàn)象，這里取Ls=30m。4、計算弦長根據(jù)以確定的Lｓ值，復(fù)算鋼絲繩的實(shí)際弦長及實(shí)際外偏角值。=43.6m式中：C------滾筒中心線與井口水平的高差，取1.8m。5、求外偏角二層纏繞時偏角為аn=arctg=arctg=arctg=1020′式中：s-------兩天輪中心距，取2.1m。a-------兩卷筒之間的距離二層纏繞時只考慮аn<1030′，不考慮咬繩。二層纏繞時外偏角為аω=arctg=arctg=0.730<1030ε-------由鋼絲繩直徑、卷筒直徑、偏角關(guān)系曲線查得ε=3.95mm。故滿足"規(guī)程"規(guī)定的鋼絲繩、外偏角不小于1030的要求。6、下出繩角卷筒出繩角有大小影響著提升機(jī)主軸的受力情況。限制下出繩角的最小值為15度。因此，只需檢驗(yàn)下出繩角B，令其不小于15度就可以了。=54.20〉150滿足要求：附：提升機(jī)與井筒相對位置圖：第六節(jié)運(yùn)動學(xué)和力學(xué)提升系統(tǒng)示意圖：提升系統(tǒng)變位質(zhì)量提升繩全長Lp=Ho+Hx+3ЛD+30+n′ЛD=423+18+3*3.14*3.5+30+3*3.14*3.5=537M式中Ho------鋼絲繩懸垂高度Ho=Hs+Hz+H′j=370+18+35=423m電動機(jī)變位重力Gd=GD(i/D)2=5.76*(20/3.5)2=188.08KN電動機(jī)的變位質(zhì)量md=Gd/g=188.08*1000/9.8=19192kg總變位質(zhì)量mm=(Qg+2QZ+2PLp+Gj+2Gt)/g+md=6070+2*5000+2*57.1*537/9.8+24600+11330/9.8+19192=67276kg式中:Gj/g為提升機(jī)包括減速箱的變位質(zhì)量，Gj/g=24600kgGt為天輪的變位質(zhì)量11330kg加速度按減速器最大扭矩計算式中k-----阻力系數(shù)，取1.15Mmax---減速器許可的最大扭矩，JK-3.5/20所用的ZHLR-170型減速器取30tm按電動機(jī)過負(fù)荷能力計算a12≤(0.75λFe-kQg-PH)/m=(0.75*2.3*100295-1.15*6070*9.8-57.1*406)/67276=1.21m/s2式中Fe-------電動機(jī)額定力=100295NZ--------電機(jī)臺數(shù)，取1λ-------過負(fù)荷系數(shù)，取2.3K-------礦井阻力系數(shù)，取1.15根據(jù)"煤礦平安規(guī)程"對立井箕斗提升的加速度a1≤1.2m/s2,取a1=1.0m/s2。3.減速度一般情況下按自由滑行速度減速=0.67m/s2取a3=0.7m/s24.速度圖計算ho=2.35m,V0=1.5m/s1〕初加速度選取V0=1.5m/s=0.479m/s2t0=v0/ao=1.5/0.479=3.13s2〕主加速階段t1=(Vm-Vo)/a1=(6.78-1.5)/1=5.28sh1=(Vm+Vo)t1/2=(6.78+1.5)*5.28/2=21.86m3〕爬行階段t4=h4/v4=3/0.5=6sh4取3m,V4取0.5m/s.4〕減速階段t3=(Vm-V4)/a3=(6.78-0.5)/0.7=9sh3=(Vm+V4)t3/2=(6.78+0.5)*9/2=32.76m5〕等速階段h2=H-h0-h1-h3-h4=406-2.35-21.86-32.76-3=346mt2=h2/Vm=346/6.78=51s6〕抱閘及停車階段T5取1S，a5=V4/t4=0.5/1=0.5m/s27〕一次提升循環(huán)時間Tx=t0+t1+t2+t3+t4+θ=3.13+5.28+51+9+6+8=82.41sθ--------停頓時間，取8s。5.實(shí)際提升能力及富裕系數(shù)實(shí)際年提升量=96.8417萬噸實(shí)際富裕系數(shù)af==1.61?1.26.力圖計算提升開場時拖動力F0=kQg+PH+ma0=1.15*6070*9.8+5.7*406+67276*0.479=123.8kN出軌時F′0=F0-2ph0=123817-2*57.1*2.35=123548.6N=123.5kN主加速開場F1=F′0+m(a1-a0)=123548+67276(1-0.479)=158599N=158.6KN主加速終了F′1=F1-2ph1=158599-2*57.1*21.86=156102.6N=156.1KN等速開場F2=F′1+ma1=156102.6+67276*1=88827N=88.8KN等速終了F′2=F2-2ph2=88827-2*57.1*346=49314N=49.3KN減速開場F3=F′2-ma3=49314-67276*0.7=2221N=2.22KN減速終了F′3=F3-2ph3=2221-2*57.1*32.76=-1520N=-1.5KN爬行開場F4=F′4+ma3=-1520+67276*0.7=45573N=45.57KN爬行終了F′4=F4-2ph4=45573-2*57.1*3=45230.4N=45.23KN校核F′4F′4=KQ-Ph=1.15*6070*9.8-57.1*406=45226N,符合要求。附箕斗六階段速度圖、力圖第七節(jié)電動機(jī)功率校核1、按等效容量驗(yàn)算：〔1〕計算==44.1*1010N2S〔2〕等效時間Td=(t0+t1+t3+t4)/2+t2+θ/3=(3.13+5.28+9+6)/2+51+8/3=65.37s〔3〕等效功率=655.7Kw符合Pe=800kw>1.1Pd=1.1*655.7=721.3kw〔4〕正常提升過負(fù)荷Fmax/Fe=158599/100295=1.58<0.75λ=0.75*2.3=1.725故所選電機(jī)符合要求。第八節(jié)電耗及功率的計算電耗和效率是提升設(shè)備的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)因?yàn)殡姾牡扔诠β使詴r間，所以提升電耗可計算如下：一次提升電耗為：式中：1.02-考慮附屬設(shè)備的耗電量的附加系數(shù);η-減速器的傳動效率；ηd-提升電動機(jī)的效率；-提升循環(huán)中變化力對提升時間的積分，即提升循環(huán)中力圖下包圍的面積，此積分可計算如下：=500199N.s所以：=13.3度提升設(shè)備的噸煤耗Wt=W/Q=13.3/6.07=2.19度/噸一次提升有益電耗Wy=QH/(3.6*102)=6.07*406/〔3.6*102〕=6.7度提升設(shè)備的效率η0=Wy/W=6.7/13.3=50.4%設(shè)備實(shí)際年提升能力=96.8417萬噸實(shí)際富裕系數(shù)af==1.61?1.2第四章經(jīng)濟(jì)概算一、主要設(shè)備1、箕斗：JL-6型11000元/臺查"煤炭工業(yè)常用設(shè)備及主要器材價格匯編"2、鋼絲繩：選直徑Ф40mm,6×19的右捻度鍍鋼絲繩.查價格匯編:3.39元/m3、提升機(jī)：2JK-3.5/20單繩纏繞式提升機(jī)，卷筒個數(shù)為2，卷筒直徑D＝3.5ｍ，卷筒寬度B＝1.7米，兩卷筒中心距1840ｍｍ。查價格匯編：9萬元/臺4、電動機(jī)：選擇YR800-8/1180型6KV高壓三相交流異步電動機(jī)。查價格匯編：23060元/臺5、天輪：TSH型天輪，天輪直徑為3500mm，變?yōu)橹亓?1330N查價格匯編：2900元/臺二、設(shè)備購置費(fèi)：S1=設(shè)備出廠價х1.06=(11000＋3.39х539х2＋90000＋23060＋5800)х1.06＝131030.8元三、年電費(fèi)＝Peх300*14*0.75*0.1=380*300*14*0.75*0.1=119700元。四、維修費(fèi)=〔S1+S1*36.4