煤礦主提升絞車(chē)選型設(shè)計(jì)

一、 XXX煤礦概況 2二、 絞車(chē)選型設(shè)計(jì) 2（一） 、提升系統(tǒng)概況2.（二） 、設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)2（三） 、一次提升量和車(chē)組中礦車(chē)數(shù)的確定3（四） 、提升鋼絲繩的選擇3（五） 、絞車(chē)的選型計(jì)算7?（六） 、絞車(chē)電機(jī)功率計(jì)算 8三、 結(jié)論及存在的問(wèn)題 9.（一） 、結(jié)論9?（二） 、設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題9四、 過(guò)卷距離計(jì)算依據(jù) 10XXX、煤礦概況礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力15萬(wàn)噸，井田面積0.6488km2,剩余可采儲(chǔ)量162.6萬(wàn)噸，服務(wù)年限7.7年；開(kāi)采二1煤層，煤層平均厚度6.48m,煤層平均傾角7°;煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)性，煤層自燃發(fā)火等級(jí)皿級(jí)，為不易自燃煤層；瓦斯相對(duì)涌出量0.97m3/t，絕對(duì)涌出量為4.94m3/min，屬瓦斯礦井；礦井水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)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(zhǎng)220m、坡度22度、斷面12m2,提升物料及提矸任務(wù)，主斜井皮帶運(yùn)輸。二、絞車(chē)選型設(shè)計(jì)一）、提升系統(tǒng)概況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,矸石率25%2、 斜井傾角：B=22°3、 副井斜長(zhǎng)220m根據(jù)絞車(chē)房的位置，實(shí)際提升斜長(zhǎng)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(cāng)時(shí)C=1?11?15，無(wú)井底煤倉(cāng)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煤礦提煤與矸時(shí)，選用1.0m3U型側(cè)翻式礦車(chē)。礦車(chē)自身質(zhì)量：Q=600kg；k礦車(chē)載煤量：Qz=1000kg；zm礦車(chē)載矸石量：Q=1500kg。zg（三）、一次提升量和車(chē)組中礦車(chē)數(shù)的確定初步確定最大提升速度V，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：傾斜井巷內(nèi)升降max人員或用礦車(chē)升降貨物時(shí)，Vmax<5m/S，目前單繩纏繞式提升初步確定最大提升max速度。本設(shè)計(jì)初步確定最大提升速度Vmax=2.5m/S。max1、 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(chē)時(shí)間取5s，停車(chē)換車(chē)時(shí)間取100s,Tg=（0.263Lt125）2=434.1 （s）gt2、 一次提升量的確定?嚴(yán)人“25%）%,.773600r式中af——提升富裕能力，取1.2。3、 計(jì)算一次提升礦車(chē)數(shù)輛）=3.77輛）zm則取礦車(chē)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。正確地選擇鋼絲繩，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(lái)的實(shí)踐以及國(guó)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)的鋼絲繩，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繩壽命的主要因素，因此鋼絲繩直徑相同時(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(dòng)、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(gè)較復(fù)雜的問(wèn)題，雖然國(guó)內(nèi)外在這方面作了大量的研究工作，取得了一些成就，但是由于鋼絲繩的結(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(guó)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)算選擇鋼絲繩由于斜井筒傾角小于90°,作用在鋼絲繩上的最大靜張力是由重車(chē)組、鋼絲繩的重力和摩擦阻力組成。下圖為斜井單繩提升鋼絲繩計(jì)算示意圖。由圖可知，鋼絲繩最大靜載荷是在A點(diǎn)。重串車(chē)的摩擦阻力鋼絲繩的分力鋼絲繩的摩擦阻力重串車(chē)的摩擦阻力鋼絲繩的分力鋼絲繩的摩擦阻力n(QQ)gsinzkcosn(QzQk)g fimgLSin:po按鋼絲繩承受的最大靜fzrnipgL。cos:負(fù)荷并考慮一定的安全系數(shù)，可得出下式每米鋼絲繩質(zhì)量為n(QQ)(sin:zkfcosn(QQ)(sin:zkfcosi)gmL(sin:1 p0fcos:)2__sg達(dá)、n(Qz+QQ(sinP+fiCOsP)mP-9.510“~一B-L(sin: fcos)024(6001500)(sin25 0.015cos25)1600〈10us6Da9.510“ 350(sin250.2cos25)6.54漢2100漢0.402338.46-3500.57=1.57(kg/m)式中L0——鋼絲繩由a點(diǎn)至串車(chē)尾車(chē)在井下停車(chē)點(diǎn)之間的斜長(zhǎng)，m鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度250米;i 礦車(chē)運(yùn)行摩擦阻力系數(shù)，礦車(chē)為滾動(dòng)軸承時(shí)取 fi=0?015，為滑動(dòng)

軸承時(shí)取f=0?02;1――鋼絲繩沿托輥和底板移動(dòng)阻力系數(shù)，鋼絲繩全部支承在托輥上時(shí)取f2取f2=0.15?0.20，局部支承在托輥上時(shí)取=0.25?0.40g―-重力加速度，10m/s2；ma――鋼絲繩安全系數(shù)。單繩纏繞式提升設(shè)備所用新鋼絲繩安全系數(shù):a1） 專(zhuān)為升降人員m*9;a2） 升降人員和物料升降人員或混合提升時(shí)ma*9;a3） 升降物料時(shí)m*7.5;a4） 專(zhuān)為升降物料m*6?5;aS――為鋼絲繩所有鋼絲斷面積之和（單位吊）；為解式叫，需找出叫和S的關(guān)系：式中P。一一鋼絲繩密度,kg/m3，取5000。匚B――鋼絲繩公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度，MPa。一般以選用1550?1700為宜，本B計(jì)算取1600。根據(jù)上式計(jì)算的數(shù)據(jù)，查鋼絲繩規(guī)格表選擇標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩。斜井提升一般選6股7絲標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩，因?yàn)檫@種鋼絲繩的鋼絲較粗、耐磨。若有面接觸鋼絲繩供應(yīng)時(shí)，也應(yīng)盡量先選用。此設(shè)計(jì)選用 619?FC-門(mén)24.5-1670的鋼絲繩。全部鋼絲繩破斷力總和Qp=29100kg,d=21.5mm，m；=1.7kg/m。p；3、鋼絲繩安全系數(shù)驗(yàn)算選擇后，按下式驗(yàn)算鋼絲繩安全系數(shù)。（1）、提升煤、矸及物料時(shí)安全系數(shù)驗(yàn)算繩端最大載荷（以矸石計(jì)算）Qgmax=n（Qzg QQ（sin:匚COS：）m；L。（sin：f?COS:）=4（1500+600）（sin25°+0.015Xcos25°）+1.7X350（sin25°+0.2XCOs25°）=3699.2（kg）安全系數(shù)ma二 S—Qgmax 3699?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619?FC-門(mén)24.5-1670鋼絲繩，符合安全生產(chǎn)需要，是正確的。、絞車(chē)的選型計(jì)算1、 絞車(chē)滾筒直徑的確定提升機(jī)滾筒直徑嘰，是計(jì)算選擇提升機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。選擇滾筒直徑的原則O是鋼絲繩在滾筒上纏繞時(shí)不產(chǎn)生過(guò)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(chē)滾筒直徑必須滿(mǎn)足下式：D>60dg式中D 滾筒直徑，mmgd 鋼絲繩直徑，mm則本設(shè)計(jì)中滾筒直徑為：D>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；滾筒寬度B=1?5m；鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力Fjmax=42KN(載人31KN；jmaXVmaX=2.5m/s。2、 絞車(chē)滾筒纏繩寬度確定滾筒寬度應(yīng)容納以下幾部分長(zhǎng)度的鋼絲繩。提升斜長(zhǎng)Lt;鋼絲繩試驗(yàn)長(zhǎng)度，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，升降人員或升降人員和物料用的鋼絲繩，自懸掛起每隔六個(gè)一月試驗(yàn)一次；專(zhuān)門(mén)升降物料用的鋼絲繩，自懸掛起經(jīng)過(guò)一年進(jìn)行一次試驗(yàn)，以后每隔六個(gè)月試驗(yàn)一次，試驗(yàn)時(shí)每次剁掉5米。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(gè)月，為確保安全，期間試驗(yàn)一次，則試驗(yàn)繩長(zhǎng)為5米。滾筒表面應(yīng)保留三圈繩不動(dòng)(稱(chēng)摩擦圈)，以減輕繩與滾筒固定處的拉力。多層纏繞時(shí)，上層到下層段鋼絲繩每季需錯(cuò)動(dòng)四分之一圈，根據(jù)繩子的使用年限，一般取錯(cuò)動(dòng)圈2?4圈。(5)鄰兩繩圈間隙寬度單層纏繞時(shí)多層纏繞時(shí)”(5)鄰兩繩圈間隙寬度單層纏繞時(shí)多層纏繞時(shí)”Lt+5+(4+3)兀B2Dggg3)(d ；)纏繞在滾筒圓周表面上相；，；=2?3mm滾筒應(yīng)有的寬度由下面公式求出：?jiǎn)螡L筒或雙滾筒提升機(jī)，每個(gè)滾筒的纏繩寬度為：3)(dJ二D-gLt30(43)二Dg- g3)(d；)k二Dp式中k——纏繞層數(shù)，計(jì)算公式如下：Lt5(43)-：Dg(d；)k=

t 兀D涉pB 滾筒寬度，mmDp——多層纏繞時(shí)平均纏繞直徑，計(jì)算公式如下:k—〔I22

DP=Dg 2'4d2—(d；)2對(duì)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(zhuān)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(chē)為單滾筒，k取2,因此滾筒的纏繩寬度為："Dpp3)(21.53)35057二1.63)(21.53)2二1.618=1300.83mmk注：①?這里k注：①?這里Dp=Dg114d2-(d；)2=1618mm。②?這里；取3。通過(guò)計(jì)算，絞車(chē)滾筒寬度取1500mm3、驗(yàn)算最大靜張力(1)提升矸石時(shí)鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力Fjmaxgn(QFjmaxgn(QzgQQ(sif1cos:)gmpL』sinfzcos：)2）過(guò)電動(dòng)機(jī)最大力矩的90%3）中，任何特殊力都不應(yīng)超過(guò)電動(dòng)機(jī)最大力矩的2、斜井單滾筒提升機(jī)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算2）過(guò)電動(dòng)機(jī)最大力矩的90%3）中，任何特殊力都不應(yīng)超過(guò)電動(dòng)機(jī)最大力矩的2、斜井單滾筒提升機(jī)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算KWzdV1236991.538向上提升重車(chē)時(shí)：n=B=1000口1000漢〃〃〃321590 085=120.5KW0.85下放重車(chē)時(shí)：5嚴(yán)二心=840000.459500.57=36991.5Nv42KN式中mp 所選擇的鋼絲繩單位長(zhǎng)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張力Fjmax=g（QrQc）（sin1 八cosJgmpLt（sin1fzcosj=25239.5Nv31KN3、結(jié)論通過(guò)計(jì)算各驗(yàn)算，xxx煤礦選擇可見(jiàn)所選用JTP-1.6X1?5型單滾筒提升絞車(chē)為主絞車(chē)是合適的。（六） 、絞車(chē)電機(jī)功率計(jì)算1、電動(dòng)機(jī)的容量應(yīng)滿(mǎn)足下述條件：1）、等于或大于根據(jù)電動(dòng)機(jī)溫升散熱條件計(jì)算的等效容量、啟動(dòng)時(shí)的力矩，應(yīng)不超85%特殊情況下，允許達(dá)到、提升過(guò)程90%10001000=100.9KW(Fzd=n(Q(Fzd=n(QzgQk)(sin——f1cos:zd=)gmL(sinp0fcos：）g=32159）2式中N――所需電動(dòng)機(jī)功率，KVyKB——電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，一般為1.15 1.20。Bv 絞車(chē)的最大速度，m/s；——絞車(chē)的機(jī)械效率，一級(jí)傳動(dòng)為0.9，二級(jí)傳動(dòng)為0.85;Wd——上提重車(chē)時(shí)，鋼絲繩所受最大張力， N;zdFd 下放重車(chē)時(shí)，鋼絲繩所受最大張力，N,此時(shí)電動(dòng)機(jī)按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)zd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(hào)為YR315M1-6的電動(dòng)機(jī)，N=160Kw,nd=730rpm,=0.93。三、 結(jié)論及存在的問(wèn)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)范，結(jié)合XXX煤礦實(shí)際情況，關(guān)于XXX煤礦主提升絞車(chē)的設(shè)計(jì)選型結(jié)論如下：1、 絞車(chē)鋼絲繩型號(hào)為:619FC-：」24.5-1670（寧夏新日恒力鋼繩股份有限公司）；2、 主絞車(chē)型號(hào)：JTP-1.6X1.5型單滾筒礦用提升絞車(chē)（滾筒直徑D=1.6m；g滾筒寬度B=1?5m；鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力Fjmax=42KN（載人31KN；jmaxvmax=3.8m/s）。3、 電機(jī)型號(hào)：YR315M1-6（N=160Kw,nd=730rpm, =0.93）。（二）、設(shè)計(jì)存在的問(wèn)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(wèn)題，具體如下：1、 根據(jù)劉砦煤礦實(shí)際情況，實(shí)際提升斜長(zhǎng)為L(zhǎng)t二220m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，使最大靜張力偏高，計(jì)算出來(lái)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(chē)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(lái)最大靜張力偏高，安全系數(shù)偏小，電機(jī)功率偏大。如果按煤車(chē)計(jì)算，計(jì)算出來(lái)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(chē)數(shù)減少為3車(chē)。四、 過(guò)卷距離計(jì)