矿井 提升设备选型计算

9、提升、运输、空气压缩设备

9.1主井提升设备

9.1.1提升装置

矿井设计生产能力15万t/a，主井为混合提升井，担负矿井煤炭、矸石、材料、人员等的提升任务。

1、设计依据

（1）井筒参数：倾角α＝11°，井筒斜长L=797m

（+658.1m~+506m）。

（2）车场形式：上、下部均为甩车场。

（3）提升斜长：L

=L+上、下车场=797+50=847m。

t

（4）工作制度：每年工作330d，每天工作16h/d，三班提升。

（5）最大班提升量：提煤量152t/班，矸石34.1t/班，升降人员50人，坑木1次，火药1次，设备及其他3次。

（6）最大件重量考虑：8t。

（7）提升容量：U型1t矿车，自重Q

=600kg、人车：

c

选择XRC-15型人车3辆，一头二尾，头车自重：1767kg，尾车自重：1908kg。

（8）提升方式：单钩串车提升。

2、选型计算

主井现实际安装了1台JK-2×1.8/20型提升机，滚筒直径D

=2000mm，滚筒宽B=1800mm（加宽型）。该绞车最大g

静拉力F

=6000kg，提升速度V=3.8m/s，最大容绳量为1280m。

z

本设计按15万t/a对该提升机进行选型验算。

（1）选择钢丝绳

每次可提煤车7个,、矸石车5个、人车3辆，则绳端荷载：

提煤时：（式中f=0.01、f=0.2）

Qd=n（Qc+Qk）×（sin11°+f1cos11°）

=7（600+1000）×0.201

=2251kg

提矸时：

Qd=n（Qc+Qk）×（sin11°+f1cos11°）

=5（600+1700）×0.201

=2312kg

提人时：

Qd=（Qc+Qw+Qk）×（sin11°+f1cos11°）

=（1767+1908×2+75×45）×0.201

=1801kg

提升最大件时：

由于每次可提5个矸石车，5×1700=8500kg大于最大件重量8000kg，满足要求，不予计算。

钢丝绳的悬重长度：Lc=Lt+30=847+30=877m

钢丝绳单位重量（按提矸计算）：

Pk=Qd/[（1.1×δB/m）- Lc×（sin11°+f2cos11°）]

=2312/[(1.1×16700/7.5)-877×0.387]

=2312/2110=1.096kg/m

故选用20NAT6×7+FC1670ZS222 138 GB8918-2006型钢丝绳，直径φ=20mm，单位重量Pk=1.38kg/m，全部钢丝绳破断力Q S=25175kg。

（2）验算安全系数

提煤时：

m煤=Q S/[Q煤+Lc×Pk(sin11°+f2cos11°)]

=25175/（2251+877×1.38×0.387）

=25175/2719=9.3>7.5

提矸时：

m矸=25175/（2312+877×1.38×0.387）

=25175/2780=9.1>7.5

提人时：

m人=25175/（1801+877×1.38×0.387）

=25175/2269=11.2>9.0

通过上述验算，安全系数均满足《煤矿安全规程》要求。

（3）最大静张力验算(按提矸时计算)：

Fz=Qd+Lt×Pk（sin11°+f2cos11°）

=2312＋847×1.38×0.387

=2780kg<6000kg(符合要求)

（4）钢丝绳的缠绕层数

Lt+Lm+7πD g

Vc=————————（d+ε）

π〃Dp〃B

式中：Lm—定期实验用钢丝绳长度，一般取30m Dg—绞车滚筒直径m

Dp—钢丝绳在滚筒上缠绕的平均直径m

B—绞车滚筒宽度mm

d—钢丝绳直径mm

ε—钢丝绳缠绕间隙，取2.5mm

Dp=Dg+（Kc-1）d

式中：Kc—提人时绞车允许的缠绕层数2层

Dp=2000+（2-1）×20=2020mm

将上述参数代入公式，则

847+30+7×3.14×2

Vc=——————————×（20+2.5）

3.14×2.02×1800

=1.81层

（5）电动机功率验算

K〃Fz〃V 1.1×2780×3.8

N=——————=————————=134kw

102〃η102×0.85

根据上述计算结果，现提升机实际配套电动机为

YR400-54-8型，Ne=250kw，满足要求。电动机η=730r/min，V=6KV，λ=2.02，（GD²）d=16.5kg〃m²

减速器传动比计算：

π〃D g〃n d 3.14×2.0×730

i= ——————= ————————= 20.1

60〃V max60×3.8

取i=20

（6）天轮直径的确定

D t=80d=80×φ20=1600mm，取2000mm

即天轮直径为φ2.0m。

（7）过卷距离

按下式计算：

V²max

L g=1+0.5V max + —————————·K

2g(sinα+f1cosα)

式中：V max——提升机最大速度 3.8m/s

g——重力加速度9.8m/s²

K——备用系数取1.5

则：

3.8²

L g=1+0.5×3.8+ ——————————————×1.5

2×9.8(sin11°+0.01×cos11°)

=1+1.90+5.5

=8.4m（取10m）

即过卷距离为10m。