2018主提升绞车选型设计和能力计算

提升设备选型设计
一、主斜井提升设备
由于矿井采用平硐、暗斜井联合开拓，本次设计在+230m水平主斜井装备一套矿用双筒变频单绳缠绕式提升设备，担负+170m水平煤炭、矸石、设备、材料的提升任务。

1、设计依据
工作制度：330d/a，每天四班作业，三班提升，每天净提升时间16h；
提升标高：+170～+230m；
斜井长度：190m；
倾角：25°；
车场形式：上、下均为平车场。

提升量：
煤：90kt/a 矸石：22.5kt/a
材料：5次/班设备：4次/班
其它：3次/班最大件：5t
提升方式：双钩串车提升，下放空串车，提升重串车。

提升容器：煤和矸石运输采用MG1.1—6B型1.0t固定箱式矿车，材料运输采用MC1.5—6A型1.5t材料车，设备运输采用MP1.5—6A型1.5t平板车。

2、提升设备选型
（1）一次提升循环时间
T=（2 L+10）/ V m+4 V m+115
式中 T ——提升循环时间；
V m——提升速度，m/s，取2.0m/s。

T=（2×190+10）/2.0+4×2.0+115＝3s
经计算，一次提升煤、矸、材料、设备及其它的时间为3s 。

（2）最大班提升时间 ① 小时提升量A x （t/h ）
16
3302.125.1⨯⨯⨯=
A
A x
式中 A ——矿井年提升量，112.5kt/a ；
1.25——提升不均衡系数； 1.2——提升能力富裕系数； 330——年工作日数； 16——日工作小时数。

h t A x /0.3216
330112500
2.125.1=⨯⨯⨯=
② 一次提升量
次/53600
3
0.323600t T A Q x =⨯=⨯=
（3）一次提升矿车数
①一次提升矿车数Z 1(辆)按下式计算：
Vc
Q
Z ψγ=
1
式中 Ψ——装载系数，倾角为25°时，Ψ取0.85；
γ——煤的散集密度取1.0t/m 3，矸石的散集密度取1.7t/m 3； Vc ——矿车容积，为1.1m 3；
煤：Z 1＝3.48/(0.85×1.0×1.1)=3.7(辆)，提升煤炭时一次提升7辆； 矸：Z 1＝3.48/(0.85×1.7×1.1)=2.2(辆)，提升矸石时一次提升6辆。

②根据连接器强度计算矿车数
g
）q q F n )cos (sin (01
βωβ++=
式中 n ——矿车连接强度要求的一次串车数，辆；
F 1——矿车连接器允许的最大牵引力，常用F 1=58800N ； q ——矿车装载质量，提矸1590kg ，提煤935kg ； q 0——矿车质量，592kg ； β——井筒最大倾角，25°；
ω——矿车运行阻力系数，取ω=0.015； g ——重力加速度，g=9.8m/s 2。

则：辆辆矸678
.9)25cos 015.025)(sin 5921590(58800
>=⨯++=
n
辆辆煤70.88
.9)25cos 015.025)(sin 592935(58800
>=⨯++=
n
故确定每次提煤车7个，提矸石车6个。

最大班提升时间平衡详见表6—1—1。

最大班提升时间为5小时，小于7.5小时，满足规范要求。

表6-1-1 最大班提升时间平衡表
（4）提升钢丝绳选择 ①钢丝绳单位质量
)cos (sin 1.1)
cos )(sin (0ββσββf L m
w q q n p c B
+-++≥
式中 p ——钢丝绳每米质量，kg/m ；
B σ——钢丝绳抗拉强度，15500kg/cm 2；
m ——钢丝绳安全系数，按《煤矿安全规程》第400条取6.5； n ——一次提升矿车数，提煤7辆，提矸6辆；
q ——矿车装载质量，提矸1590kg ，提煤935kg ；
0q ——矿车质量，592kg ；
w ——矿车阻力系数，取w ＝0.015； f ——钢丝绳运行阻力系数，取f ＝0.25。

β——井筒倾角，25°；
L c ——提升斜长，L c ＝190m ；
则：p ＝1.12kg/m (提煤)，p ＝1.20 kg/m (提矸)；
初选钢丝绳初选6×7+FC-20-1670型钢绳，P k =1.38kg/m ，d=20mm ，Q 破=222KN 。

②作用在提升机上的最大静张力
g f pL w q q n F c m )]cos (sin )cos )(sin ([0ββββ++++≥
式中 m F ——提升系统最大静张力；
其余参数同前。

在提升煤炭时，作用在提升机上的最大静张力：KN F m 727.28=； 在提升矸石时，作用在提升机上的最大静张力：KN F m 600.30=； ③安全系数效验
m
p F Q m =
提煤时：煤
破Q Q m =
=222÷28.727=7.7＞6.5，符合要求。

提矸时：矸
破Q Q m =
=222÷30.600=7.3＞6.5，符合要求。

（5）提升机选择验算
①提升机滚筒直径： D d ≥60d
式中 D d ——提升机滚筒直径，mm ；
d ——钢丝绳直径，Φ＝24.5mm ； D d ≥60×20=1200mm 。

初选JTB1.6型防爆提升绞车，卷筒直径1600mm 。

②滚筒宽度（缠三层）
)()(///εππ++++=d D K D n n l L B P
t
式中 B ——绞车滚筒宽度，mm ；
L t ——提升距离，m ；
l ——试验钢丝强长度，一般取30m ； K ——缠绕层数； D ——滚筒直径，mm ；
D P ——平均缠绕直径，m ，D P =D+（K-1）d×10-3
n′——最少摩擦圈数，n′≥3；
n″——每季度将钢丝绳移动1/4圈所需的备用圈数，n″=4； d ——钢丝绳直径，mm ；
ε——钢丝绳之间的间隙，一般取ε=2～3mm 。

则：mm B 563)320(64
.114.336
.114.3)43(30313=+⨯⨯⨯⨯⨯+++=
根据以上计算，卷筒宽度选择2*900mm 。

（6）过卷距离计算
)(5.14321L L L L L g +++⨯=
式中：
L g ——过卷距离，m ；
L 1——串车停车点与防止过卷电气保护装置间的距离，主斜井串车提升取1m ； L 2——按全速过卷考虑，在安全制动的空行程时间内，串车组运行的距离，《煤矿安全规程》规定，空行程时间不得大于0.5s ，忽略该时间里的速度变化因素，则L 2=0.5v max ；
L 3——制动后，串车自由滑行距离，按下式计算：
)
cos (sin 21max
23ββf g v L +=
β——主斜井倾角，取25°；
f 1——提升容器运动的阻力系数，取0.015； L 4——考虑的富余距离，取1m 。

m L g 5.4)1)
25cos 015.025(sin 8.925.25.25.01(5.12
=++⨯+⨯+⨯=
设计中预留了5m 过卷距离，满足要求。

（7）提升绞车配套电机验算 N=
η1000V m m kF =0.9
10000
.23060015.1⨯⨯⨯=78.2kW
式中 N ——提升绞车电动机功率，kW ；
k ——电动机功率备用系数，取k =1.15； F m ——单钩提升最大静张力，N ；
V m ——绞车绳速，m/s ；
η——减速机传动效率，取η=0.9。

配套电动机功率Pe=90kW 的电机符合要求。

3、提升绞车的选型结果
根据以上计算，主斜井提升设备选用2JTPB-1.6*0.9双筒变频型提升绞车，主要技术参数见表6—1—2。

表6—1—2 2JTPB-1.6*0.9型提升绞车技术参数
+230m～+325m已布置有一级提升上山，采用双钩串车提升，担负+170m水平提升至+230m 水平的煤炭、矸石、设备、材料及人员和+230m水平的提升任务，2JTPB-1.6*0.9P，提升绞车。

经验算，该提升绞车能够满足矿井扩建后的提升能力需要，不需进行更换。