副斜井提升绞车选型设计

副斜井提升机选型设计方案矿井生产能力为0.30Mt/a。

根据开拓部署，副斜井在地面已安装一台J K2×1.5P 提升机串车提升完成辅助提升任务。

（一）设计依据1、矿井生产能力：0.30Mt/a；2、工作制度：每年工作330天，每天四班作业（每天提升时间18h）；3、上车场标高+1151.1m，下车场标高+1025m，倾角17°，斜长431m；4、车场形式：上、下部均为平车场；5、服务年限：与矿井服务年限相同；6、提升矸石量：提升矸石量45000t/a，(矸石量取矿井年产量的15％)，是是最大班提升矸石量47.7t(按日出矸石量35％计算)；7、提升容器：选用MF1.1-6A型1.1t翻斗式矿车，自重592kg，大型设备采用MPC13.5-6型平板车运输，自重1050kg，其他车辆见表7-1-4；8、最重件参数：液压支架重量约为11800kg；9、装卸休止时间；1）单钩提升矿车摘挂总时间，取25s；2）运送爆破材料休止时间取60s；10、车辆卸载方式，采用翻斗式矿车人工卸载。

（二）提升设备选型计算和校验1、提升钢丝绳选择与校验1）提升钢丝绳选择条件计算（1）提升斜长L＝Lx ＋Ld=431＋50=481(m)式中：Lx ——巷道斜长（m），Lx=431（m）；Ld——上、下车场长度(m)，各取25m，共50（m）。

（2）提升速度计算根据开拓部署及提升量拟定提升机直径为2.0m30607200.214.3⨯⨯⨯==2.51m/s式中：D g ——标称直径，D g =2.0m ；n e ——额定转速，n e =720r/min ； i ——传动装置减速比，i=30。

（3）一次提升循环时间①按公式计算一次提升循环时间（估算）25277.3481222⨯+⨯=+=θm V L T ＝397.7(s) 式中：T ——提升循环时间，s ；θ——上、下车场摘挂钩时间，s ，取25s ； v m ——提升绞车的绳速，m/s ，v m ＝2.51m/s 。

②按速度图计算一次提升循环时间图 提升速度图③比较后确定循环时间根据速度图提物循环时间：T=503.56(S)； 提炸药循环时间：T=826.59(S)； （4）一次提升矸石量38.218330360056.503675002.125.13600=⨯⨯⨯⨯⨯=•••••=t b T A a c m式中：m ——一次提升量，t/次；in D V eg 06max π=c ——提升不均匀系数，取1.25； b ——年工作日，330d ； t ——提升小时数，18h ；A ——提升矸石量、材料量，67500t/a ； a ——提升能力富裕系数，取1.2。

（5）一次提升矿车数c V n ⨯⨯=ψγm 1=1.10.97.1 2.38⨯⨯=1.41(辆)式中：γ——矸散集密度（t/m 3），取1.7t/m 3；V C ——矿车容积（m 3），取1.1m 3。

ψ——装载系数，0.9。

（6）连接器强度计算)cos )(sin (6000010ββf G G g n ++≤式中：β——巷道倾角；G 0——容器自重； G ——荷载重量；f 1——提升容器运动时的阻力系数，f 1取0.015；矸石车：n=8.6辆，平板车：n=1.5辆选用60kN 三环链，考虑一次提升循环时间，每次串车提升矿车取5辆，提升平板车取1辆，满足要求。

（7）最大班提升时间最大班提升时间平衡表(见表 )。

表 最大班提升时间最大班提升时间2.84h ＜4.5h ，满足要求。

（8）提升钢丝绳选择 ①计算钢丝绳端荷重 提矸时：Q 端矸＝n(G ＋G 0)(sinβ＋f 1cosβ)g＝34194（N ） 式中：n ——矿车数量，5辆；G ——矿车自重，592kg ； G 0——荷载重量，1683kg ；f 1——提升容器运动时的阻力系数，f 1取0.015； 提最大件时：Q 最大件＝(G 0＋G)(sinβ＋f 1cosβ)g＝38628（N ） 式中：G ——容器自重：1050kg ；G 0——最大件重量，11800kg ； f 1——负荷系数，f 1取0.015； ②钢丝绳悬挂长度L C ＝L+L 1＝518（m ）式中：L ——提升长度481m ；L 1——上车场提升终点至绞车滚筒中心之间的距离，37m 。

③钢丝绳单位长度重量计算）f L m f G G n P abββσββcos (sin 11)cos )(sin (210+-++=式中：σb ——钢丝绳的允许抗拉强度，σb =1770MPa ；m a ——钢丝绳允许安全系数提物时m a =6.5； f 2——钢丝绳在井筒中的摩擦系数，f 2=0.25； 其他符号意义同前。

矸P ＝1.2828kg/m最大件P =1.4943kg/m根据GB8918-2006标准，选用三角股钢丝绳：20NAT6V ×19+FC-1770，钢芯钢丝绳，提升钢丝绳参数见表 。

表 提升钢丝绳参数表名称 参数 钢丝绳根数 钢丝绳直径 公称抗拉强度σ最小钢丝破断拉力总和单位长度质量2）提升钢丝绳校验 （1）最大静张力计算式中：P ——钢丝绳每米重量,P=1.65kg/m ；L ——钢丝绳悬挂长度，L=518m 。

其他符号意义同前。

提矸时: F 矸=38646（N ） F 最大件=44284（N ）（2）钢丝绳安全系统验算 按下式进行验算安全系数：m axj F Qm ∑=M 矸=8.36＞6.5 M 最大件=7.46＞6.5式中：ΣQ ——钢丝绳破断拉力总和1.156×26600=307496（N ）；m ——钢丝绳允许安全系数，6.5。

经验算钢丝绳满足要求。

、提升设备选型计算及检验 ）提升设备选型计算 （ ）滚筒直径计算g f L P g f G G n F JMAX )cos (sin )cos )(sin (210ββββ+⨯+++=＜ ，滚筒直径满足要求。

式中： 钢丝绳直径， 。

（ ）卷筒宽度校验： 三层 B≥×(d+ε)=1006mm ＜1500mm ，滚筒宽度满足要求。

式中： ——绞车滚筒宽度， ；——钢丝绳缠绕层数，取 ； ——提升时钢丝绳最大长度，取 ； ——定期试验用钢丝绳长度，取 ； ——在滚筒上缠绕的 圈摩擦圈；——为每季能将钢丝绳移动 圈所附加的钢丝绳圈数； ——多层缠绕时，钢丝绳在滚筒上缠绕的平均直径， 。

＝ ＝ ＝ ＝式中：d ——钢丝绳直径， ；D g ——绞车滚筒直径， ；ξ——钢丝绳在滚筒上缠绕时的间隙，取 。

（3）提升机选择根据以上计算结果，利用现有JK-2.0×1.5P 型矿用提升机满足提升要求，提升机主要技术参数见表 。

表 JK-2.0×1.5P 型提升机主要技术参数表名 称单位 参 数 提升机直径 mm 2000 滚筒宽度 mm 1500 允许最大静张力 kN 61 提升速度 m/s 2.51 减速比 i 30 绳间距 mm3 缠绕层数（层）2 提升机变位重量（不含电机） kg10410（4）电机选择计算 ①电机功率计算cK D πD π)43(L L p gm +++92.0100051.24428615.11000max ⨯⨯⨯=⨯⨯=ηv kF N j =139.1（kW ）＜160kW ，电机功率满足要求。

式中：N ——电动机所需最小功率，kW ；F jmax ——提升最大静荷载，44286N ；η——传动效率，采用行星齿轮减速器取0.92。

② 选择电机根据计算功率、提升机运行最大速度及控制方式选用YP355M1型160kW 变频电机，其技术参数见表 。

表 提升机主电动机参数表名 称 单位 参 数 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速转动惯量变位重量 过载能力λ）提升机验算 （ ）提升机强度验算44.286 ＜61000 ，符合要求。

（ ）滚筒直径验算mm d mm D 1600802000=≥=提升机滚筒直径符合要求。

（ ）卷筒宽度校验＞1006mm提升机滚筒宽度符合要求。

（ ）提升机配套电机验算＞139.1kW ，符合要求。

3、提升系统 1）天轮选择根据《煤矿安全规程》规定，井上围包角小于90°的天轮直径为：D=60d=60×20=1200（mm）式中：d——钢丝绳直径，d=20mm；选择TD-1400型天轮，其技术参数见表7-1-7。

表7-1-7 天轮主要技术参数2）井架高度井架高度斜井提升平车场按下式计算：H j =（L1-L2）×tgβ－RT=（62-12）×tg10°－0.7=7.4m，取7m式中：Hj——井架高度，m；L1——绞车道上车场变坡点至天轮中心线的距离，根据车场、提升矿车数、工业场地布置及过卷距离的要求L1=62m；L2——绞车道上车场变坡点至串车组摘钩点的距离，根据车场、提升矿车数取L2=16m；β——钢丝绳在串车组停车点处的牵引角，为保证矿车前轮不被提起通常β≤9-10°取β=10°；R T ——天轮半径，RT=0.7m。

3）滚筒中心至天轮中心的水平距离：Ls由于斜井井架较低，滚筒中心至天轮中心的水平距离与滚筒中心至天轮中心之间的钢丝绳弦长相差很小，因此滚筒中心至天轮中心的水平距离按下式计算：按允许偏角（α≤1°30′）计算最小水平距离Ls=(B-Y)/(2tgα)=(1.5-0.8)/(2×tg1.5°)=13.3m，取Ls=13.5m式中：LS——滚筒中心至天轮中心的水平距离，m；B——滚筒宽度，B=1.5m；α——钢丝绳偏角，取α=1°30′;Y——游动距离，S=0.8m。

4）偏角计算：α=tg-1[（B-Y）/（2LZ)]=tg-1（1.5-0.8）/（2×13.5）=1.48°＜1.5°5）仰角计算 钢丝绳合适仰角：5.137.07tg tg 1-1--=-=Z J L C H β=25° 式中：C ——滚筒至地面垂高，C=0.7m ；6）提升系统图 提升系统见图7-1-4。

图7-1-4提升系统图4、提升系统运动学计算 1）确定最大加减速度根据煤矿安全规程要求斜井提升最大加减速度（主加速度）取0.5m/s 2；初加速度取0.3m/s 2。

2）运动参数计算 （1）速度参数计算根据车场形式及绞车道的参数，确定提升容器运行为七阶段运行速度图（车场内初加减速阶段、匀速运行阶段；绞车道主加减速阶段、匀速运行阶段），各阶段运行速度、时间、距离计算计算结果见表 。

表 运动学计算表（2）提升机运行速度图运行速度图见图7-1-5图7-1-5 提升机上提、下放运行速度图5、最大班作业时间验算最大班作业时间平衡计算见表 。