矿井提升设备的选型设计

矿井提升设备的选型设计
摘要
近几十年来，为了提高劳动生产率和各项经济技术指标，在世界范围内进行着对矿井的根本性技术改造，这种改造的趋向是向着更集中，更大型发展。

矿井提升设备的任务是沿井筒提升煤炭、矸石、下放材料，升降人员和设备，所以矿井提升设备是联系井下与地面的重要生产设备，是矿山运输的咽喉，因此，它在整个综合机械化生产中占有重要地位。

随着科学技术的发展及生产的机械化和集中化，随着矿井技术改造的进程，提升设备在高效、大型、自动化方面都有着飞速的进步。

近代化提升设备已发展成为大型机械--电气组或机组群。

箕斗有效载重在国外已超过50吨，提升速度接近20米每秒；拖带功率达10000千瓦以上；在拖动控制方面已广泛采用了集中控制及自动控制设备。

本文的主要内容是对单绳缠绕式矿井提升机的选型设计。

分为六个部分：第一部分是提升容器；第二部分是提升钢丝绳；第三部分是矿井提升机；第四部分是提升机与井筒的相对位置；第五部分是矿井提升运动学及动力学；第六部分是矿井提升机的拖动与控制。

关键词提升机；提升容器；钢丝绳；选型设计；拖动控制
目录
摘要 (I)
第1章绪论 (1)
1.1矿井提升机 (2)
1.1.1矿井提升机的说明 (2)
1.1.2矿井提升机的组成 (2)
1.2多绳摩擦提升机 (3)
1.2.1多绳摩擦提升机的分类 (3)
1.2.2多绳摩擦提升机的结构 (3)
1.2.2.1主轴装置 (3)
1.2.2.2车槽装置 (3)
1.2.2.3深度指示器 (3)
1.2.2.4减速器 (4)
1.2.2.5尾绳悬挂装置 (4)
1.2.3井塔式提升机 (4)
1.3 提升机的选择与计算 (4)
1.4提升容器 (5)
1.4.1提升容器的分类 (5)
1.4.2箕斗 (6)
1.4.2.1立井箕斗型号意义 (6)
1.4.2.2箕斗结构 (6)
1.5钢丝绳 (7)
1.5.1钢丝绳的结构 (7)
1.5.2钢丝绳的分类 (8)
1.5.3钢丝绳结构选择 (9)
1.5.4滚筒中心至井筒钢丝绳之间的水平距离Ls (9)
1.5.5钢丝绳弦长Lx (10)
1.5.5钢丝绳的偏角α (10)
1.5.6滚筒下绳的出绳角（或称下绳仰角）β (11)
第2章设备选型计算 (12)
2.1计算数据 (12)
2.2提升容器的选择与确定计算 (12)
2.2.1确定经济提升速度 (12)
2.2.2计算一次提升循环时间 (13)
2.2.3根据矿井年产量和一次提升循环时间即可求出一次提升量 (13)
2.3钢丝绳的选择与计算 (13)
2.3.1绳端荷重 (13)
2.3.2钢丝绳垂长度 (13)
2.3.3首绳单位长度重量计算 (13)
2.3.4尾绳单位长度重量计算 (14)
2.4提升机的选择 (14)
2.4.1主导轮直径 (14)
2.4.2最大静拉力和拉力差计算 (14)
2.5提升系统的确定 (15)
2.5.1井塔高度 (15)
2.5.2提升机摩擦轮中心线距井筒中心线距离 (15)
2.5.3钢丝绳弦长 (15)
2.5.4 钢丝绳的出绳角 (16)
2.5.5包围角 的确定 (17)
2.6钢丝绳与提升机的校验 (17)
2.6.1首绳安全系数 (17)
2.6.2 最大净拉力和最大净张力差 (17)
2.7预选电动机 (18)
2.7.1提升机转数 (18)
2.7.2提升机最大速度 (18)
2.7.3预算电动机功率 (18)
2.8电动机等效计算 (18)
2.8.1运动力计算 (18)
2.8.1.1提升开始 (18)
2.8.2等效时间 (20)
2.8.3等效力 (20)
2.9电耗计算 (20)
2.9.1提升一次电耗 (20)
2.9.2每次提升实际电耗 (21)
2.9.3每吨煤耗电量 (21)
2.9.4提升机效率 (21)
2.10提升机的防滑验算 (21)
2.10.1静防滑安全系数 (21)
2.10.2动滑安全系数 (22)
2.10.3制动力矩的验算 (22)
第3章矿井提升机的拖动与控制 (23)
3.1拖动装置的种类及性能 (23)
3.2提升电动机容量的计算和电动机的选择 (23)
3.2.1提升电动机的选择 (24)
3.2.2提升电动机容量的计算 (25)
3.3交流拖动提升设备的电耗及效率的计算 (26)
结论 (28)
致谢 (30)
参考文献 (31)
第1章绪论
矿山提升机是矿山大型固定机械之一，矿山提升机从最初的蒸汽机拖动的单绳缠绕式提升机发展到今天的交——交变频直接拖动的多绳摩擦式提升机和双绳缠绕式提升机。

矿井提升需要用一些专用的提升设备，主要有提升容器，提升钢丝绳，提升机，井架，装卸载设备以及一些辅助设备。

提升机已经历了170多年的发展历史，它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，因此矿山提升设备在矿山生产的全过程占有重要的地位。

提升机械设备是沿井筒（包括斜井及盲井）升降人员，提升煤炭，矿石，器材的机械设备。

是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具。

矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。

矿井提升设备的主要组成部分是：提升容器，提升钢丝绳，提升机（包括机械及拖动控制系统），井架（或井塔）及安装，卸载设备等。

对于煤层储存较浅，表土层不厚以及水文地质情况简单的倾斜以及倾斜煤层一般采用斜井开采。

有时，在开洞或竖井开拓的井中，深部水平延伸也采用斜井开拓。

斜井平车场串车提升，具有投资少，出煤快的优点，斜井串车一般适用于中小型矿井，井筒倾角不大于25度。

中型矿井用双钩提升，双钩提出升量大。

电耗小，但不能用水平提升。

矿井提升设备选型是否合理，直接影响到矿井的安全生产、基建投资、生产能力和吨煤成本。

对于斜井提升方式主要有串车、箕斗和带式输送机三种。

串车提升一般用于井筒倾角小于25。

的矿井，对于年产量在21万吨及其以下的矿井，一般采用单钩串车提升；当年产量达30万吨，而提升距离较短时，一般采用双钩串车提升。

箕斗提升一般用于年产量45万吨以上，井筒倾角大于25。

的矿井，箕斗一般采用后卸式箕斗。

1.1矿井提升机
1.1.1矿井提升机的说明
矿井井下和地面的工作机械。

是一种大型绞车。

用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成输送物料和人员的任务。

矿井提升机是由原始的提水工具逐步发展演变而来。

现代的矿井提升机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。

1.1.2矿井提升机的组成
矿井提升机主要由电动机、减速器、卷筒（或摩擦轮）、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统等组成，采用交流或直流电机驱动。

按提升钢丝绳的工作原理分缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机。

缠绕式矿井提升机有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。

单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。

双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，运转时一个容器上升，另一个容器下降。

缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万吨以下、井深小于400米的矿井中。

摩擦式矿井提升机的提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。

提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。

摩擦式矿井提升机根据布置方式分为塔式摩擦式矿井提升机（机房设在井筒顶部塔架上）和落地摩擦式矿井提升机（机房直接设在地面上）两种。

按提升绳的数量又分为单绳摩擦式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机。

后者的优点是：可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮，从而机组尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。

年产120万吨以上、井深小于2100米的竖井大多采用这种提升机。

立井提升容器主要是箕斗和罐笼。

在同等条件下，箕斗于实现与罐笼相比，质量小，占井筒断面小，装卸载快，提升能力大，电动机功率小，提升效率高，便自动化。

缺点是用途单一，需设置煤仓及装卸载设备，需另设辅助提升设备，井架较高，井筒较深。

可根据矿井生产能力的大小确定提升容器的类型。

提升容器的类型确定后，就要计算提升容器的容量，并从容器规格表中选择标准容器，也可根据现场要求自行设计非标准容器。

1.2多绳摩擦提升机
由于矿井深度和产量的不断增加，缠绕式提升机的卷筒直径和宽度页随之加大，使得提升机卷筒体积庞大而笨重，给绘图、运输、安装等带来很大的不便。

为了解决这个问题，1877年法国人戈培提出将钢丝绳搭在摩擦轮上，利用摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来带动钢丝绳，以实现提升容器的升降，这种提升方式称之为摩擦提升。

与单绳缠绕式提升机相比，摩擦轮的宽度明显减小，而且不会因井深的增加而增大。

同时，由于主轴跨度的减小而使得主轴的直径和长度均有所降低，整机的质量大为下降，而且由于提升机回转力矩的减小，使得提升电动机容量降低，能耗减少。

1.2.1多绳摩擦提升机的分类
多绳摩擦提升机可分为井塔式和落地式两种。

1.2.2多绳摩擦提升机的结构
1.2.2.1主轴装置
主轴法兰盘（或轮毂）与摩擦轮辐采用高强度螺栓连接，借助螺栓压紧轮辐与夹板间的摩擦力传递扭矩。

这种结构便于拆装及运输，但制造要求较高，轴向两法兰盘的尺寸与摩擦轮轮辐尺寸应吻合，以便于连接。

绳径，摩擦衬垫用倒梯形截面的压块吧衬垫固定在筒壳上。

衬垫绳槽初车槽深为1
3
槽距约为绳径的10倍。

目前国内衬垫主要采用PVC和聚氨脂。

1.2.2.2车槽装置
为了使个钢丝绳槽直径不超过规定值，以保持各钢丝绳张力均衡，多绳摩擦提升机均设有车槽装置。

1.2.2.3深度指示器
多绳摩擦提升机是为了补偿钢丝绳蠕动和滑动对深度指示器装置的影响，设置了深度指示器自动调零装置。

1.2.2.4减速器
为了消耗及其传给井塔的振动，有些井塔式摩擦提升机采用弹簧基础减速器。

1.2.2.5尾绳悬挂装置
多绳摩擦提升设备一般均有尾绳，为了在使用圆尾绳时避免打结，在罐笼底部下方设有尾绳悬挂装置。

1.2.3井塔式提升机
井塔式的优点：布置紧凑省面积，不需设置天轮；全部载荷垂直向下，井塔稳定性很好，钢丝绳不裸露在雨雪之中，对摩擦因数和钢丝绳使用寿命不产生影响。

缺点：井塔造价较高，施工周期较长，抗地震能力不如落地式；井塔式系统为了保证两提升容器的中心距离和增大钢丝绳在摩擦轮上的围抱角，可设置导向轮。

但与此同时却增加了提升钢丝绳的反向弯曲力，缩短了提升钢丝绳的使用寿命。

1.3 提升机的选择与计算
矿井提升设备的选择计算是否经济合理，对矿山的基本建设投资、生产能力、生产效率及吨煤成本都有直接的影响。

因此，在进行提升设备选择计算时，首先要确定提升方式，在确定提升方式时要考虑下列各点：
一、对于年产量大于60万吨的大中型矿井，由于提升煤炭和辅助提升任务较大，一般均设主井、副井两套提升设备。

因为箕斗提升能力大、运转费用较低、又易于实现自动化控制，一般情况主井均采用箕斗提升煤炭，副井采用罐笼提升矸石、升降人员和下放材料设备等辅助提升。

对于年产量30万吨以下的小型矿井，可采用一套罐笼提升设备，使其完成全部主、副井提升任务是最经济的，也有采用两套罐笼设备的。

对于180万吨的大型矿井，有时主井需要采用两套箕斗同时工作才能完成生产任务。

副井除了要配备一套罐笼设备外，多数尚需设置一套单容器平衡锤提升方式，提升矸石。

二、对于同时开采煤的品种在两种及以上并要求不同品种的煤分别外运的大、中型矿井，则应考虑采用罐笼提升方式作为主井提升。

对煤的块度要求较高的大、中型矿井，由于箕斗提升对煤的破碎较大，也要考虑采用罐笼作为主井提升。

当地面生产系统距离井口较远，尚需一段窄轨铁路运输时，采用罐笼提升地面生产系统较为简单。

三、中等以上矿井，主井一般都采用双容器提升，对于多水平面同时开采的矿井（特别是采用摩擦提升机）可采用平衡锤单容器提升方式。

对于中、小型矿井，一般采用单绳缠绕式提升系统为宜。

对于年产量大于90万吨的大型矿井，可采用摩擦提升系统，中型矿井的井筒较深时也可采用摩擦提升系统，或主井采用单绳箕斗，副井采用多绳罐笼
四、矿井若有两个水平，且分前后期开采时，提升机、井架等大型固定设备要按照最终水平选择。

提升容器、钢丝绳和提升电动机根据实际情况也可以按照第一水平选择，待井筒延深至第二水平时，再更换。

五、对于新矿井如没有什么特殊要求，可参照《定型成套设备》的规定确定提升方式，并尽量选用定型设备。

但因各个矿井具体情况不同，副井提升量也不一致，因此，可结合具体条件计算、选择，或验算选用的定型成套设备。

《定型成套设备》中未规定的如钢丝绳、提升机与井筒相对位置、生产能力与耗电量等也要计算。

1.4提升容器
1.4.1提升容器的分类
按用途和结构可分为：箕斗、罐笼、矿车、吊桶等。

箕斗：分为立井箕斗和斜井箕斗，专用于主提；
罐笼：既可用于主提，也可用于副提；
矿车：斜井提升；
吊桶：立井井筒开凿时的提升。

1.4.2箕斗
1.4.
2.1立井箕斗型号意义
立井单绳箕斗（如：JL—3）
立井多绳箕斗
JDS—12/110×4、JDSY—12/110×4、JDG—12/110×4
1.4.
2.2箕斗结构
立井提煤多采用底卸式，底卸式箕斗分为平板闸门箕斗和扇形闸门箕斗。

以单绳立井平板闸门箕斗为例：主要由斗箱、框架、连接装置及闸门等组成。

1.4.
2.3卸载原理
当箕斗提升至地面煤仓时，卸载滚轮进入安装在井架上的卸载曲轨内，随着箕斗提升，固定在箕斗框架上的小曲轨同时向上运动，则滚轮在卸载曲轨作用下，沿着箕斗框架上的小曲轨向下运动，并转动连杆，使其通过连杆锁角为零的位置后，闸门就借助煤的压力打开，开始卸载。

在箕斗下放时，以相反的顺序关闭闸门。

平板闸门底卸式箕斗比扇形闸门卸载时井架受力小，卸载曲轨短，装载时撒煤少，
且动作可靠。

1.5钢丝绳
1.5.1钢丝绳的结构
组成：钢丝→股+绳芯（纤维绳芯（常用）、金属绳芯）。

1.5.1.1钢丝
为优质炭素结构钢，一般直径为0.4～4㎜。

矿井提升抗拉强度一般采用1700Mpa 以下的。

1.5.1.2钢丝绳表面
光面和镀锌（常用于摩擦提升）两种。

钢丝的表面状态标记代号为：光面钢丝，NAT；A级镀锌钢丝，ZAA；AB级镀锌钢丝，ZAB；B级镀锌钢丝，ZBB。

1.5.1.3绳芯的分类及各类说明
一、绳芯分金属芯纤维芯。

二、纤维绳芯作用：（1）减少股间钢丝的接触应力；
（2）缓和弯曲应力；
（3）储存润滑油，防止绳内钢丝锈蚀。

三、金属绳芯的特点：与相同断面的纤维绳芯相比，金属断面大，抗破断能力大，具有耐横向压力大，不易变形等优点。

但其柔软性差，不耐腐蚀。

四、绳芯的标记代号：纤维芯（天然或合成的），FC；天然纤维芯，NF；合成纤维芯，SF；金属丝绳芯，IWR；金属丝股芯，IWS。

1.5.2钢丝绳的分类
1.5.
2.1按捻法分
可分为右交互捻（ZS）、左交互捻（SZ）、右同向捻（ZZ）、左同向捻（SS）四种。

标记代号中，第一个字母表示钢丝绳的捻向；第二个字母表示股的捻向；“Z”表示右捻向，“S”表示左捻向。

左捻：按左螺旋方向将股捻成绳。

右捻：按右螺旋方向将股捻成绳。

交互捻：绳中的股的捻向与股中丝的捻向相反。

同向捻：绳中的股的捻向与股中丝的捻向相同。

特点：同向捻钢丝绳柔软，表面光滑，接触面积大，应力小，使用寿命长，绳有断丝时，断丝头部会翘起便于发现，所以矿井提升多用同向捻钢丝绳。

但同向捻钢丝绳有较大的恢复力，稳定性较差，易打结。

交互捻钢丝绳的结构稳定
1.5.
2.2按钢丝在股中互相接触情况分
一、点接触钢丝绳
股中各层钢丝捻距不等，钢丝间呈点接触状态。

这种钢丝绳造价较低，但钢丝间接触应力大，特别是钢丝绳在绕过滚筒和天轮时，钢丝有应力集中和二次弯曲现象，所以寿命较短。

二、线接触钢丝绳
股中各层钢丝以等捻距捻制，钢丝间呈线接触状态。

这种钢丝绳工作时应力降低，耐疲劳性能好，结构紧密，无二次弯曲现象，寿命较长。

三、面接触钢丝绳
它是将线接触钢丝绳股进行特殊碾压加工，使钢丝产生塑性变形而呈棉接触状态，然后再捻制成绳的。

面接触钢丝绳具有结构紧密，表面光滑，不易变形，钢丝间接触面积大，刚性强和耐磨损等优点。

1.5.
2.3按绳股断面形状分
一、 圆形股绳
绳股断面为圆形。

这种绳易于制造，价格低，是矿井提升应用最多的一种钢丝绳。

二、异形股绳
绳股断面形状有三角形和椭圆形两种。

三角股钢丝绳：强度比同直径圆形股绳要高，承压面积大，外层钢丝磨损小；外层钢丝粗，排列方式好，抗挤压性能好，尤其是在多层缠绕时，过渡比较稳定；寿命比圆形股长。

椭圆股钢丝绳：支撑面积大、抗磨损性能好，但绳的稳定性差，不适于承受较大的挤压力。

这种绳股多用来与其它绳股捻制成多层不旋转钢丝绳。

1.5.3钢丝绳结构选择
一、 对于单绳缠绕式提升，一般宜选用光面右同向捻、断面形状为圆形股或三角股、接触形式为点或线接触的钢丝绳；对于矿井淋水大，水的酸碱度高，以及在出风井中，由于腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳。

二、 在磨损严重的条件下使用的钢丝绳，如斜井提升等，应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝绳；斜井串车提升时，宜采用交互捻钢丝绳。

三、 对于多绳摩擦提升，一般应选用镀锌、同向捻(左右捻各半)的钢丝绳，断面形状最好是三角股。

四、 罐道绳最好用半密封钢丝绳或三角股绳，表面光滑，比较耐磨。

1.5.4滚筒中心至井筒钢丝绳之间的水平距离Ls
此距离考虑对于有斜撑的井架，其斜撑的基础与井筒中心的水平距离约0.6Hj ，另外考虑提升机在运输中钢丝绳的稳定性，所以Ls 的最小距离按下面经验公式计算：
m
D H L j s ,5.36.0++≥
1.5.5钢丝绳弦长Lx
钢丝绳弦长是指钢丝绳离开滚筒处至接触天轮之间的绳长，由图可见上下
两条弦长不完全相等，但均以滚筒中心至天轮中心之间的距离来计算弦长，即：式中 C
——提升机主轴中心线高出井口水平的距离，此值决定于滚筒直径、地形
和土壤等情况，一般C
=1～2m；
Dt——天轮直径。

钢丝绳的弦长不能过长，过长则钢丝绳振动增大，因此，钢丝绳有跳出天轮轮缘的危险，一般不超过60m。

1.5.5钢丝绳的偏角α
钢丝绳的弦长与天轮平面的夹角，从上图可见，偏角有两个，α
1称外偏角，α
2
称
内偏角，根据《规程》规定，内、外偏角不得超过1°30ˊ，否则绳与天轮轮缘的磨损过甚，易发生钢丝绳跳出天轮的事故。

最大外偏角
最大内偏角
式中 s——两天轮间的距离（m），其值决定于容器的规格及提升容器在井筒内的布置，可查提升机规格表中两滚筒中心距；
a——两滚筒之间的间隙（m），其值见提升机规格表。

1.5.6滚筒下绳的出绳角（或称下绳仰角）β
钢丝绳弦与水平之间的夹角称滚筒钢丝绳的出绳角，出绳角大小影响提升机主轴的受力情况。

大于零时钢丝绳拉力有一向上的分力能抵消一部分主轴的重力，减少它的重力弯矩，相对提高了主轴的强度。

另外下出绳角过小，钢丝绳有可能与提升机基础想接触，会增大钢丝绳的磨损。

为此出绳角不应小于提升机规格表中规定值。

对于JK型提升机下出绳角不应小于15°。

即下出绳角β值为：
第2章 设备选型计算
2.1计算数据
初期开采七2煤时 1、生产能力：0.30Mt/a
2、工作制度：年工作日330d ，每天净提升时间16h 。

3、井深：H=277m
4、提升方式：双箕斗提升，采用定重装载。

后期开采二1煤时 1、生产能力：0.45Mt/a
2、工作制度：年工作日330d ，每天净提升时间16h 。

3、井深：H=577m
4、提升方式：双箕斗提升，采用定重装载
2.2提升容器的选择与确定计算
该矿井初期开采七2煤时井深277m ，后期开采二1煤时井深577m ，根据《煤
炭工业矿井设计规范》规定，
为避免提升系统的重复改扩建,同时考虑到矿井后期开采二
1煤时井筒深度增加，所以初期开采七2煤和后期开采二1煤时主、副井提升设备统一按
开采最终水平选择计算。

计算过程以后期开采二1煤的提升设备选型计算为准。

2.2.1确定经济提升速度
V=(0.3-0.5)=7.2-12.01m/s 取：V m =8m/s ，α1=1.0m/s 2
2-1
2.2.2计算一次提升循环时间
T x =81
＋
577
8
＋10＋8=98.1s 2.2.3根据矿井年产量和一次提升循环时间即可求出一次提升量
Q j =
450000 1.2 1.298.1
360033016
⨯⨯⨯⨯⨯=3.3t
据此提升容器选择JDS-4/55×4Y 型标准多绳箕斗（钢丝绳罐道），箕斗自重Q Z =6500kg （含连接装置）,载重量Q=4000kg ，提升钢丝绳4根，平衡尾绳2根，钢丝绳间距300mm 。

2.3钢丝绳的选择与计算
2.3.1绳端荷重
Q d =Q Z +Q=6500+4000=10500kg
2.3.2钢丝绳垂长度
H c =H-H Z +H h +H X +H g +H r +0.75R T +e=577-30+11.008+12+6.5+10.9+0.75×
0.925+5=593.1m
2.3.3首绳单位长度重量计算
PK ´ =110()B
c Q n H m δ-d
=10500
1101674(
593.1)7⨯⨯-=1.29kg/m
式中：δ
B
—钢丝绳计算抗拉强度，取1670MPa
m—钢丝绳安全系数，取7
根据以上计算，首绳选用22ZAB-6V×30+FC-1670-307型钢丝绳左右捻各两根。

其技术参数如下：钢丝绳直径d k=22mm，钢丝破断拉力总和Q q=307200N，钢丝绳单位长度质量为P k=1.96kg/m。

2.3.4尾绳单位长度重量计算
q k´=n
n P k=4
2
×1.96=3.92kg/m
式中：n—首绳钢丝绳根数n=4
n´—尾绳钢丝绳根数n´=2
根据以上计算，尾绳选用88×15NAT-P8×4×7-1360型扁钢丝绳2根，单重q=3.82kg/m。

2.4提升机的选择
2.4.1主导轮直径
D´≥90d=90×22=1980（mm）
2.4.2最大静拉力和拉力差计算
最大静拉力：
F j=Q+Q c+nP k H c=6500+4000+4×1.96×593.1=15150kg
最大静张力差：
F c=Q=4000kg
据此主井提升装置选用JKMD-2.25×4（I）E型落地式多绳摩擦式提升机，其主要技术参数为：摩擦轮直径D=2250mm，天轮直径D T=2250mm，最大静张力215kN，最大静张力差65kN，钢丝绳根数4根，摩擦轮钢丝绳间距300mm，提升速度V=6.5 m/s，减速
比i=10.5,提升机旋转部分变位质量m j =6500kg ，天轮变位质量m t =2300kg ，衬垫摩擦系数μ=0.23。

2.5提升系统的确定
2.5.1井塔高度
H j =H X +H r +H g +0.75R T +e=12+10.9+6.5+0.75×1.125+5=35.2m 取 H J =36m
2.5.2提升机摩擦轮中心线距井筒中心线距离
L S ≥0.6H j +3.5+D=0.6×36+3.5+2.25
＝27.35m 取 L S =28m
2.5.3钢丝绳弦长
下弦长L X1=
=39.8m
上弦长L X =
=44.9M
式中：H J1---井架下层天轮高度
C 0---摩擦轮中心与地平距离
2.5.4 钢丝绳的出绳角
下出绳角：
"β下=arctan 10
22
j t
H C D s Ls ---+arcsin 12t
x D D L +
=ARCTAN 310.8
2.004 2.252822
---+ARCSIN 2.25 2.25
239.8
+⨯=52°39´9
上出绳角：
β上=arcsin
j x
H C L -=51°37´28"
2.5.5包围角α的确定
经计算围包角а=181°1´4"
2.6钢丝绳与提升机的校验
2.6.1首绳安全系数
m=q
c nQ (Q Q +)k c nP H g
+=4307200
(650040004 1.96593.1)9.8⨯++⨯⨯⨯=8.3>7.2－0.0005H
=6.9 满足要求
2.6.2 最大净拉力和最大净张力差
最大静拉力：
F j =15150kg=148kN<215kN 最大静张力差： F c =4000kg=39kN<65kN 满足要求
2.7预选电动机
2.7.1提升机转数
n =
60V i D π⋅⋅=60 6.510.5
2.25
3.14
⨯⨯⨯=579.6r/min 据此主井绞车电机选用Z450-3A 型直流电动机，660V ，500kW ，其额定转速为n e =611r/min ，转动惯量m d =50.5kg•m 2。

2.7.2提升机最大速度
V m =
60e
Dn i
π=
3.14 2.25611
6010.5
⨯⨯⨯=6.9(m/s)
2.7.3预算电动机功率
P ′=
1000KQgV j η×Φ=1.1540009.8 6.5
10000.92
⨯⨯⨯⨯×1.2=382.2kW 式中：K ——矿井阻力系数，取K=1.15；
Q ——一次提升实际货载量；
Φ——提升系统运转时，加减速度及钢丝绳重力因素影响系数； ηj ——减速器传动效率，ηj =0.92；
2.8电动机等效计算
2.8.1运动力计算
运动力计算（按平衡系统计算0t H ∆=）
2.8.1.1提升开始
F 0=Kmg+H t +∑ma 0=1.15×4000×9.8+42001×0.48=65240N
2.8.1.2初加速终了：
'00F F =
2.8.1.3加速度开始：
()
1010F F M a a =+∑+
=65240+42001×（0.5－0.48）=66081N 2.8.1.4加速终了：
21F F =
2.8.1.5等速开始：
F 2=F 1′－∑ma 1=66081－42001×0.50=45080N
2.8.1.6等速终了：
F 2′=F 2
2.8.1.7减速开始：
F 3=F 2′－∑ma 3=45080－42001×0.50=24080N
2.8.1.8减速终了：
F 3′=F 3
2.8.1.9爬行开始：
F 4=F 3′+∑ma 3=24080+42001×0.50=45080N
2.8.1.10爬行终了：
F 4′=F 4=
2.8.2等效时间
T d =α（t 0+t 1+t 3+t 4+t 5）+t 2+βθ
=1
2
×（3.13+10.8+12.8+6+1）+68.4+13
×12=89.3s
式中：α——低速运转散热不良系数，α= 1/2 ；
β——停车间歇时间散热不良系数,β=1/3。

2.8.3等效力
F d =49533N
2.9电耗计算
2.9.1提升一次电耗
11023600t
QH E =
⨯=90005151023600
⨯⨯=12.622（kw ·h 次）
2.9.2每次提升实际电耗
F ∑=14433⨯3.3+15794⨯9+10351⨯(64.5+6)
+3093⨯9.25+7629⨯1.1 =956523(kw ·s)
E max
1.021023600d x
Ft V ηηη⨯∑⨯=
⨯⨯⨯⨯
=
1.02967985 6.894
10236000.90.930.95
⨯⨯⨯⨯⨯⨯
=23（kw ·h
次
）
2.9.3每吨煤耗电量
T E =E Q
=239
=2.511(·
h kw t
) 2.9.4提升机效率
1T E E
η==12.696
23=0.562=56.200
2.10提升机的防滑验算
由于以上计算的提升容器自重时根据防滑条件确定的，古需要再惊醒防滑验算，但考虑到《规范》的要求，结合本示例具体条件，对防滑验算的内容和方法介绍于下：
2.10.1静防滑安全系数
j σ=212
(1)
S e S S μα--=203380.932938820338⨯-
=2.102>1.75
2.10.2动滑安全系数
()'2''12
118273.280.93
31807.3718273.52
u g S e S S ασ-⨯=
=
--
=1.256>1.25
'111112
S R S S a g =+
+ =293380.159000
293380.69.812
⨯+
⨯+
=31807.37
'
222
212
Dd S G R
S S a g +=-- =2033832800.159000
203380.69.812
+⨯-
⨯-
=18273.52
2.10.3制动力矩的验算
zh j
M M =[]312()m
j Ma S S R M ∑--
=
[]9072.6 4.2389000 1.49000 1.4
⨯-⨯⨯
=3.272>3。