竖井提升设备选型案例

罐笼井

副竖井井筒净直径4m 。井深约316m （含25m 井窝），提升高度289m 。竖井井筒内装备一套2#单绳单层钢罐笼（YJGS －1.8－1型）与1000×300mm 单绳平衡锤提升系统，担负1.83万t/a 废石和井下生产人员、材料、设备提升任务。

1、设计依据

（1）、废石提升量：1.83万t/a ，废石质量2.8t/m 3，松散系数1.6；

2、设备选型及计算

（1）、提升容器选择

1）、选用2# 单层YJGS －1.8－1型钢罐笼，底板面积1800×1150mm ，自重2230kg ，允许乘载人数10人，最大载重2390kg ，罐笼全高4500mm ；配BF －111型防坠器；

2）、选用YFC0.5（6）型矿车，质量590kg ，最大载量1250kg ，外型尺寸长1500mm ×宽850mm ×高1050mm ，废石有效载量（2800/1.6）×0.5×0.9＝788kg ；

3）、平衡锤质量：Q c ＝2230＋590＋788/2＝3214kg 。

（2）、钢丝绳选型及验算

1）、绳端荷重：提废石Q d ＝2230＋590＋788＝3608kg

绳端荷重：提人Q d ＝2230＋10×70＝2930kg

4）、提升钢丝绳选型

单位长度质量：P δ＝

011H m Q d -σ＝3025

.71770113608-⨯＝1.57kg/m ， 选18×7＋FC －22－1770型多层股不旋转钢丝绳，每米质量1.89kg/m ，

破断拉力总和341.278KN ，抗拉强度1770MPa ，钢丝直径d e ＝1.45mm ，钢丝绳直径d k ＝22mm 。

5）、钢丝绳安全系数计算

提废石时：m ＝Qs/（Q d ＋P δH 0）g ＝341278/（3608＋1.89×302）×9.81＝341278/40994＝8.3＞7.5

提人时：m ＝Qs/（Q d ＋P s H 0）g ＝341278/（2930＋1.89×302）×9.81＝341278/34343＝9.94＞9

提平衡锤：m ＝Qs/（Q c ＋P s H 0）g ＝341278/（3214＋1.89×302）×9.81＝341278/37129＝9.19＞7.5

6）、罐道绳的选型

罐道绳选一层Z 型钢丝密封钢丝绳。d k ＝32mm ，6根，抗拉强度1370MPa ，实测破断拉力总和不小于936KN ，每米质量5.62kg/m ；罐道钢绳采用重锤拉紧，罐笼侧罐道钢丝绳每100m 拉紧力取12KN （平衡锤侧罐道钢丝绳每100m 拉紧力取24KN ）；为防止罐道绳的共振，各罐道绳张紧力应相差5－10%，内侧张紧力大，外侧张紧力小。

罐笼侧罐道钢绳的刚性系数Ks ：

K s ＝)1ln(4α+s q ＝)10122.332081.962.51ln(81.962.543

⨯⨯⨯⨯+⨯⨯＝583＞500 罐笼侧罐道钢绳的安全系数m ：

m ＝1000

/81.92.362.5122.3936⨯⨯+⨯ ＝24.26＞6。 （平衡锤侧罐道钢绳的刚性系数为1066，其安全系数为12.16）

所选钢丝绳符合《金属非金属矿山安全规程》第6.3.3.10、6.3.3.11、6.3.3.17、

6.3.4.3条的规定。

（3）、提升机选型及验算

1）、本设计选2JK－2×1.25/30型双滚筒缠绕式提升机一台，提升机的主要技术数据：滚筒直径：D＝2m，滚筒宽度B＝1.25m，滚筒个数：2个，减速比：i＝30，最大静张力F cmax＝60KN，最大静张力差F j＝40KN，提升机变位质量m j＝11000kg，提升速度：V＝3.35m/s。配高效节能行星齿轮减速器。

2）、提升机校验

提升系统最大静张力：

F c废石＝40.994KN＜60KN

F c人＝34.343KN＜60KN

F c锤＝37.129KN＜60KN

提升系统最大静张力差：

F j废石＝（F c废石－F c锤）＝40994－（3214＋10×1.89）×9.81＝9.279KN ＜40KN

F j人＝（F c人－F c锤）＝34343－（3214＋10×1.89）×9.81＝2.628KN＜40KN

F j空罐＝（F c锤－F c空罐）＝37129－（2230＋10×1.89）×9.81＝15.067KN ＜40KN

滚筒直径与钢丝绳钢丝直径比：

D/d e＝2000/1.45≈1379＞1200

滚筒直径与钢丝绳直径比：

D/d k＝2000/20≈91＞80

钢丝绳实际缠绕宽度：

B ＝)3(++Dj L H s π（d s ＋ε）＝（32

14.35289+⨯+）（22＋2）＝1196＜1250mm 将25m 实验绳放入滚筒内，则钢丝绳缠绕层数：n ＝1。如上计算所选提升机能满足《金属非金属矿山安全规程》第6.3.5.1、6.3.5.2、6.3.5.3、6.3.5.4条规定。

（4）、电动机预选

按提废石时：N ＝ρηα1000v

KF j ＝2

.185.010003.135.392791.1⨯⨯⨯⨯⨯＝43.58kW 按下放空罐提锤时：（根据《金属非金属矿山安全规程》第6.3.5.24条“每班升降人员之前，应先开一次空车，检查提升机的运转情况”的规定）。

N ＝ρηαν

1000j KF ＝2

.185.010003.135.3150671.1⨯⨯⨯⨯⨯＝70.76kW 选YPT315S －6型变频调速三相异步电动机一台，主要技术参数为：额定功率N ＝75kW ；额定电压U ＝380V ；额定转速n ＝980r/min 效率η＝93.5%；转动惯量GD 2＝2.12kg ·m 2；功率因数＝0.86；最大转矩/额定转距＝2.0。

提升机实际运行速度：

V max ＝i n D d

j 60π＝30

60980214.3⨯⨯⨯＝3.37m/s （5）、提升系统计算

1）、天轮的选择

按天轮与钢丝绳直径：

D t ≥80d s ＝80×22＝1760mm

按钢丝绳钢丝直径计算天轮直径：

D t ≥1200d e ＝1200×1.45＝1740mm