矿井初步设计说明书第八章矿 井 提 升.doc

第八章 矿 井 提 升 第一节 概 述 矿井设计生产能力为45万t/a，矸石含量为10，矿井工作制度采用“两采一准”的作业方式，年工作日数为300d，每天净提升时间为14h。本矿井采用立井开拓方式,划分为三个水平，一水平从标高为48m到270m，二水平从-110m到48m，三水平从-300到-110m，采用一吨固定式矿车，煤的容重为1.42Kg/m3，矸石为2.5 Kg/m3，煤的松散系数为1.3,矿井服务年限是61年，最大班下井人数是200人。 主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。 第二节 主井提升 一、 提升容器的选择 本矿井主井提升设计采用箕斗请参阅图8-2-1主井提升系统图。箕斗的选择采用 “一次合理提升量法”，按下列步骤选择 1、 已知的基本参数 An矿井年产量，t/a， 450000t/a计 Hs矿井深度，m，685m计 矿井工作制度年工作日br，300d计，日工作小时数tr，14h计 Hz装载高度，m，估取18～25m，取20m。 Hx卸载高度，m，估取16～20m，取18m。 r煤的散集容积质量，Kg/m3，1.3计 2、具体步骤 1 确定合理经济速度 Vm0.3～0.5 式中 H提升高度，m，HHzHsHx 则H6852018723m 当H600m时，系数取0.5 则 Vm0.513.4m/s 2 估算一次提升循环时间 Tx’uT0 式中 a速度系数，取a1.2 u箕斗在卸载曲轨内爬行时间，暂取u10s。 T0箕斗装卸载时间，暂取T010s。 则 13.4/1.211.2m/s Tx’uT0723/11.2101085s 3 确定一次合理提升量 Q’CCfAnTx’/3600bntr 式中 C提升不均衡系数，箕斗提升取c1.15。 Cf提升能力富裕系数，对多水平提升，第一水平留1.2的能力富裕系数。 则 Q’CCfAnTx’/3600bntr1.151.245000085/3600300143.5t 4 选择标准箕斗 选择标准箕斗时，在不加大提升机的规格条件下，可优先考虑较大容量的箕斗。所以选用JDG4/554型箕斗。规格请参阅表8-2-1 5 核算一次实际提升量 QγV 式中 V箕斗的有效容积，查表知V4.4m3 则 QγV1.34.45.72t 6 箕斗休止时间 查表知，名义载重小于6t的箕斗，装卸载时间取8s。 7 实际提升时间 Tx3600Qbntr/CCfAn36005.7230014/1.151.2450000140s。 8 实际提升速度 v 6.46m/s 表6-3-1 箕斗规格 型号 名义装载/t 有效容积/m3 提升钢丝绳数量/条 箕斗全高/mm 箕斗自重/t JDG4/554 4 4.4 4 10900 7.0 速度图参数的确定 （1）最大提升速度vm 煤矿安全规程规定力井箕斗最大提升速度vm≤8m/s （2）初始加速度 a0≤0.3m/s2 （3）车场内速度v0≤1m/s （4）加速度a1t和减速度a3一般用0.5m/s2 箕斗提升速度图和力图请参阅图8-2-2 图8-2-2箕斗提升速度示意图和力图 二、提升钢丝绳的选择 1、钢丝绳终端荷载 QQz 式中Qz箕斗自重,t 则 QQz5.72712.72t 2、钢丝绳悬垂长度 H0HjHsHz 式中 Hj为井架高度,此处取30～35m 则 H03061020m660m 3、钢丝绳单位长度重量 P’≥ 式中 σB钢丝绳公称抗拉强度,Kg/cm2 ma钢丝绳安全系数, 则 P’≥12.72103/1.1155102/7.5-7407.25Kg/m,即725Kg/100m 取792.9Kg/100m 根据P’值查钢丝绳规格表，选定所需要的钢丝绳为6*37股绳纤维芯钢丝绳，直径d47.5mm,每米质量是P7.929kg/m,全部钢丝绳破断拉力总和 Qq143000. 4、验算安全系数 ma 则 ma143000/127207.9297237.746.5,显然满足条件。 三、提升机选择 1、提升机滚筒直径 D 按钢丝绳直径d选择D≥80d8047.53800mm 按钢丝绳中最粗的钢丝直径选择D≥1200δ1200*2.83360mm 取4000mm 2、最大静张力FJ和最大张力差FC FjQQzPH FcQPH 则 Fj127207.92966017452Kg Fc57207.92966011452Kg 3、滚筒宽度 B≥（H30）/πDn’dε [72330/3.144.03] 247.51476.14mm 根据滚筒直径，宽度查表选2JK4/11.5提升机。 提升机参数列表8-2-2 型 号 卷筒mm 钢丝绳最大静张力 Kg 钢丝绳最大速度 m/s 钢丝绳最大静张力差 /Kg 直径 宽度 2JK-4/11.5 4000 1800 18000 10.5 12500 表8-2-2 3、提升机强度验算如下 1）提升机最大静张力Fj,它应不小于提升机实际最大静张力 2）提升机最大静张力差FC它不应小于提升机实际最大静张力差 显然满足条件。 四 、提升机与井筒的相对位置 1、天轮直径 DL≥80d8047.53800mm,取2m 2、 井架高度 HjHxHrHgRt0.5,m 式中 Hr提升容器全高,m Hg过卷高度,m 箕斗提升应大于4m,设计取6m Rt天轮半径,m 则Hj1810.96236.9m,取37m 3 、钢丝绳在滚筒上的内外偏角 α1max1010’,a2max1o28’ 4、钢丝绳最小弦长 按外偏角计算LX40m 5、提升机卷筒中心至天轮中心的水平距离 Ls[Lx-Hj-C2]1/2Dt/2[402-37-1.02]1/24/219.5m 五、提升电动机的估算 电动机功率N 1.15572010.51.3/1020.92957Kw 根据N值，选取的电动机见规格表8-2-3 表8-2-3 电动机规格 型 号 额定功率（KW） 额定电压（V） 转速（转/分） YR140/398 1000 6000 740 图8-2-1主井提升系统 第三节 副井提升 一、 提升容器的选择 根据井下运输用的固定式矿车名义载重为1t，本矿井副井提升设备初选1t矿车双层单车普通罐笼。按照煤炭工业设计规范要求，需进行如下有关验算。即 1、按最大班工人下井时间不超过40min验算。 式中 nren最大班工人下井人员数，人。本设计取100人。 n0初选罐笼每罐提升人数，人。查设备选型表可知，该罐笼每次每层允许承载人数为12人，所以n024。 T一次提升循环时间，s。 可按下式计算 式中 H提升高度，m，副井井筒的H值为井底车场到井口的距离，所以H685m u罐笼在井口所需的附加时间，s，u5s T0上下人员时罐笼休止时间，单层罐笼5人及以下T020s，每增加1人增加1s。双层罐笼两层中人员可同时进出罐笼时，比单层增加2s的信号联系时间；运送材料矸石时罐笼休止时间为40～60s。所以T02019241s Vp提升平均速度，m/s。可按下式计算 a速度系数，罐笼提升时，a1.2～1.5。本设计取a1.4。 Vm最大提升速度，m/s。可按下式估算 若升降物料，Vm600m时系数取0.5。所以Vm0.513m/s 具体计算过程 VpVm/a13/1。49。28m/s TH/VpuT0685/9。28541120s 则4060n0/T406024/120480人100人 2、按最大班净工作时间不超过5h验算。 最大班升降工人时间，按工人下井时间的1.5倍计算；升降其他人员时间，按升降工人的20计算；提升矸石时间，按日出矸石量的50计算，运送坑木，支架按日需50计算。以上时间相加为最大班净工作时间，其值不超过5h。 已知矿井日产量为1500t，矸石产量为煤产量的10，运坑木和支架量以10t计算；上下人员的一次提升时间以120s计算；运送材料矸石的一次提升时间以130s计算；工人下井时间粗略取420s。 则最大班净工作时间 1.54200.24200.5150130/10.510130/1/36003.1h5h 通过验算后，1t矿车双层单车普通罐笼可满足要求。 二 、钢丝绳的选择计算 1、钢丝绳终端荷载 QQz 式中Qz罐笼自重,Kg 则 QQz24753.6545454Kg 2、钢丝绳悬垂长度 H0HjHsHz 式中 Hj为井架高度,此处取15～25m 则 H02068520m725m 3、钢丝绳单位长度重量 P’≥ 式中 σB钢丝绳公称抗拉强度,Kg/cm2 ma钢丝绳安全系数, 则 P’≥5454/1.1155102/7.5-7403.56Kg/m,即356Kg/100m 取419.4Kg/100m 根据P’值查钢丝绳规格表，选定所需要的钢丝绳为6*37股绳纤维芯钢丝绳，直径d34.5mm,每米质量是P4.46kg/m,全部钢丝绳破断拉力总和 Qq69150. 4、验算安全系数 ma 则 ma69150/54543.567238.66.5,显然满足条件。 三、提升机选择 1、提升机滚筒直径 D 按钢丝绳直径d选择D≥80d8034.52760mm 按钢丝绳中最粗的钢丝直径选择D≥1200δ1200*2.22640mm 取3000mm 2、最大静张力FJ和最大张力差FC FjQQzPH FcQPH 则 Fj54543.567238027Kg Fc24753.567234373Kg 3、滚筒宽度 B≥（H30）/πDn’dε [72330/3.143.03] 234.51076.14mm 根据滚筒直径，宽度查表选2JK3/11.5提升机。 表8-3-2提升机参数 型 号 卷筒mm 钢丝绳最大静张力 Kg 钢丝绳最大速度 m/s 钢丝绳最大静张力差 /Kg 直径 宽度 2JK-3/11.5 3000 1500 13000 8 8000 3、提升机强度验算如下 1）提升机最大静张力Fj,它应不小于提升机实际最大静张力 2）提升机最大静张力差FC它不应小于提升机实际最大静张力差 显然满足条件。 四 、提升机与井筒的相对位置 1、天轮直径 DL≥80d8034.52760mm,取3m 2、 井架高度 HjHxHrHgRt0.5,m 式中 Hr提升容器全高,m Hg过卷高度,m 罐笼提升应大于6m,设计取8m Rt天轮半径,m 则Hj56.6881.50.521.68m,取22m 3 、钢丝绳在滚筒上的内外偏角 α1max1010’,a2max1o28’ 4、钢丝绳最小弦长 按外偏角计算LX25m 5、提升机卷筒中心至天轮中心的水平距离 Ls[Lx-Hj-C2]1/2Dt/2[252-22-1.02]1/24/215.7m 五、提升电动机的估算 电动机功率N 1.22475101.4/1020.92322Kw 根据N值，选取的电动机见规格表8-2-3 表8-3-3 电动机规格 型 号 额定功率（KW） 额定电压（V） 转速（转/分） YR116/248 400 6000 735