葛铺煤矿副立井提升设备选型设计研究(1).pdf

煤炭与化工 Co al and Chemical Industry 第43卷第5期 2020年5月 Vo l.43 No .5 May 2020 机电与自动化 葛铺煤矿副立井提升设备选型设计研究 郭俊玲 太原华煤工程设计有限公司，山西太原030000 摘要矿井提升设备是煤矿生产中的重要设备，关系着煤矿的安全生产。以葛铺煤矿建设 项目为背景，根据矿井生产需求，对该矿副井提升系统进行选型计算。经过对钢丝绳、提升 机、电动机进行核算验证，JKMD-3.5x 4lDE型落地式多绳摩擦式提升机，配zi42 r/min、 800 kW低速直联直流电动机，能够满足该矿副井的生产需求，能够保障该矿井日常高效运 行，为其它同类型矿井提供借鉴。 关键词副立井；提升系统；设备选型；提升机 中图分类号TD53 文献标识码B 文章编号2095-5979 2020 05-0094-03 Study on the selection and design of substandard shaft hoisting equipment in Gepu Mine Guo Junling Taiyuan Hua Coal Engineering Design Corporaion Lt d., Taiyuan 030000, Ch ina Abstract Mine ho isting eq uipment is an impo rtant eq uipment in mine, w hich is related to the saf ety o f co al mine pro ductio n. Using the co nstructio n pro ject o f Gepu Mine as the backg ro und, the selectio n and calculatio n o f the sub-shaf t lif ting system o f the mine w as carried o ut acco rding to the demand o f the mine pro ductio n. Af ter acco unting and verif icatio n o f the w ire ro pe, ho ist and electric mo to r, JKMD-3.5 X 4 IIIE type f lo o r-mo unted multi-ro pe f rictio nal ho ist w ith n42 r/min and 800 kW lo w -speed direct-co upled DC mo to r can meet the pro ductio n needs o f the mines seco ndary shaf t, g uarantee the daily ef f icient o peratio n o f the mine and pro vide ref erence f o r o ther similar mines. Key w o rds aux iliary shaf t; lif ting system; eq uipment selectio n; ho ist 0引 言 煤炭资源在我国能源结构中占有重要地位， 矿山设备的需求越来越高。矿井提升设备是连接 地下与地面的重要设备，一般用于运输人员、材 料以及设备等，设备选型是否合理关系着矿井生 产安全、效率和经济效益。许多专家学者及其工 程师在这方面进行了广泛的研究，并应用到实践 中去，保障了提升设备的安全性能，起到了指导 意义。本文在学习借鉴前人的基础上，以葛铺煤 矿建设项目为背景，对该矿副井提升设备进行选 型设计。 1矿井概况 葛铺煤矿是兼并重组整合保留矿井，矿井的初 步设计已经过批准，初步设计生产能力1.5 Mt/ao 为了矿井能够持续稳定的经营下去，从技术、经济 方面分析考虑，矿井初期先开采上组煤，主要开采 4号及其4-1号煤层，随后开采下组煤，主要开采 7号、9号煤层，上组煤与下组煤开采间隔为15 a。 从矿井整个生产系统出发，矿井主立井、副立井底 部均落在4号煤层底板岩石中，下组煤层水平通过 石门进行开采。根据现场实测，副立井需要提升高 度0565 m,在矿井生产过程中将要担负矿井人 责任编辑张彤 D0I 10」9286/ki.cci.2020.05.027 作者简介郭俊玲1978,女，山西太原人。 引用格式郭俊玲.葛铺煤矿副立井提升设备选型设计研究[J].煤炭与化工，2020, 43 5 94-96. 94 郭俊玲葛铺煤矿副立井提升设备选型设计研究2020年第5期 员、肝石、设备材料、重大件及其它除煤炭以外的 辅助提升任务。 2矿井提升需求 （1） 矿井提升量。根据矿井生产计划，对矿 井的提升量进行统计。经过统计，每日最大工人下 井人数为125人/班，运送肝石量为40车/班，所 需材料设备为30车/班，运送炸药、雷管为1车/ 班，运送的最大件为回采工作面的液压支架，采用 长壁综采一次采全高采煤法，此时的整体液压支架 重（含平板车重）17.5 t0 （2） 矿井提升容器。为了物料的提升，配备 多绳双层罐笼（一宽_窄），可安置一对It矿车双 层四车，一层装肝，一层乘人，罐笼本身的重量为 16 000 kg o 罐笼核定承载人数分别为宽罐38人、窄罐23 人；提升肝石时用1 t固定箱式矿车承载，矿车自 身重量为610 kg；提升大件时用重型平板车承载， 平板车自身重量为］500 kgo （3） 矿井提升要求。般现场卿，副 口标高为1158m,井底大巷轨面标高为589.924m, 提升高度为565 m,每年生产工作日为330 d,采 用三班制，最大班作业时间不超过6h。 3提升设备方案计算 依据矿井的建设规模、服务年限及其矿井提升 要求，决定采用多绳摩擦轮式提升系统，采用落地 式多绳摩擦轮提升方式。 3.1钢丝绳选择 3.1.1 绳端荷重 钢丝绳是提升系统中最重要的承载工具，钢丝 绳的安全性能直接关系着提升系统的安全。提升过 程中分3种情况进行考虑，分别为运送人员、提升 肝石及物料、提升大型最大件。经过计算，提升人 员为18 850 kg ,提升肝石为20 620 kg ,提升大件 为 35 000 kg 3.1.2 钢丝绳选择 从技术、经济方面因素考虑，钢丝绳采用以下 规格型号，首绳选用36 NAT 6V x 37S FC 1670 ZZ 803 541 GB8918-2006 型钢丝绳 ZZ 及 SS 各 2 根， 尾绳选用 154 x 25 ZBB P8 x 4 x 14 1470 1680 1080 GB/T2009-2006 扁尾绳 2 根。 3.1.3钢丝绳安全系数校验 依据煤矿安全规程，矿井在提升人员钢丝 绳的安全系数为9,提升物料（大件）时的安全 系数为7.5。经过核算，提升人员的安全系数为 11.9,大于规定的安全系数，提升秆石、物料的安 全系数为11.3,提升大件的安全系数为7.95,大于 规定的安全系数。钢丝绳的安全系数符合要求。 3.2提升机及电动机验算 3.2.1提升机的主导轮直径 依据钢丝绳的直径可以求出主导轮的直径，主 导轮的直径一般取钢丝绳的90倍，钢丝绳直径为 36 mm,主导轮直径应该大于等于3 240 mm。 3.2.2钢丝绳最大静张力及最大静张力差 经过以往的理论计算，钢丝绳最大静张力及最 大静张力差发生在提升物体最重的时候，选取提升 最大件时，进行计算。对侧加装配重，配重重量为 11 810 kg；提升配重时；对侧加装2车秆石，重4 620 kg o经计算，最大静张力F”尢 475.3 kN,最大 静张力差尻犬71.1 kNo放置固定配重，对侧尚未 加装砰石车时，提升系统瞬时最大静力差为116.4 kNo 3.2.3摩擦式提升机验算 矿井提升机采用JKMD - 3.5 x 4（HI）E型落地式 多绳摩擦式提升机，提升机部分技术参数如下 主导轮直径禺/mm 3 500 主绳根数 4 绳间距e /mm 300 天轮直径ZVmm 3 500 允许最大静张力妙収 520 允许最大静张力差FAN 137 提升机主轴轮符合要求，钢丝绳最大静张力及 最大静张力差参数符合要求，本型号的提升机符合 技术生产要求。 3.3电动机过载能力核算 电动机是提升系统的动力源泉，匹配合适的电 动机是提升工作正常运行的前提。对电动机过载能 力进行校验，配”42r/min、800 kW低速直联直流 电动机，在提升过程中，提升最大件所需功率最 大，经计算，等效力为83.15 kN,等效额定功率为 730.7 kW0 电动机额定力为 77/800 x 0.92/7.795.58 kN,提升大 件时在主加速段起始产生最大力F喚145.8 kN,电 动机的过载倍数入暮 1.52 0 15 严-1 30 181 N 得出，S2 严-1 / Si-Sj 1531.25,符合 要求。 5当空索运行时处于动力运行状态 S1-S2 1710N0 16 S2 e-1 28 158 N 得出，S2 严-1 / Si-Sj 16.51.25,符 合要求。 5电动机功率的计算 动力运行时 N, Kb Si-Sj V/100切41.6 kW 17 制动运行时 N, Kb S2-SJ WIOOOt; 31.7 kW 18 式中K,为电动机功率备用系数，一般为1.2 1.5,本文取1.5； q为传动效率，0.8o 考虑特殊情况下，需要增加乘坐人员密度，选 取电动机功率55 kW符合设计要求。 6结语 通过在煤矿巷道斜长L1 900 m、坡度018。 条件下，对牵引钢丝绳5种状态下张力的计算，以 及5种状态下驱动轮防滑校验的计算，选取电动机 功率为55 kW,满足架空乘人装置的运人要求，为 煤矿架空乘人装置的设计选型提供一定的理论基础 和依据，保障架空乘人装置在矿井中安全稳定的运 行，降低工人劳动强度，提高煤矿生产效率。 参考文献 [1 ] 邹爱英，管振翔，李孝忠，等.斜巷架空乘人装置在矿山的 应用和推广[J]煤矿机械，20052 111-112. [2] 姜秀华.煤矿架空乘人装置研究[J].煤炭技术，2011, 30 9 19-21. [3 ] GB8918 - 2006,重要用途钢丝绳[S ]. [4] 张协申，毕晓阳，张 铭.煤矿架空乘人装置驱动钢丝绳的 受力讨算和昭[J].特种设备安全技术，2011 1 4-6. 96