...wd......wd......wd...XX煤礦主絞車選型設(shè)計(jì)目錄一、xxx煤礦概況1二、礦井原主提升系統(tǒng)簡介2三、主絞車選型設(shè)計(jì)2〔一〕、新主提升系統(tǒng)概況2〔二〕、設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)3〔三〕、一次提升量和車組中礦車數(shù)確實(shí)定3〔四〕、提升鋼絲繩的選擇和4〔五〕、主絞車的選型計(jì)算7〔六〕、絞車電機(jī)功率計(jì)算9四、結(jié)論及存在的問題10〔一〕、結(jié)論10〔二〕、設(shè)計(jì)存在的問題10一、xxx煤礦概況xxx煤礦由恩施土家族苗族自治洲設(shè)計(jì)，最初生產(chǎn)能力為30kt/a,2006年開場實(shí)施“三改六〞改〔擴(kuò)〕建工程，2008年3月，經(jīng)省安監(jiān)局、經(jīng)信委組織“三同時〞和主體工程的驗(yàn)收合格，成為“六證〞齊全的合法礦井，現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力為60kt/a。xxx煤礦由恩施土家族苗族自治洲設(shè)計(jì)，最初生產(chǎn)能力為30kt/a,2006年開場實(shí)施“三改六〞改〔擴(kuò)〕建工程，2008年3月，經(jīng)省安監(jiān)局、經(jīng)信委組織“三同時〞和主體工程的驗(yàn)收合格，成為“六證〞齊全的合法礦井，現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力為60kt/a。礦井開采的煤層為極薄煤層，煤層厚度平均0.6m,礦井井田面積2.7372平方公里，資源保有儲量162.9萬噸，尚有可采儲量109萬噸，礦井服務(wù)年限12年以上。采用斜井開拓，現(xiàn)有。主井井口標(biāo)高為+112.5m，落底標(biāo)高-1m，坡度25度，斜長300米。主井承當(dāng)?shù)V井提升、放料和運(yùn)送人員任務(wù)，主井提升方式為斜井串車提升。風(fēng)井井口標(biāo)高為+113，落底標(biāo)高+3m，坡度35度，斜長井下分為二個采區(qū)，即Ⅰ采區(qū)和Ⅱ采區(qū)。兩個采區(qū)目前均為下山開采。Ⅰ采區(qū)主軌道下山斜長800米，采用1.6米絞車提升，目前開采水平為-1水平；Ⅱ采區(qū)軌道下山斜長480米，目前開采水平為-86水平。采煤工作面采用煤電鉆打眼，爆破落煤，人工攉煤，SGW-17可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤、采用DW系列單體液壓支柱支護(hù)、采用全部陷落法管理頂板。掘進(jìn)工作面采用煤電鉆及鑿巖機(jī)打眼，爆破落巖〔煤〕，采用錨桿、錨網(wǎng)〔噴〕支護(hù)。井下平巷運(yùn)輸均采用電機(jī)車或防爆柴油機(jī)車運(yùn)輸。二、礦井原主提升系統(tǒng)簡介xxx煤礦主斜井斜長300米，坡度25°。主絞車房在距井口30米處。提升時，礦車在出井口后，經(jīng)過約30米的平道，然后向井口方向過岔道，進(jìn)入地面車場，到煤場和矸石場。下放礦車時，必須先連接好礦車，掛好鉤，人力推到井口，再下放。在實(shí)際生產(chǎn)中，這種操作方式，容易因誤操作〔連環(huán)未連好或掛鉤未掛好〕而造成斜井跑車事故；同時，井口運(yùn)輸工的體力強(qiáng)度較大，換車時間較長，因此，對安全、生產(chǎn)都存在一定的影響。xxx煤礦原主提升系統(tǒng)示意圖礦井投產(chǎn)初期，根據(jù)初步設(shè)計(jì)，主提升絞車選用×1000-24型絞車，配75kw電動機(jī)，鋼絲繩選6×19-15-200-I-光-交右互捻鋼絲繩，設(shè)計(jì)二班作業(yè)，每天凈提升時間為14小時。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于提升時間達(dá)不到14小時，同時井下矸石提升量較大，導(dǎo)致運(yùn)輸能力跟不上，運(yùn)輸緊張。為保證安全生產(chǎn)，決定對提升系統(tǒng)進(jìn)展改良，重新施工絞車房，對主絞車進(jìn)展重新選型更換。三、主絞車選型設(shè)計(jì)〔一〕、新主提升系統(tǒng)概況xxx煤礦新主提升系統(tǒng)示意圖xxx煤礦的新主提升系統(tǒng)，將原主絞車房后移，距井口約100米。原井口30米平道改為50米斜坡。提升時，礦車在出井口后，由主絞車?yán)^續(xù)牽引在斜坡上運(yùn)行，行過岔道后，由主絞車牽引下放，經(jīng)岔道進(jìn)入地面車場，到煤場和矸石場。下放礦車時，先在平車場連接好礦車，掛好鉤，由主絞車牽引空車、材料車至50米斜坡，行過岔道后，直接下放。在實(shí)際生產(chǎn)中，這種操作方式，能夠有效的防止因誤操作〔連環(huán)未連好或掛鉤未掛好〕而造成斜井跑車事故；同時，井口運(yùn)輸工的體力強(qiáng)度較小，換車時間較短。〔二〕、設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)1、年生產(chǎn)量AN＝60000t/a,矸石率25%。2、主井傾角：β=25°3、主井斜長300m，根據(jù)新主絞車房的位置，實(shí)際提升斜長為Lt＝350m4、工作制度：年工作日=300天，二班作業(yè)，每天凈提升時間t＝12小時。5、提升不均衡系數(shù)：C=1.25(有井底煤倉時C=1.1～1.15，無井底煤倉時C=1.2；礦井有兩套提升設(shè)備時C=1.15，只有一套提升設(shè)備時C=1.25)。6、xxx煤礦提煤與矸時，選用1.0m3礦車自身質(zhì)量：=600kg；礦車載煤量：=1000kg；礦車載矸石量：=1500kg。7、采用XRC－15型斜井人車2輛運(yùn)送人員，載人重量＝2250kg〔30人×75kg/人〕；人車自重＝3212kg?！踩?、一次提升量和車組中礦車數(shù)確實(shí)定初步確定最大提升速度，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：傾斜井巷內(nèi)升降人員或用礦車升降貨物時，≤5m/s，目前國產(chǎn)單繩纏繞式提升初步確定最大提升速度。本設(shè)計(jì)初步確定最大提升速度=3.8m/s。1、每次提升的持續(xù)時間計(jì)算正常加速時段取10s，正常減速時段取10s，爬行及抱閘停車時間取5s，停車換車時間取100s,434.1(s)2、一次提升量確實(shí)定3.77(t)式中——提升富裕能力，取1.2。3、計(jì)算一次提升礦車數(shù)3.77〔輛〕則取礦車數(shù)為4輛?！菜摹?、提升鋼絲繩的選擇和1、選擇計(jì)算方法鋼絲繩是礦井設(shè)備的重要組成局部，它關(guān)系到提升設(shè)備的安全可靠地運(yùn)行；也是礦山鋼材消耗量較大的工程之一。正確地選擇鋼絲繩，不僅有助于礦井的安全生產(chǎn)，而且將可以節(jié)約大量的優(yōu)質(zhì)鋼材。生產(chǎn)礦井幾十年來的實(shí)踐以及國外的經(jīng)歷證明，必須根據(jù)不同的工作條件，相應(yīng)選用不同構(gòu)造的鋼絲繩，才能去得較好的經(jīng)濟(jì)效果。斜井提升鋼絲繩的磨損是影響鋼絲繩壽命的主要因素，因此鋼絲繩直徑一樣時，組成的鋼絲直徑較粗，將具有較高的使用壽命。鋼絲繩在工作時受多種動、靜應(yīng)力的作用，如彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，接觸應(yīng)力及擠壓應(yīng)力等，這些應(yīng)力的反復(fù)作用將導(dǎo)致疲勞破斷，這是鋼絲繩損壞的主要原因；另外磨損及銹蝕將加速損壞。因此綜合反映上述應(yīng)力的疲勞計(jì)算是一個較復(fù)雜的問題，雖然國內(nèi)外在這方面作了大量的研究工作，取得了一些成就，但是由于鋼絲繩的構(gòu)造復(fù)雜，影響因素較多，強(qiáng)度計(jì)算理論尚未完善，一些計(jì)算公式還不能確切地反映真正的應(yīng)力情況。因此，目前我國礦用鋼絲繩的強(qiáng)度計(jì)算仍按最大靜載荷并考慮一定安全系數(shù)的方法進(jìn)展計(jì)算。2、計(jì)算選擇鋼絲繩由于斜井筒傾角小于90°，作用在鋼絲繩上的最大靜張力是由重車組、鋼絲繩的重力和摩擦阻力組成。以下列圖為斜井單繩提升鋼絲繩計(jì)算示意圖。由圖可知，鋼絲繩最大靜載荷是在A點(diǎn)。ββββ斜井鋼絲繩計(jì)算圖作用在A點(diǎn)的井筒方向的分力包括：重串車的重力分力重串車的摩擦阻力鋼絲繩的分力鋼絲繩的摩擦阻力按鋼絲繩承受的最大靜負(fù)荷并考慮一定的安全系數(shù)，可得出下式每米鋼絲繩質(zhì)量為〔kg/m〕式中——鋼絲繩由A點(diǎn)至串車尾車在井下停車點(diǎn)之間的斜長，m；鋼絲繩懸垂長度350米；——礦車運(yùn)行摩擦阻力系數(shù)，礦車為滾動軸承時取=0.015，為滑動軸承時取=0.02；——鋼絲繩沿托輥和底板移動阻力系數(shù)，鋼絲繩全部支承在托輥上時取=0.15～0.20，局部支承在托輥上時取=0.25～0.40；g——重力加速度，10；——鋼絲繩安全系數(shù)。單繩纏繞式提升設(shè)備所用新鋼絲繩安全系數(shù)：1〕專為升降人員ma≮9；2〕升降人員和物料升降人員或混合提升時ma≮9；3〕升降物料時ma≮7.5；4〕專為升降物料ma≮6.5；S——為鋼絲繩所有鋼絲斷面積之和(單位m2)；為解式，需找出和S的關(guān)系：式中ρ0——鋼絲繩密度，kg/m3，取5000?！摻z繩公稱抗拉強(qiáng)度，。一般以選用1550～1700為宜，本計(jì)算取1600。根據(jù)上式計(jì)算的數(shù)據(jù)，查鋼絲繩規(guī)格表選擇標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩。斜井提升一般選6股7絲標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩，因?yàn)檫@種鋼絲繩的鋼絲較粗、耐磨。假設(shè)有面接觸鋼絲繩供給時，也應(yīng)盡量先選用。此設(shè)計(jì)選用的鋼絲繩。全部鋼絲繩破斷力總和=29100kg，d=21.5mm，=1.7kg/m。3、鋼絲繩安全系數(shù)驗(yàn)算選擇后，按下式驗(yàn)算鋼絲繩安全系數(shù)?！?〕、提升煤、矸及物料時安全系數(shù)驗(yàn)算繩端最大載荷〔以矸石計(jì)算〕==4(1500+600)(sin25°+0.015×cos25°)+1.7×350(sin25°+0.2×cos25°)=3699.2(kg)安全系數(shù)＝＝7.87＞6.5。式中——所選擇準(zhǔn)鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，kg?！?〕運(yùn)送人員時繩端最大載荷=＝〔3212+2250〕(sin25°+0.015×cos25°)+1.7×350(sin25°+0.2×cos25°)＝2524.0(kg)安全系數(shù)＝＝11.5＞94、結(jié)論計(jì)算和驗(yàn)算說明，選用鋼絲繩，符合安全生產(chǎn)需要，是正確的?！参濉?、主絞車的選型計(jì)算1、主絞車滾筒直徑確實(shí)定提升機(jī)滾筒直徑，是計(jì)算選擇提升機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。選擇滾筒直徑的原則是鋼絲繩在滾筒上纏繞時不產(chǎn)生過大的彎曲應(yīng)力以保證其承載能力和壽命。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定，結(jié)合xxx煤礦實(shí)際情況，主絞車滾筒直徑必須滿足下式：≥60d式中——滾筒直徑，mm；d——鋼絲繩直徑，mm。則本設(shè)計(jì)中滾筒直徑為：≥60d＝60×21.5＝1290mm根據(jù)計(jì)算，選用JTP-1.6×1.2型單筒提升機(jī)：滾筒直徑=1.6m；滾筒寬度B=1.2m；鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力=42KN〔載人31KN〕；=3.8m/s。2、絞車滾筒纏繩寬度確定滾筒寬度應(yīng)容納以下幾局部長度的鋼絲繩?！?〕提升斜長；〔2〕鋼絲繩試驗(yàn)長度，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，升降人員或升降人員和物料用的鋼絲繩，自懸掛起每隔六個一月試驗(yàn)一次；專門升降物料用的鋼絲繩，自懸掛起經(jīng)過一年進(jìn)展一次試驗(yàn)，以后每隔六個月試驗(yàn)一次，試驗(yàn)時每次剁掉5米。根據(jù)xxx煤礦的實(shí)際情況，每根鋼絲繩的使用時間一般為三至四個月，為確保安全，期間試驗(yàn)一次，則試驗(yàn)繩長為5米?！?〕滾筒外表應(yīng)保存三圈繩不動〔稱摩擦圈〕，以減輕繩與滾筒固定處的拉力?！?〕多層纏繞時，上層到下層段鋼絲繩每季需錯動四分之一圈，根據(jù)繩子的使用年限，一般取錯動圈2～4圈?！?〕纏繞在滾筒圓周外表上相鄰兩繩圈間隙寬度，=2～3mm。滾筒應(yīng)有的寬度由下面公式求出：單滾筒或雙滾筒提升機(jī)，每個滾筒的纏繩寬度為：單層纏繞時多層纏繞時式中k——纏繞層數(shù)，計(jì)算公式如下：B——滾筒寬度，mm；——多層纏繞時平均纏繞直徑，計(jì)算公式如下：對于纏繞層數(shù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：立井中升降人員或升降人員、物料的，只準(zhǔn)纏繞一層；專為升降物料的準(zhǔn)許纏繞兩層；傾斜井巷中升降人員的，準(zhǔn)許纏繞兩層；升降物料，準(zhǔn)許纏繞三層；在建井期間，無論是在立井或傾斜井巷中，升降人員和物料的，都準(zhǔn)許纏繞兩層。xxx煤礦主井為斜井，升降人員和物料，絞車為單滾筒，k取2，因此滾筒的纏繩寬度為：=1013.83mm注：①.這里。②.這里取3。通過計(jì)算，主絞車滾筒寬度取1200mm。3、驗(yàn)算最大靜張力〔1〕提升矸石時鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力=36991.5N＜42KN式中——所選擇的鋼絲繩單位長度的重量，kg/m?！?〕運(yùn)送人員時鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力=25239.5N＜31KN3、結(jié)論通過計(jì)算各驗(yàn)算，xxx煤礦選擇可見所選用JTP-1.6×1.2型單滾筒提升絞車為主絞車是適宜的。〔六〕、絞車電機(jī)功率計(jì)算1、電動機(jī)的容量應(yīng)滿足下述條件：1〕、等于或大于根據(jù)電動機(jī)溫升散熱條件計(jì)算的等效容量2〕、啟動時的力矩，應(yīng)不超過電動機(jī)最大力矩的85%；特殊情況下，允許到達(dá)90%。3〕、提升過程中，任何特殊力都不應(yīng)超過電動機(jī)最大力矩的90%。2、斜井單滾筒提升機(jī)電動機(jī)功率計(jì)算向上提升重車時：＝＝198.4KW下放重車時：＝＝130.9KW〔Fzd＝＝32159〕式中N——所需電動機(jī)功率，KW；KB——電動機(jī)功率備用系數(shù)，一般為1.15～1.20。v——絞車的最大速度，m/s；——絞車的機(jī)械效率，一級傳動為0.9，二級傳動為0.85；Wzd——上提重車時，鋼絲繩所受最大張力，N；Fzd——下放重車時，鋼絲繩所受最大張力，N，此時電動機(jī)按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行；1.05——按發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行時，考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速比正常轉(zhuǎn)速大的系數(shù)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，取最大值187.4KW。選擇型號為YR355M4-6的電動機(jī)，N=200Kw,=730rpm,=0.93。四、結(jié)論及存在的問題〔一〕、結(jié)論根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合xxx煤礦實(shí)際情況，關(guān)于xxx煤礦主提升絞車的設(shè)計(jì)選型結(jié)論如下：1、絞車鋼絲繩型號為：〔貴州鋼繩股份〕；2、主絞車型號：JTP-1.6×1.2型單滾筒礦用提升絞車〔滾筒直徑=1.6m；滾筒寬度B=1.2m；鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力=42KN〔載人31KN〕；=3.8m/s〕。3、電機(jī)型號：YR355M4-6〔N=200Kw,=730rpm,