8章__立井提升设备的选型计算

立井提升设备选型设计4 课时第一节 竖井提升容器的选择一、提升容器的比较及其应用范围提升容器主要是底卸式箕斗和普通罐笼。

箕斗的优点是：质量轻，所需井筒断面积小，装卸载可自动化，且时间短，提升能力大。

箕斗的缺点是：井底及井口需要设置煤仓和装卸载设备，只能提升煤炭，不能升降人员、设备和材料，井架较高，需要另设一套辅助提升设备。

罐笼的优点是：井底及井口不需设置煤仓，可以提升煤炭、矸石，下放材料，升降人员和设备，井架较矮，有利于煤炭分类运输，罐笼的缺点是：质量大，所需井筒断面积大，装卸载不能自动化，而且时间较长，生产效率较低。

选择箕斗还是选择罐笼，需要根据多方面的技术、经济指标来确定。

二、主井箕斗规格的选择进行提升设备选型设计时，矿井年产量A n 和矿井深度H s 为已知条件。

当提升容器的类型确定后，还要选择容器的规格。

在提升任务确定之后，选择提升容器的规格有两种情况：一是选择较大规格的容器，一次提升量较大，则提升次数少。

这样，因为一次提升量较大，所需的提升钢丝绳直径和提升机直径较大，因而初期投资较多。

但提升次数较少，运转费用较少。

二是选择较小规格的容器，情况和上述的相反，因而初期投资较少，而运转费用则较多。

那么，应该如何选择提升容器的规格才是合理的呢?其原则是：一次合理提升量应该使得初期投资费和运转费的加权平均总和最小。

为了确定一次合理提升量，从而选择标准的提升容器，可按以下步骤计算：(1)确定合理的经济速度V j 与一次合理提升量相对应的，有一个合理的经济速度。

经研究证明，合理的经济速度V j 可用下式计算：H V j )5.0~3.0(= （１－１） 式中：H 为提升高度，m ，H=H z +H s +H x ；H z 为装载的高度，m ，H z =18~25m ，H s 为矿井的深度，m ，H x 为卸载高度，m ，H x =15~25m 。

(2)估算一次提升循环时间XT ' θμ+++='a V V H T j j X （１－２） 式中：a 为提升加速度，一般a=0.8m/s2；μ为箕斗低速爬行时间，一般取μ=10s ；θ为箕斗装卸载休止时间，一般取θ=10s 。

提升系统选型及验算方法一、提升井架井筒利用矿建用凿井井架施工，凿井井架必须能承载井筒装备安装施工荷载，且其天轮平台满足提升悬吊天轮布置的要求。

必要时可采用永久井架施工。

二、提升机井筒装备安装用的提升机，应根据井筒安装的提升方式及提升量进行选择。

必要时可采用矿永久提升机施工。

列出提升机技术参数表（表3.4.3）。

三、提升系统选型验算根据矿建所用提升机或矿永久提升机进行提升能力验算。

（1）、提升绞车凿井提升计算①滚筒直径（D）D≥60ds D≥900δ式中：ds—钢丝绳直径，mm；δ—钢丝绳最粗钢丝直径，mm；②选定提升机型号DT≥D DT—所选提升机的滚筒直径，Mm;③校验滚筒宽度B=｛［（H0+30）/3.14DT］+3｝(ds+ε)≤BT式中：30—钢丝绳试验长度，m；DT—提升机名义直径，mm ；3—摩擦圈数；BT—提升机滚筒宽度，mm;ε—钢丝绳绳圈间隙，取2～3mm ；④计算提升高度H0=H1+H2+H3+H4，m。

其中：H1—井筒深度，mH2—井架高度，mH3—提升天轮半径，mH4—提升天轮梁高度，取0.75m⑤设计选用多层股不旋转钢丝绳作为提升绳，绳重Ps= kg/m，钢丝绳最小破断拉力Q断为kg，配提升钩头，提升钩头应与提升荷载配套。

⑥提升容器自重：吊桶：Q Z=G1+ G2+ G3+ G4；其中：G1—吊桶重量，kgG2—钩头重量，kgG3—滑架重量，kgG4—滑架缓冲器重量，kg⑦提升载荷：Q=最大提升重量，kg；Q绳：提升钢丝绳重：提升高度绳重，kg⑧提升钢丝绳静张力：Q总= Q + Q绳，kg；其中：Q—最大提升重量，kgQ绳—提升高度的钢丝绳重量，kg提升人员时：Q人总= Q Z +n Q人+ Q绳，kg其中：Q1—提升容器总重量，kgQ人—吊桶乘人总重量，取75kg/人Q绳—提升高度的钢丝绳重量，kgn—吊桶乘人数，根据吊桶容积确定以上计算的钢丝绳静张力Q总应小于绞车最大静张力差，可以满足使用。

提升机技术参数及设备选型过程矿井提升机技术参数介绍及设备选型过程目录一、提升机相关参数二、选型过程三、MA标志查询办法四、提升系统设计内容与步骤。

五、电机功率选择与校核一、技术参数1、卷筒宽度和直径2、两卷筒中心距3、最大静张力、最大静张力差4、钢丝绳直径、绳速5、提升高度、容绳量6、减速器速比7、电机功率、极数、电机型号简介8、变位质量JK-2/2JK-2提升机技术参数表1、卷筒宽度和直径卷筒直径：提升机卷筒上第一层钢丝绳中心到卷筒中心距离的2倍。

绞车卷筒的直径为：卷筒缠绳表面到卷筒中心距离的2倍。

二者概念有差别，相差1根钢丝绳的直径。

卷筒宽度：卷筒两个挡绳板内侧直间的距离。

卷筒直径和宽度决定了卷筒使用钢丝绳的最大直径和容绳量2、最大静张力和最大静张力差JK-2型提升机的最大静张力161KN，2JK-2型绞车的最大静张力和最大静张力差分别为61KN、40KN。

钢丝绳的张力，也就是钢丝绳的拉力。

在单钩提升时，滚筒上只有一根钢丝绳，其拉力主要由提升容器、钢丝绳、提升载荷的重力构成。

拉力最大值在天轮的切点处，载荷越大、井筒越深、容器重量越大钢丝绳的拉力就越大。

最大静张力是针对提升机而言的，是强度允许的，滚筒上最大的拉力值双钩提升时，滚筒上有两条钢丝绳，重载钢丝绳的拉力大，轻载钢丝绳的拉力小，两根钢丝绳拉力的差值就是静张力差。

最大静张力差就是静张力差的最大值，是绞车强度所允许的，滚筒上两根钢丝绳拉力差的最大值。

通过以上分析，我们可以这样来理解二者。

对于单滚筒绞车，只有最大静张力，没有最大静张力差。

最大静张力就是绞车强度所允许的容器、钢丝绳、提升载荷自重的总和。

单位为重力单位：KN，最大静张力的值除9.8就为上述三者的质量。

即为提升量的质量，单位为：kg。

对于双滚筒绞车。

最大静张力也是绞车强度所允许的容器、钢丝绳、提升载荷自重的总和。

而最大静张力差是绞车强度所允许的钢丝绳、提升载荷自重的总和。

单位为重力单位：KN，KN除9.8就为提升量的质量，单位为：kg 最大静张力为什么分为载人和载物？二者的数值不同？是因为提升人员和物料时，其安全系数要求不同，提人要求9倍的安全系数，提物要求7.5倍的系数。

1.提升容器的选择1）小时提升量：式中-----不均衡系数。

《规范》规定：有井底煤仓时为1.10~1.15;无井底煤仓时为1.20;----提升能力富裕系数。

2）提升速度：式中---提升距离，罐笼提升时：；箕斗提升时：。

3）一次提升时间估算：式中---提升正常加速度，通常；---容器启动初加速及爬行段延续的时间，取5~10s；---提升容器在每次提升终了后的休止时间，s。

4）一次提升量的确定：2.钢丝绳的选择1）钢丝绳的端部荷重：立井：式中---容器的载重量，即实际一次提升量,kg ；---容器（包括连接装置）的重量,kg 。

斜井：式中---井筒的倾角；---提升容器在倾坡运输道上运动的阻力系数。

2）钢丝绳的单重：立井：斜井：式中---钢丝绳的公称抗拉强度，一般选=155~170；m----钢丝绳的静力安全系数；---提升距离, m ；---钢丝绳的摩擦阻力系数；---井架高度, m 。

---钢丝绳的最大悬垂长度，m 。

箕斗提升：罐笼提升：3.提升机的选择1）滚筒直径：；式中：---滚筒的计算直径，mm ；---已选定的钢丝绳直径，mm ；---已选定的钢丝绳中最粗钢丝的直径，mm 。

2）滚筒缠绕宽度及缠绕层数计算：单滚筒单层单钩提升：；单滚筒单层双钩提升：式中：---定期试验用的钢丝绳长度，一般取30m ；d---钢丝绳直径，mm；---钢丝绳在滚筒上缠绕时，钢丝绳间的间隙。

3）钢丝绳作用在滚筒上的力：a)钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力：立井：；斜井：。

b)钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力差：立井：；斜井：。

4.提升系统的确定1）天轮直径：；2）井架高度计算：立井：箕斗提升：；罐笼提升：式中：---容器的全高, m；---天轮半径, m；---过卷高度；---箕斗在卸煤位置时，高出卸载煤仓溜煤口的高度，一般取0.3~0.5m 。

斜井：斜井甩车场：式中：---钢丝绳从井口至天轮接触点的斜长，m；---钢丝绳的倾角。

公路隧道竖井提升、悬吊设备选型计算一、安全系数选择根据《煤矿安全规程》规定，对钢丝绳安全系数的规定如下：提人≥9，提人、提物≥9，提物≥6.5,悬吊吊盘、水泵、水管≥6，悬吊风管、压风管、混凝土输送管和拉紧装置≥5，悬吊安全梯≥9，稳绳≥5，计算时均选取最小值。

二、提升重量计算根据工程实际，提升机主要用于人员、物料上下，载重量最大时为运输3m3石渣，重约4500 kg,吊筒净重1000 kg。

三、钢丝绳选择1、计算单位绳重p≥Qg+QZg0.11σB- HcmaQ g: 一次提升重量（kg）Q Z:容器重量（kg）σB：钢丝绳抗拉强度（kN/m2）m a:安全系数，取6.5H c：绳长，井深+井架高，取250 mp≥4500×10+1000×10= 20.94N/m 0.11170×103- 2506．5选用6×19右捻特号钢丝普通圆股钢丝绳，直径d=26 mm，单位重p=24.41 N/m，破断拉力和Qq=439500 N，σB=1700 N/mm，钢丝直径δmax=1.7 mm。

2、安全系数验算m a =Qq=439500= 7.19 >6.5 Qg+QZg+pHc4500×10+1000×10+24.41×250式中各符号与上式相同。

当提升机提人时，一次最多提6人，一人平均按75Kg算，则m a =Qq=439500= 21.6 >9 Qg+QZg+pHc450×10+1000×10+24.41×250所选钢丝绳合格。

四、提升机选择1、卷桶直径D70d=70×26=1820 mm1100δ=1100×1.7=1870 mm选用D=2000 mm的2JK-2.0/20双卷筒提升机，由设备表查得宽度B=1000 mm，最大静张力F j.max=60 kN，最大静张力差F jc=40 kN。

内蒙古自治区鄂托克旗千里沟白云煤矿主井提升设备选型计算书临汾市天宇新矿山设备制造有限公司主井提升设备选型计算书本选型计算是根据内蒙古自治区鄂托克旗千里沟白云煤矿矿领导的合理化建议，在太原市明仕达煤炭设计有限公司初步设计的基础进行的，由于时间短，基础资料不完善，是否合理请各位领导审核。

（一）、设计依据生产能力 60万t/a井口标高 +1591.21m装载硐室底板标高 +1220.0m装载高度 5m卸载高度 9m工作制度 330d/a,16h/d提升容器：箕斗型号： 4t 提煤箕斗本体质量（包含悬挂） 3650kg装载质量 4000kg本体高度 7.56m装载口距箕斗底高度 3.56m（二） 、设备选择1、钢丝绳绳端载荷： Qd=3650+4000=7650kg提升高度： H t =1591.21-1220+5+9+3.56=388.77m 悬挂长度： H c =388.77+7.56+6.5=402.83m最大允许提升速度： ［Vm ］=0.6t H =0.677.388=11.83m/s专用升降物料的立井提升的最大速度不得超过公式［Vm ］=0.6t H 钢丝绳选用30 18×7+FC 1770 B ZZ GB8918-2006型钢丝绳，d=30mm ；qk=3.51kg/m,δB =1770Mpa （钢丝绳的公称抗拉强度），Fq =1.283×494=633.802KN钢丝绳安全系数：m=g ×)H ×(c k d qq Q F +=9.81×402.83)×51.37650(633802+=7.1＞6.5（专为升降物料用的不得小于6.5）式中：Fq 为钢丝绳的全部破断拉力总和，NQd 为钢丝绳终端载荷；qk 为所选钢丝绳每米质量，kg/mHc 为钢丝绳的悬挂长度，mg 为重力加速度，m/s 22、提升机滚筒计算直径： D /g =（60-80）×d=80×30=2400mm其中d-已选定的钢丝绳直径，30mm计算最大静张力：Fjmax=（Qd +qk Ht ）g=(7650+3.51×388.77) ×9.81×10-3=88.43KN 计算最大静张力差：Fcmax=（m+ qk Ht ）g=（4000+3.51×388.77）×9.81×10-3=52.626KN 式中：m 为装载质量；根据以上计算，选用2JK-2.5/11.5E 型单绳缠绕式提升机，其主要技术参数如下：型号 2JK-2.5/11.5E滚筒直径 2.5m滚筒宽度 1.2m最大静张力 90KN最大静张力差 55KN滚筒数量 2提升速度 6.6m/s主机变位质量 13700kg减速比 10.5计算钢丝绳实际缠绕宽度： B=ππ×Dp ×2 2.5××)43(+++Lm Ht =ππ×2.528×2 2.5××)43(3077.388+++×（30+2.5）=969mm ＜1200mm式中：Dp=Dg+(Kc-1)d ；Dg 为卷筒直径，2500mm ；Kc 为缠绕层数，2层；d-已选定的钢丝绳直径，30mm3、电动机初选 Ns=η1000max Km gV ρ=0.92×1000 6.6×9.81×4000×15.1×1.25=404.66KW 式中：Ns 所需电动机功率，kwK 矿井提升的阻力系数，箕斗可取1.15；Vmax 提升机选定的最大速度，m/sη减速器的传动效率，《煤炭工业矿井设计规范》规定，行星齿轮减速器可取0.92.ρ动负荷的影响系数，称为动力系数，箕斗可取1.2-1.3。

第一节主立井提升设备选型计算一、计算条件矿井年产量： n Q =150万吨/年 单水平提升，井筒深度: 300m; 箕斗卸载高度: 20m ； 箕斗装载高度: 15m ；松散煤的密度: 1.15T/3m ； 年工作日： n b =300 天 每天净提升时间： t =14 h 矿车型号： MG3.3C-9固定式矿车二、箕斗的选定 1、提升高度3002015335s z x H H H H m =++=++= 式中：s H 为井筒深度；z H 为箕斗装载高度； x H 为箕斗卸载高度； 2、经济提升速度7.32/m v m s ==≈ 3、一次提升循环估算时间x T 处估加速度a=0.8m/s2074.9mx m v H T s v a=++= 4、小时提升次数3600/48.05s x n T ==次； 5、小时提升量s A取提升不均衡系数C=1.15，提升能力宽裕系数f C =1.20415010 1.15 1.20492.5/30014n f n rA CC t h b t ⨯⨯⨯===⨯s A6、一次合理提升量492.510.2548.05t ==s s A Q=n 考虑为以后矿井生产能力加大留有余地，由多绳箕斗规格表1-4，选择名义载重量12t 的同侧装卸式JDS-12/110*4 箕斗，其主要技术规格如下：自重z Q =11.5t ； 全高14450r H mm =； 有效容积 13.23m ；提升钢丝绳数 4，尾绳数 2；实际载重量 Q=13.2⨯1.15⨯10≈151.8kN 三、选择提升钢丝绳和尾绳1、考虑到提升容器为多绳箕斗，拟采用四绳摩擦提升机，主绳根数214;1550/mm B n N σ==钢丝抗拉强度对于摩擦提升采用为宜。

2、钢丝绳最大悬垂长度c H 尾绳环高度15h H m = 初估井塔高j H =23m 提升高度 H=335m2333515372c j h H H H H m =++=++=2、估算钢丝绳每米重力'P取钢丝绳抗拉强度21550/,m 7a N mm σ==B 安全系数；'1P 0.11()c B c a Q Q n H m σ+=-=15.181000011.5100000.111550004(372)7.0⨯+⨯⨯-=28.68N/m选用6W(19)股（1+6+6/6）-1520-30-特-镀锌-顺捻钢丝绳作主绳。

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《规范》规定：有井底煤仓时为1.10~1.15;无井底煤仓时为1.20;----提升能力富裕系数。

2）提升速度：式中---提升距离，罐笼提升时：；箕斗提升时：。

3）一次提升时间估算：式中---提升正常加速度，通常；---容器启动初加速及爬行段延续的时间，取5~10s；---提升容器在每次提升终了后的休止时间，s。

4）一次提升量的确定：2.钢丝绳的选择1）钢丝绳的端部荷重：式中---容器的载重量，即实际一次提升量,kg；---容器（包括连接装置）的重量,kg。

2）提升钢丝绳的单重：式中---钢丝绳的公称抗拉强度，一般选=155~170；m----钢丝绳的静力安全系数；---钢丝绳的最大悬垂长度，m。

式中---尾环绳的高度，m。

式中S---两提升容器的中心距，m；对于单容器带平衡锤的提升系统，则为提升容器与平衡锤的中心距，m；---过卷高度, m；---提升高度, m。

式中---井底车场运输水平至在装载位置的提升容器底部的距离，在未最后确定前，一般按18~25m计算；---矿井深度；---井口至卸载煤仓的高度，在未最后确定前，一般可取13.5~14.5m ;---箕斗在卸载位置时，底部高出煤仓的高度，一般取0.3~0.5m。

3）尾绳单位长度重量计算：式中---尾绳设置的数量3.提升机的选择1）滚筒直径：；式中：---滚筒的计算直径，mm；---已选定的钢丝绳直径，mm；---已选定的钢丝绳中最粗钢丝的直径，mm。

2）提升钢丝绳作用在主导轮上的最大静张力和最大静拉力差：最大静张力的计算内容见下表所示，即重载侧的静拉力；最大静张力差式中：为轻载侧的静拉力，其计算内容见下表。

4.提升系统的确定1）井架高度的确定：（1）箕斗提升：a)无导向轮的提升系统：式中：---过卷距离的终点与点的高度，与井塔布置有关。

b)有导向轮的提升系统：i.导向轮布置穿过该楼层地板时：式中：---导向轮中心距楼层地板面的高度，m。