(完整版)矿井提升设备选型设计
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第三章矿井提升设备选型设计第一节提升方式的确定及提升设备选型依据一、矿并提升设备的作用矿井提升设备是矿井重要的大型机电设备之一,它是联系矿井井下与地面时主要生产设备.矿井提升设备的任务是提升有益矿物(煤炭、矿石等)和矸石,升降人员和设备,下放材料等。
矿井提升设备的工作特点是在一定的距离内,以变速和匀速作往复直线运动,而且起动和停止频繁,因此它须具有良好的控制系统和完善的保护装置,以保证安全可靠地运转。
矿井提升设备的合理选型和正确的维护、管理和使用,对确保矿井提升设备的经济与安全运转具有重大的意义.二、矿井提升设备的组成部分矿井提升设备一般包活捉升机、电动机、提升钢丝绳、提升容器、天轮、井架、装卸载设备,以及电控设备与安全保护装置等.矿井提升机主要由缠绕机构(或主导轮)、减速器、联铀器、离合器、制动系统、深度指示器、液压站及操纵台等部分组成。
三、矿井提升系统根据提升方式的不同,矿井提升系统可分为以下几种:(1)竖并普通罐笼提升系统(2)竖井箕斗提升系统(3)斜井箕斗提升系统(4)斜井串车提升系统四、矿井提升设备的分类(一)按用途分类(1)主井提升设备,专供提升煤炭用的提升设备。
在特大、大和中型矿井,提升容器多采用箕斗,小型矿井多采用罐笼或矿车;(2)副井提升设备,专供提升歼石、升降人员、运送材料和设备的提升设备。
提升容器多为普通罐笼或翻转罐笼。
(二)按缠绳机构的型式分类(1)单绳缠绕式提升机,即等直径圆柱形卷筒提升机,多用于井深在350m以下的大、中、小型矿井提升,此外还有变直径圆柱圆锥形卷筒提升机;(2)多绳摩擦式提升机,适用于井筒较深、产量较大的矿井提升.(三)按井筒倾角分类(1)竖并提升设备;(2)斜井提升设备.(四)按提升容器分类(1)罐笼提升设备;(2)箕斗提升设备;(3)串车提升设备;斜井串车提升(5)吊桶提升设备。
(五)按拖动装置分类(1)交流感应电动机施动的提升设备;(2)直流电动机施动的提升设备;(3)液压传动的提升设备。
绪论提升方式一般可根据矿井年产量来确定:年产量小于30万吨的小型矿井,多采用一套罐笼提升设备完成全部的提升任务;年产量大于30万吨的大中型矿井,由于有提升煤炭及辅助提升的任务较大,一般均设主、副井两套提升设备。
主井采用箕斗提升煤炭,副井采用罐笼完成辅助提升任务。
对于年产量大于180万吨的大型矿井,一般主井需要两套箕斗提升设备,副井除配备一套罐笼提升设备外,有时尚需设置一套带平衡锤的单容积提升设备作辅助提升。
1.设计依据(1)矿井年产量An,150万t/a;(2)工作制度:即年工作日br,日工作小时数t,《煤炭工业设计规范》规定:br=330天,t=16h;(3)井筒深度Hs=240m;(4)卸载水平与井口的高差Hx=23m;(5)装载水平与井下运输水平的高差Hz=22m;(6)煤的松散密度,0.92t/m3;(7)提升方式:箕斗,单绳摩擦式提升;(8)矿井电压等级,6kv。
2. 设计的主要内容(1)计算并选择提升容器;(2)计算并选择提升钢丝绳;(3)计算滚筒直径并选择提升机;(4)计算天轮直径并选择天轮;(5)提升机与井筒相对位置的计算;(6)运动学及动力学计算;(7)电动机功率的验算;(8)计算吨煤电耗及效率。
二、提升容器容器的选型计算1、选择原则提升容器的规格是提升设备选型计算的主要级数参数,它直接影响提升设备的初期投资和运转费用。
在矿井提升任务和提升高度确定后,选择提升容器的规格有两种情况:一是选择大规格的容器。
由于提升同期较大,所需要的提升钢丝绳直径和提升机滚筒直径也较大,运转费用较少;二是选择小规格的容器。
因初期投资较少,所以运转费用较多。
那么,如何选择提升容器的规格才合理呢?这就是:一次合理提升量应该使得初期投资費和运转费的加权平均数总和最少。
根据确定的一次合理提升量,选择标准的提升容器。
2、选择计算(1)、确定合理的经济速度立井提升的速度 v j=0.4H式中 v j——经济提升速度,m/s;H——提升高度,m;H = H s + H x+ H z= 240+23+22=285H x——卸载高度,m ,23m;H z——装载高度,m ,22m;H s——井筒高度,m ,240m;对于井筒深度Hs,一般情况取中间值,即V j =0.4H进行计算V j=0.4285m==6.753m/s。
第三部分矿井提升设备选型设计设计原始数据主井提升:1、矿井年产量A=90万吨;2、工作制度:年工作300天,日工作18小时;3、矿井为单水平开采,井深4、提升方式为立井单绳缠绕提升;5、散煤容重r=0.9t/m³。
设计要求:1、矿井深度数H S=270米;2、装载高度H2=18M;3、卸载高度H X=18M;一、提升容器的选择在矿井年产量,工作制度一定的情况下,我们可以选择大容量容器低速提升,也可选择小容量容器以较高速度提升,这两种提升方式,前者因容量大,所需提升钢丝绳直径粗,提升机直径大,电动机功率大。
一般认为经济的提升速度为V j=(0.3~0.5)√H =米/秒式中 H——提升高度(米)一般情况下取中间值进行计算,即V j=0.4√306=7米/秒,对于箕升H=H S+H X+H Z=270+18+18=306(米)式中H S——矿井深度=270米;H X——卸载水平与井口高差(卸载高度),箕斗提升H X=18m.H Z——装卸高度,箕斗提升H Z=18m。
根据经济速度,可以估算经济提升时间T j=V j/a+H/V j+u+θ=7/0.8+306/7+10+10=72.5(秒)式中α——提升加速度,对于箕斗,可取0.8米/秒2。
u——容器爬行阶段附加时间,可暂取10秒(对于箕斗)。
θ——每次提升终了后的休止时间,可暂取10秒。
从而可求出一次经济提升量Qj =C·a f·A a·T j/3600bt=1.15×1.2×900000×72.5/(3600×300×18)=4.63吨/次式中A n——矿井年产量90(吨/年)a f——提升富裕系数,对第一水平要求≥1.2C——提升不均匀数有井底煤仓c=1.15t——日工作小时数(一般取18小时)b——年工作日(一般取300天)根据计算所得Qj从箕斗规格表中选取JL-6型立井单绳箕斗。
矿井提升机选型设计汇总一、选型设计原则1.根据矿井特点选择合适的提升机型号和规格。
不同的矿井具有不同的特点,例如矿山的井径、提升深度、产煤量等都会影响到提升机的选型。
因此,在选型设计过程中应根据矿井具体情况选择合适的提升机型号和规格。
2.不仅考虑提升能力,还要考虑安全性能。
提升机的主要功能是提升煤炭或矿石等物料,因此提升能力是选型设计的主要指标。
但是,为了保障矿工的安全,选型过程中还应考虑提升机的安全性能,如防爆、防腐蚀等。
3.考虑维修和运维的便利性。
二、选型设计步骤1.收集矿井的相关数据。
首先,需要收集矿井的相关数据,包括井径、提升深度、产煤量、矿石硬度等。
这些数据将为后续的选型过程提供依据。
2.确定提升能力需求。
根据矿井的产煤量和提升深度,确定提升机的提升能力需求。
一般来说,提升机的提升能力应超过矿井的产煤量,以确保生产过程的顺畅进行。
3.选择合适的型号和规格。
根据提升能力需求和矿井特点,选择合适的提升机型号和规格。
可以参考相关的技术资料和矿山设备供应商的建议,做出选择。
4.考虑安全性能。
在选型设计过程中,要考虑提升机的安全性能,如防爆和防腐蚀等。
可以选择具有安全认证和良好口碑的品牌和型号。
5.考虑维修和运维的便利性。
为方便后续的维修和运维工作,要考虑提升机的维修和运维的便利性。
例如,可以选择易损件更换方便、维修作业空间大等特点的提升机。
三、案例分析以一些矿山为例,该矿山的井径为4米,提升深度为1000米,产煤量为5000吨/天,需要选取一台提升机进行矿石的提升。
四、总结矿井提升机的选型设计是矿山生产中的重要环节。
在选型过程中,应根据矿井的特点选择合适的提升机型号和规格,同时考虑提升能力、安全性能和维修运维的便利性。
通过合理的选型设计,可以提高矿山工作效率,保障矿工的安全生产。
(冶金行业)矿井提升选型设计(优品)2.8 矿井提升选型设计2.8.1副斜井提升设备选型设计[1]。
1、设计依据上部车场标高+1433.0m 下部车场标高+1220.0m 井筒斜长545.13m 井筒倾角23°井底车场增加的距离25m串车车场运行距离25m最大件重量(液压支架、采煤机)10t最大班提升工作量:下井工人51人矸石20车沙石3车水泥1车坑木3车火药、雷管各1次饮水车1车油脂车1车掘进煤77车其它2车提升容器采用1t固定箱式矿车,矿车自重610kg,容积 1.1m3;装矸重量按1700kg、装煤重量按1000kg。
人车选用XRB15-6/6型,满载人数30,头车自重2200kg、挂车自重1200kg,最大牵引力5000kg。
平板车自重按1150kg计算。
井下+1220水平、井口均为平车场。
2、钢丝绳选择A=sinα+f1cosα= sin23+0.01cos23=0.3999B=sinα+f2cosα= sin23+0.25cos23=0.6209绳端荷重:提矸(串3辆车):Q d=3×(1700+610)×A=2771.56kg提煤(串5辆车):Q d=5×(1000+610)×A=3219.49kg提人(3个人车):Q d人= (2200+2×1200+30×75)×A =3189.49kg提大件:Q大件= (10000+1150)×A =4458.89kg 提升长度L t=545.13+25+25=595.13m钢丝绳悬垂长度:Lc= L t+50=645.13m钢丝绳单重(按提大件计算):p k===2.1764kg/m设计选择6V×18+FC-24-1670-特-右同型钢丝绳直径24mm单位重量 2.33kg/m抗拉强度1670N/mm2钢丝绳最小破断拉力360kN最小钢丝破断拉力总和42422.02kg(360000×1.156÷9.81)钢丝绳安全系数:提矸石:m矸==11.45>7.5提煤:m矸==10.22>7.5提人:m人==10.29>9提大件:m大件==7.86>7.53、提升机校核滚筒直径:D g≥80d=80×24=1925mm最大静张力(提大件):F j=Q d+p k L c B=4458.89+2.33×645.13×0.6209=5392.20kg=52.90kN最大静张力差:F c= F j=52.90kN选择JK-2/30E型单绳缠绕式提升机主要技术参数:滚筒直径2000mm滚筒宽度1500mm最大静张力60kN最大静张力差60kN传动比30变位重量:7242kg缠绳宽度(按双层缠绕):D p=D g+(Kc-1)d=2+(2-1)×0.024=2.024B'=(L t+L m+7πD g)(d+ε)/K cπD p=(593.7+30+7л×2)×(24+2.5)/(2π×2.024)=1391.31mm<B=1500mm因此,钢丝绳在滚筒上作双层缠绕,满足《煤矿安全规程》要求。
矿井提升设备的选型和设计矿井提升设备的选型和设计矿井提升设备是指在矿井或矿山生产中用于提升、运输物料的机械设备,具有重要的作用。
在矿山生产中,常常需要大量的机械设备来完成采矿、运输、挖掘等工作,其中矿井提升设备的重要性不言而喻。
在选择和设计矿井提升设备时,必须考虑到一系列因素,来实现设备的高效、稳定、安全运行。
本文将从矿井提升设备选型和设计的角度,探讨如何实现设备的高效、稳定、安全运行。
一、矿井提升设备选型1.1 设备的工作环境矿井提升设备的工作环境通常很恶劣,必须选择符合矿井环境的设备。
矿井深度、矿井温度、湿度、通风等因素都会影响设备的运行,因此我们需要选择具有高温、抗潮、耐磨、防爆、防腐等特性的设备。
例如,蒸汽起重机和手摇起重机通常不适用于矿井环境,可以考虑选用电动起重机或电液起重机,这些设备可靠性高,操作方便。
1.2 负荷情况负荷是指设备在工作过程中,所需承受的最大荷载。
在选型的过程中,需要考虑设备的负荷情况,来确定最适合负荷的设备。
在矿井提升设备中,钢丝绳和制动器是设备的主要受力部件,受力条件是影响设备负荷情况的重要因素。
因此,在选型和设计钢丝绳和制动器时,必须考虑设备的负荷情况,来确保设备的安全和可靠性。
1.3 运输距离运输距离是指矿井提升设备在工作过程中,需要运输物料的距离。
在选型的过程中,需要根据实际情况确定设备的运输距离,以便选择适当的提升高度和起重量。
例如,如果运输距离较短,可以选择起重量小、提升高度低的起重机,可以满足工程的需求;如果运输距离较长,需要选择起重量大、提升高度高的起重机,以满足工程的需求。
1.4 工作效率工作效率是指设备在工作过程中,完成单位工作量所需的时间。
在选型时,需要考虑设备的工作效率,来确定最适合该工程的设备。
提高设备的工作效率对于提升生产效率至关重要,在实际工程中,可以通过选用高速、高效的设备和优化设备的工作流程等方法来提高设备的工作效率。
二、矿井提升设备设计2.1 设备的结构设计矿井提升设备的结构设计对设备的运行安全和可靠性有着重要的影响。
提升设备选型设计一、提升设备选型设计原始资料:已知某矿矿井年产量为An=60万吨,矿井深度Hs=300米,装载高度Hz=18米。
散煤容重γ=0.9吨/m3或0.92吨/m3,单水平开采。
选择该矿主井采用双箕斗提升。
(一)、提升容器的选型1、最大提升速度的确定最大提升速度按下式确定:Vm=0.3~0.5H1/2式中 Vm——最大提升速度,m/s;3~0.5——系数,一般取其平均值,即0.4;H——提升高度,m;H=Hs+ Hx+Hz,式中Hs——矿井深度,m;Hx——卸载高度,箕斗提升Hx=15~25m;Hz——装载高度,m;带入数据得出Vm=0.4×(300+18+18)1/2=7.33m/s2、一次循环提升时间的确定一次循环提升时间按下式确定:T/=Vm/a1+H/Vm+μ+θ式中 T/——一次循环提升时间,s;a1——假定加速度,一般可取0.7~0.8m/s2;μ——箕斗在曲轨减速或爬行需要的附加时间,可取10s;θ——装卸载或换车时间,取10s;带入数据得出T/=7.33/6.8+336/7.33+10+10=75s3、一次提升量的计算一次提升量按下式计算:Q/=(af·C·A·T/)/(3600·br·t)式中 Q/——一次提升量,t/次;af——提升能力富裕系数,可取1.2;C——提升不均匀系数,可取1.15;A——矿井年产量,万t;br——300a;t——14h;带入数据得出:Q/=(1.2×1.15×600000×75)/(3600×300×14)=4.11 t/次4、选择箕斗及其规格根据计算出的数据,选择型号JL-4型箕斗,其主要技术参数如下:箕斗名义载重量4t,箕斗斗箱有效容积4.4m3,箕斗自重4400Kg,箕斗总高8560mm,箕斗中心距1830mm,提升钢丝绳直径¢37mm。
矿井提升设备的选型设计前言1、该矿井井田开拓为立井开拓方式,采区上山双翼工作面布置。
开采水平(井底车场)为-210m。
投产时井巷总长度8101.5m。
技改设计新增巷道总长度7869.5m。
矿井生产为“一面两头”,回采工作面走向长臂布置,工作面单体液压支柱配∏型钢梁支护,炮采放顶煤回采工艺。
技术改造利用井田保有二1煤资源储量1089万吨,保有二1煤工业资源储量865.6万吨,设计利用储量582.85万吨,可采储量437.14万吨。
矿井生产能力为30万吨/年,服务年限10.4年。
2、矿井主井井筒净直径4.6m,井深368m,装备一对JDG-4/60×4型标准箕斗,提升绞车为JKMD-2.25×4(I)E型落地式多绳摩擦式提升机。
3、矿井有双回路电源供电,一回路取自距该矿4.5km的超化变电站,供电电压35kv;另一回取自据该矿4.5km的鸿山变电站,供电电压10kv。
第1章井筒布置及装备主井为立井,断面为圆形,井筒净直径4.6m,净断面积16.6m2。
掘进断面22.9m2,采用混凝土浇灌支护,支护壁厚400mm。
井口标高+158m,井底标高-210m,井筒深度338m,落底于二1煤层地板岩层中。
井筒内布置一对标准箕斗、钢丝绳罐道、稳绳及通讯电缆等。
井筒特征表第2章提升设备2.1设计依据1、井型:An=30万t/a2、工作制度:年工作日330d,每天净提升时间16h3、井筒深度:Hs=368m4、装载高度:Hz=25.4m5、卸载高度:Hx=12m2.2提升容器的确定根据矿井年产量,主井提升容器选用JDG-4/60×4型标准四绳箕斗,用于全矿井的煤炭提升任务。
箕斗自重Qz=7416㎏(含首尾绳悬挂装置),载重量Q=4000㎏。
2.3 钢丝绳的选择1、绳端荷重Qd=Qz+Q=7416+4000=11416㎏2、钢丝绳悬垂长度Hc=Hs-Hz+Hh+Hx+Hg+Hr+0.75Rt+Hzx=368-25.4+11+12+6.5+10.9+0.75×1.125+5=388.8m式中:Hg —过卷高度6.5mHh —尾绳环高度 Hh=Hg+0.5+2S=6.5+0.5+2×2 =11mHr —容器高度 Hr=10.9m Rt —天轮半径Hzx —上下天轮垂直距离 Hzx=5m S —提升容器中心距 3、首绳单位长度重量计算Pk’=114161101101674(388.8)()7BQ d n H c mδ=??--=1.28㎏/m式中:δB —钢丝绳计算抗拉强度,取1670MPa m —钢丝绳安全系数,取7根据以上计算,首绳选用22ZAB-6V×30+FC-1670-307型钢丝绳左右捻各两根。
第一章矿井概述一、位置、交通及气象石炭井A矿位于石炭井矿区北部,南邻B矿。
本矿距大武口大西洗煤厂为33Km,距平罗车站44Km,距包头为498Km,距洒泉为999K m。
二、地形及地貌矿井地势北高南低,北部及东部且有高山环绕,井口内海拔标高在1480-1530之间。
三、气象本区呈大陆性气候,常年干燥少雨,最高气温为7月,38℃,最低气温为12月至次年1月,-28℃雨季在6-9月,最大降雨量为76mm,风季为1月至次年3月,风力可达10级且多属西北风,冻士深为0.3-1.2米.四、水文地质井口水文条件简单,本区气候干燥少雨岩层主要靠大气层降雨补给,地面水的经济条件好,岩层一般比较致密,渗透性极弱,煤层顶、底板岩层渗透系数一般为0.0001cm/s.井口内位于上游已修筑防洪堤,降雨后洪水可排出井田之外.五、地质构造本井田以单斜构造为主,地层走向,Ⅲ线以南为N15W倾斜25°左右,Ⅲ线以北渐转为N52°E,倾角60°左右,井田次级褶皱较发青,主要分布在石炭井断层上、下盘,对煤层影响不大。
六、矿井瓦斯、煤尘及发火本矿瓦斯相对涌出量为5.87m3/T日;CO2涌出量为11.54m3/日吨,属低沼气高CO2矿井。
煤尘爆炸指数29~39.2%;煤层发火期为6~12个月。
七、矿井可采煤层和储量本井田内具体有可采或局部可采煤层七层,二层煤为主要可采层厚度10米,煤层倾角16度,在向斜西翼线达25-40度,可采储量为8520万吨。
八、矿井开拓方式、开采水平及采煤方法本矿采用立井多水平上山式开拓,分两个水平开采,第一水平+1200,运输水平+1300,向风水平+1370;第二水平,运输水平为+1000。
采煤方法:对溥及中厚煤层采用单一走向多壁,全部垮落采煤法;对厚煤层采倾斜分层,金属网假顶,全部垮落采煤法。
第二章设计依据本矿井设计年产量为60万吨,矿井深度Hc=270米,装载高度Hz=18米,卸载高度Hx=18米,散煤容重0.92t/n3,年工作日300天,每天工作小时t=14小时,矿井电压等级6KV。
第三章矿井提升设备选型设计第一节提升方式的确定及提升设备选型依据一、矿并提升设备的作用矿井提升设备是矿井重要的大型机电设备之一,它是联系矿井井下与地面时主要生产设备。
矿井提升设备的任务是提升有益矿物(煤炭、矿石等)和矸石,升降人员和设备,下放材料等。
矿井提升设备的工作特点是在一定的距离内,以变速和匀速作往复直线运动,而且起动和停止频繁,因此它须具有良好的控制系统和完善的保护装置,以保证安全可靠地运转。
矿井提升设备的合理选型和正确的维护、管理和使用,对确保矿井提升设备的经济与安全运转具有重大的意义。
二、矿井提升设备的组成部分矿井提升设备一般包活捉升机、电动机、提升钢丝绳、提升容器、天轮、井架、装卸载设备,以及电控设备与安全保护装置等。
矿井提升机主要由缠绕机构(或主导轮)、减速器、联铀器、离合器、制动系统、深度指示器、液压站及操纵台等部分组成。
三、矿井提升系统根据提升方式的不同,矿井提升系统可分为以下几种:(1)竖并普通罐笼提升系统(2)竖井箕斗提升系统(3)斜井箕斗提升系统(4)斜井串车提升系统四、矿井提升设备的分类(一)按用途分类(1)主井提升设备,专供提升煤炭用的提升设备。
在特大、大和中型矿井,提升容器多采用箕斗,小型矿井多采用罐笼或矿车;(2)副井提升设备,专供提升歼石、升降人员、运送材料和设备的提升设备。
提升容器多为普通罐笼或翻转罐笼。
(二)按缠绳机构的型式分类(1)单绳缠绕式提升机,即等直径圆柱形卷筒提升机,多用于井深在350m以下的大、中、小型矿井提升,此外还有变直径圆柱圆锥形卷筒提升机;(2)多绳摩擦式提升机,适用于井筒较深、产量较大的矿井提升。
(三)按井筒倾角分类(1)竖并提升设备;(2)斜井提升设备。
(四)按提升容器分类(1)罐笼提升设备;(2)箕斗提升设备;(3)串车提升设备;斜井串车提升(5)吊桶提升设备。
(五)按拖动装置分类(1)交流感应电动机施动的提升设备;(2)直流电动机施动的提升设备;(3)液压传动的提升设备。
五、提升方式的确定在进行选择提升设备选型前,首先应确定合理的提升方式,它对提升设备的选型、对矿山的基建投资、生产能力、生产效率及吨煤成本和安全都会产生重要的影响。
一般提升方式可参考以下原则确定:(1)年产量大于300Kt的大中型矿井,由于提升煤炭及辅助提升的任务较大,一般均设主、副井两套提升设备。
主井采用箕斗提升煤炭,副井采用罐笼完成辅助提升任务。
(2)年产量小于300Kt的大中型矿井,根据提升情况可爱用两套罐笼提升设备,或用一套罐笼提升设备进行混合提升。
(3)对于特大型矿井(年产量大于1800Kt),一般主井需用两套箕斗提升设备,副井除配备一套罐笼提升设备外,有时还需要设置一套带平衡锤的单容器提升设备作辅助提升。
在确定提升方式时,除考虑年产量这一主要因素外,还要考虑以下几个因素:(1)在矿井同时开采煤的品种多于两种,要求不同品种的煤分别外运时,应考虑采用罐笼作为主井提升设备。
(2)对为的块度要求较高时,就考试采用罐笼作为主井提升设备。
(3)地面生产系统靠近井口时,采用箕斗提升可以简化后续的生产流程,若远离井口,需要轨道运输,应采用罐笼提升。
(4)单水平开采,多采用容器提升;多水现时平开采的矿井,应采用单容器加平衡锤的提升系统。
(5)对于斜井,目前应采用单绳缠绕式提升机;竖井年产量超过600Kt,井深超过350m的矿井,应考虑采用多绳摩擦式提升机。
(6)矿井若分前、后期两个水平开采,提升机和井架应按最终水平选择,提升容器、钢丝绳和提升电动机可按第一水平选择,在井筒自觉至第二水平时,根据具体情况再更换。
以上所述,仅是确定提升方式的一般性原则,在具体设计工作中,要根据矿井的具体情况,提出多种可行性方案,再通过技术经济分析并考虑我国提升设备的生产和供应情况,才能合理地确定提升方案。
六、选型设计的主要内容(一)设计依据1.主井提升(1)矿井年产量A n(万吨);(2)工作制度:年工作日b (天),每日工作t(小时);(3)矿井开采水平数,各水平井筒深度H s(m)及服务年限;(4)卸载高度H x,m;(5)装载高度H z,m;(6)提升方式:箕斗或罐笼;(7)煤的散集密度 ,t/m3;(8)井筒断面尺寸,井筒中布置提升设备的套数;(9)矿井电压等级(10)副井提升:2.副井提升(1) 矿井年产量An (万吨);(2) 工作制度:年工作日b (天),每日工作t(小时):(3) 矿井开采水平数,各水平井筒深度Hs(米)及服务年限;(4) 矸石年产量:如无特别指出,一般可按煤产量的15~20%估算; (5) 最大班下井人数、材料消耗量、需运送设备数量、炸药等下井次数。
(6) 矿车规格;(7) 井筒断面尺寸,井筒中布置提升设备套数; (8) 井上、井下车场布置形式; (9) 矿井电压等级。
(二)提升设备选型设计的主要内容包括: (1) 计算并选择提升容器 (2) 计算并选择提升钢丝绳 (3) 计算滚筒直径并选择提升机 (4) 计算天轮直径并选择天轮 (5) 提升机与井筒相对位置的计算 (6) 运动学及动力学计算 (7) 电动机功率的验算(8) 计算吨煤电耗及效率(对于主井提升)(9) 制定最大班作业时间平衡表(对于副井提升)第二节 立井单绳缠绕式主井提升设备的选型设计一、提升容器的选择立井提升容器主要是箕斗和罐笼。
在同等条件下,箕斗与罐笼相比,质量小,所需井筒断面小,装卸载快,提升能力大,电动机功率小,提升效率高,便于实现自动化。
缺点是用途单一,需设置煤仓及装卸载设备,需另设辅助提升设备,井架较高,井筒较深。
可根据矿井生产能力的大小确定提升容器的类型。
提升容器的类型确定后,就要计算提升容器的容量,并从容器规格表中选择标准容器,也可根据现场要求自行设计非标准容器。
在矿井年产量、工作制度一定的情况下,可以选择大容量容器低速提升;也可以选择小容量容器高速提升。
这两种提升方式,前者因容器大,所需提升钢丝绳直径粗,提升机直径大,电动机功率大,设备初期投资高,但运行电费低,后者则反之。
在实际工作中确定提升方案时,要先对两种方案进行选型计算,从初期投资,运行电费等各方面进行技术经济比较,考虑现场特殊需要,确定经济合理的提升方案。
在做方案设计时,可采用经济提升速度的方法。
一般认为经济的提升速度为:H U j )5.0~3.0(= (m/s ) (3—1)式中 H — 提升高度(m );一般情况下取中间值进行计算,即 H U j 4.0=;对于箕斗提升 Z X S H H H H ++= (m ); (3—2)式中 S H —矿井深度;X H —卸载高度,箕斗提升X H 可取15~25m ;罐笼提升X H 可取为0; Z H —装载高度,箕斗提升Z H 可取18~25m ;罐笼提升Z H 可取为0;根据经济提升速度,可估算经济提升时间:θ+++=u U HaU jj j T (3—3) 式中 a —提升加、减速度(开始可假定加、减速度相等),对罐笼可暂取为0.7~0.75m/s 2;对箕斗可暂取为0.8m/s 2;u — 容器爬行阶段附加时间,对罐笼可暂取为5s ;对箕斗可暂取为10s ; θ— 容器装卸载休止时间,可暂取为10s ;一次经济提升质量为:btT A Ca j n f j 3600Q =(吨) (3—4)式中 n A — 矿井年产量(吨/年);f a —提升富裕系数,对第一水平要求f a ≥1.2;C — 提升不均匀系数,有井底煤仓C=1.15;无井底煤仓C=1.2; t — 日工作小时数,取14小时; b — 年工作日,取300天;根据计算所得j Q ,从表3—1立井单绳箕斗规格表中选取一次提升质量与之相近的标准箕斗;写出所选箕斗的型号,容器质量(kg ), 有效容积(m 3)及两箕斗在井筒中的中心矩S (m )等参数。
实际一次提升质量Q (吨)为:Q=Vρ(3—5)式中 V —箕斗的有效容积,m 3;ρ—货载的散集密度;t/m 3。
箕斗选定后因实际提升质量与经济提升质量一般情况下不相等,所以要按实际提升质量Q ,重新计算一下完成生产任务所需要的最大一次提升循环时间XT ': Q A Ca btT nf X3600≤' (3—6)表3—1 立井单绳箕斗规格表由此可估算出完成生产任务所需提升速度的最小值V ':()()2422aH u T a u T a V x X---'---'≥'θθ (m/s ) (3—7)V '可作为选择提升速度的依据,实际提升速度m V 应根据实际所选提升机直径、减速器减速比、提升电动机的额定转速计算。
关于 m V 选择见提升机及提升电动机的选择部分。
二、提升钢丝绳的选择立井单绳缠绕式提升一般选用6×19的钢丝绳,如条件许可也可选用线接触钢丝绳或异型股钢丝绳。
钢丝绳品种选定后,就要具体确定钢丝绳的直径和型号参数。
提升钢丝绳的选择按《煤矿安全规程》的规定,应采用最大静载荷来进行计算并考虑一定的安全系数。
各种提升设备用的钢丝绳,悬挂时的安全系数,必须符合下列规定: (1)专用于升降人员的,不低于9;(2)升降人员和物料用的,升降人员时不低于9,升降物料时不低于7.5; (3)专用于升降物料的,不低于6.5;(4)多绳摩擦提升钢丝绳,专用于升降人员的,不低于9.2-0.0005C H ;升降人员或升降人员和物料用的, 升降人员时不低于9.2-0.0005C H , 升降物料时不低于8.2-0.0005C H ;专用于升降物料的7.2-0.0005C H ;以上各式中 C H —钢丝绳悬垂长度; 对于立井单绳缠绕式提升钢丝绳悬垂长度:Z S j C H H H H ++= (3—8)式中 j H —井架高度,m ;在井架高度尚未精确确定前,可近似选取为:罐笼提升,15~25m; 箕斗提升30~35m ;可按式(3—9)计算单绳缠绕式提升钢丝绳每米重力p :CaBZ H m gQ Q p -+≥σ11)( (N/m) (3—9)式中 Q Z —容器质量kg ; Q —次提升质量kg ;B σ —钢丝绳中钢丝的抗拉强度(Mpa=N/mm 2);提升钢丝绳B σ可取为1550 Mpa (新国标1570)或1700 Mpa(新国标1670)。
计算出钢丝绳每米重力p 后,可从表3—2钢丝绳规格表中选每米重力稍大于p 的钢丝绳,并查出该绳全部钢丝破断力之和q Q (N )及其它参数。
可按式(3—10)验算选定钢丝绳的实际安全系数CZ qa pH Q Q Q m ++=g )( (3—10)若a m 不小于规程规定,则此绳可用,写出钢丝绳标号: 例如:6×19,直径为34 mm,B σ为1700 Mpa ,钢丝的韧性Ⅰ号,光面,右同向捻的钢丝绳,钢丝绳标号为:钢丝绳6×19—34—1700—Ⅰ—光—右同GB1102-74 还要查出钢丝绳的每米重力p ,钢丝直径δ;若a m 不满足规程规定,则需重选钢丝绳。