第7章矿井主要设备

母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书（矿井分册）第七章矿井主要设备7―1第七章矿井主要设备第一节提升设备一、主立井提升设备(一)设计基础资料本矿井设计生产能力6.0Mt/a，采用立井单水平开拓方式开发全井田。主立井担负矿井煤炭提升任务，井筒净直径φ6.5m，主井井口锁口盘面标高+1290.8m，井底装载水平标高+575.35m，井底水平标高+635.00m。煤仓上口位于井底水平。矿井工作制度为：年工作日330d，主井每天净提升时间16h。井下实行“四、六”工作制，三班生产，一班准备。(二)主立井提升系统设备订货状况主立井提升系统设备现已订货，提升系统装备一对45t立井多绳刚罐道箕斗，箕斗重量（包括防滑配重、滚轮罐耳、首尾绳悬挂装置）58t。提升机为JKM-4.5×6（Ⅲ）型塔式多绳摩擦式提升机一台。提升机配套交流调速同步电动机2台，单台电动机功率3300kW，电压6kV,转速55.2r/min。提升钢丝绳为进口48ZBB6×36WS+FC1770SS1652852型钢丝绳三根，48ZBB6×36WS+FC1770ZZ1652852型钢丝绳三根，每根钢丝绳公称直径48mm，参考重量852kg/100m，公称抗拉强度1570MPa，最小破断拉力总和1650kN，整根长840m。主立井提升系统采用井塔式布置方式。(三)主立井提升设备的计算和校验1．设计依据主立井井口锁口盘面标高＋1290.8m井口箕斗卸载点标高＋1310.5m井底箕斗装载点标高＋558.25m主井采用带式输送机上仓，煤仓上口位于井底水平。母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书（矿井分册）第七章矿井主要设备7―2提升容器中心距2750mm主立井井筒直径φ6.5m2.提升容器采用立井多绳45t提煤箕斗一对，箕斗采用外动力卸载。每个箕斗主要技术特征：箕斗与配重总质量(包括滚轮罐耳、首尾绳悬挂装置)58000kg箕斗名义载煤量45t斗箱高度18.0m装卸载方式异侧3.提升系统主立井提升系统见插图7-1-1。提升高度763.75m钢丝绳悬垂高度834.32m摩擦轮轴中心线距井口锁口盘面高度68.37m导向轮轴中心线距井口锁口盘面高度60.3m提升钢丝绳在主导轮上的围包角193°2′26″4.钢丝绳选型计算及安全系数校验(1)提升钢丝绳《煤矿安全规程》要求钢丝绳安全系数最低值：m＝7.2-0.0005×834.32＝6.78284。利用订货钢丝绳，进口48ZBB6×36WS+FC1770SS1652852型钢丝绳三根，进口48ZBB6×36WS+FC1770ZZ1652852型钢丝绳三根，每根长840m。单根钢丝绳技术参数详见提升主钢丝绳参数表7-1-1。表7-1-1提升主钢丝绳参数表名称单位参数主钢丝绳根数n1根6钢丝绳直径d1mm48公称抗拉强度σB1MPa1770最小钢丝破断拉力总和Qd1kN1652参考重量Pk1kg/100m852母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书（矿井分册）第七章矿井主要设备7―3图7-1-1主井提升系统图母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书（矿井分册）第七章矿井主要设备7―4钢丝绳安全系数计算值：6.93951＞6.78284订货钢丝绳符合要求。(2)平衡尾绳选用196×31ZABPD8×4×19147028101740GB/T20119-2006型扁钢丝绳两根，选用188×31ZABPD8×4×14147025001610GB/T20119-2006型扁钢丝绳一根，每根长度830m。单根钢丝绳技术参数详见提升平衡尾绳参数表7-1-2。表7-1-2平衡尾绳参数表名称单位参数钢丝绳尺寸宽×厚mm196×31188×31公称抗拉强度σB2MPa14701470最小钢丝破断拉力总和Qd2kN28102500参考重量Pk2kg/100m174016105.提升设备计算及检验(1)提升机选型利用矿方已订货提升设备JKM-4.5×6（Ⅲ）型多绳摩擦式提升机一台，主要技术参数见表7-1-3。表7-1-3主立井提升机主要技术参数表名称单位参数主导轮直径DNmm4500主提升绳根数n16绳间距mm300导向轮直径Dtmm4500允许最大静张力FjkN1500允许最大静张力差FckN460衬垫摩擦系数μ0.25衬垫比压MPa2.0提升机变位质量Gjkg26000导向轮变位质量QDkg7500(2)提升机技术参数校验母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书（矿井分册）第七章矿井主要设备7―5计算主导轮直径：Dg＝48×90＝4320mm＜4500mm计算天轮直径：Dt＝48×90＝4320mm＜4500mm计算钢丝绳最大静张力：FZ＝1428.3kN＜1500kN计算钢丝绳最大静张力差：Fc＝442.9kN＜460kN计算主导轮摩擦衬垫比压：q＝1.9MPa＜2.0MPa订货提升机符合要求。6.提升主电动机计算(1)电动机等效功率∑Fi2ti＝2.163×1012N2·s等效时间Td＝117.32s等效力Fd＝429380N等效功率Pd＝5695.8kW(2)电动机过载能力提升系统运行时出现的最大力值Fmax=714770N订货电动机为交流调速同步电动机两台，双机拖动，管道强迫通风方式通风冷却。电动机主要技术数据见表7-1-4。表7-1-4主立井主电动机参数表名称单位参数额定功率PNkW2×3300额定电压V6000额定转速nNr/min55.2转动惯量kg·m22×36000过载能力λ2电动机采用交-直-交变频调速控制方式。7.提升系统运动学计算按照提升设备订货依据，提升采用三阶段速度图，最大提升速度13.00m/s，加、减母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书（矿井分册）第七章矿井主要设备7―6速度a＝0.7m/s2。提升系统运动学计算参数详见表7-1-5。提升速度图见插图7-1-2。8.提升系统动力学计算(1)提升系统变位质量提升系统变位质量详见表7-1-6。表7-1-5运动学计算表序号名称单位计算公式计算结果1加速时间sT1＝V1/a18.572加速距离mH1＝V1t1/2120.7143减速制动时间sT3＝V3/a18.574减速制动距离mH3＝V3t3/2120.7145等速距离mh2＝Ht-h1-h3522.3226等速时间st2＝h2/V240.187一次运行时间sT0＝t1+t2+t377.328休止时间s409一次循环时间sTc=T0+θ117.32表7-1-6系统变位质量统计表箕斗质量Qz（kg）116000不平衡质量Q（kg）45000提升钢丝绳质量Qq（kg）42940.8平衡尾绳质量Qp（kg）41738提升机变位质量Qj（kg）26000天轮变位质量QD（kg）7500电动机变位质量Qd（kg）14222提升系统变位质量总和Σm（kg）293400.8(2)提升系统动力学计算上提重物时提升系统动力学计算参数详见表7-1-7。提升力图、功率图见插图7-1-2。9.提升主电动机校验电动机额定力FH＝497538N表7-1-7上提重物时动力学计算表运行阶段计算公式计算结果(N)加速段F1=kFc+Σm×a714770等速段F2=kFc509389减速制动段F3=kFc-Σm×a304009母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书（矿井分册）第七章矿井主要设备7―7图7-1-2提升速度图、力图、功率图母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书（矿井分册）第七章矿井主要设备7―8电动机过载能力Fmax/FH＝1.44电动机等效功率Pd＝5695.8kW电动机富裕系数ρf＝2×3300/5695.8=1.16订货电动机符合要求。10.提升系统防滑校验《煤矿安全规程》规定的摩擦提升安全制动减速度为：提升重载≤5m/s2，下放重载≥1.5m/s2。并且要求在各种载荷及提升状态下，保险闸发生作用时，钢丝绳都不出现滑动。对于恒减速液压站，在安全制动过程中制动力矩是自动调节的，不同工况（提升、下放、空运行）条件，制动力矩各不相同，但可保证安全制动减速度基本相同，设计取各工况安全制动减速度为1.5～1.6m/s2。同时，为提高提升系统安全性，设计还给出在采用恒力矩制动（一旦恒减速控制失效，可自动转为恒力矩控制）时的防滑计算结果。按下放重箕斗、上提空箕斗运行方式紧急制动减速度和空箕斗运行下放防滑极限减速度确定一级制动力矩及一级制动力，则：一级安全制动力矩为：2040000N·m。变位到提升机主导轮的一级制动力FZ＝906667N一级制动力矩倍数：k01＝2.05主立井提升系统防滑验算参数见表7-1-8。表7-1-8主井提升系统防滑计算表项目单位设计计算参数围包角193°2′26″一级制动力N906667运行状态空载运行满载运行提升系统总变位质量kg248400.8293400.8下放制动减速度m/s23.64341.5805下放允许极限减速度m/s23.70212.1704上提制动减速度m/s23.65664.5999上提允许极限减速度m/s23.71535.0995结论满足《煤矿安全规程》要求满足《煤矿安全规程》要求母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书（矿井分册）第七章矿井主要设备7―911.提升能力一次提升循环时间Tx＝117.32s。年提升能力An＝6.63Mt提升能力富裕系数1.1112.提升电耗∑Piti＝38.9045×104kW·s吨煤电耗WT＝2.58kW·h年耗电量Wn＝1625.4×104kW·h13.井塔及附属设施主立井井塔断面20m×28m，提升机大厅层摩擦轮轴中心线距离井口锁口盘面高度68.37m。提升机大厅层内设100t/20t超卷扬起重机一台，跨度18m，起重机轨面距提升机大厅层地坪高度为12m。井塔内设客货两用电梯一部，载重量1000kg，运行速度1.0m/s。二、副立井提升设备(一)设计基础资料本矿井设计生产能力6.0Mt/a，采用立井单水平开拓方式开发全井田。副立井承担全矿井运送井下人员、水泥砂石、锚杆、坑木、综采支架及其它材料的辅助提升任务。井筒净直径φ9.4m，副井井口轨面标高+1290.8m，井底轨面标高+635.00m。矿井工作制度为：年工作日330d，副井每天净提升时间12h。井下实行“四、六”工作制，三班生产，一班准备。(二)副立井提升系统设备订货现状副立井装备两套提升系统，其中一套为一个双层六绳特大罐笼+平衡锤，另一套为一个交通罐笼+平衡锤。双层六绳特大罐笼+平衡锤提升系统承担全矿主要辅助提升任务，交通罐+平衡锤提升系统主要用于升降零星人员。提升设备及提升容器已订货。母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书（矿井分册）第七章矿井主要设备7―10特大罐笼提升系统提升设备为JKM-5×6（Ⅲ）型塔式多绳摩擦提升机一台，提升机配套交流调速同步电动机1台，电动机功率2600kW，电压6kV,转速33.48r/min。提升钢丝绳为进口52ZBB6×36WS+FC1770SS19381000型钢丝绳三根，52ZBB6×36WS+FC1770ZZ19381000型钢丝绳三根，每根钢丝绳公称直径52mm，参考重量1000kg/100m，公称抗拉强度1770MPa，最小破断拉力总和1938kN，整根长790m。交通罐笼提升系统提升设备为JKM-1.6×4（Ⅰ）型塔式多绳摩擦提升机一台，采用减速机传动，交流异步电动机拖动。提升机配套异步电动机一台，功率160kW，转速735r/min，电压380V。副立井提升系统采用井塔式布置方式。(三)副立井提升系统的计算和校验1．设计依据副立井井口轨面标高＋1290.8m副立井井底轨面标高＋635.00m副立井井筒垂深655.8m特大罐笼系统提升容器中心距：3240mm特大罐笼系统提升方式单罐笼、平衡锤提升交通罐笼系统提升容器中心距：1200mm交通罐笼系统提升方式单罐笼、平衡锤提升副立井井筒直径φ9.4m由于本矿井井下辅助运输形式为无轨胶轮车系统，为使运送材料及小型设备的无轨胶轮车能够直接进出罐笼，且各种类型无轨胶轮车、综采工作面液压支架及井下大型设备和长材料能够较容易进出罐笼出井和下井，从而使辅助运输系统尽量简单。副