第七章-矿井提升设备选型计算

设计依据07:171⑴主井提升①矿井年产量An，t/年；②工作制度：年工作日br，日工作小时t。《煤矿工业设计规范》规定，br=300天，t=14h；③矿井开采水平数、各水平井深Hs及各水平的服务年限；④提升方式：箕斗或罐笼；⑤卸载水平与井口的高差（卸载高度）Hx，m；⑥装载水平与井下运输水平的高差（装载高度）Hz，m；⑦煤的松散密度，t/m3；⑧矿井电压等级。设计依据07:172⑵副井提升①井筒各水平深度Hs，m；②矸石提升量，若无特别规定，一般按煤炭产量的15%～25%计算；③最大班下井人数，一般按每天下井人数的40%计算；④矿车型号、规格；⑤每班运送材料、设备、炸药等的数量；⑥送往井下最大设备的尺寸和最重部件质量。设计内容07:173提升容器计算和选择提升钢丝绳计算和选择提升机滚筒直径的计算和选择天轮直径的计算和选择电动机功率初选提升机与井筒相对位置计算运动学及动力学计算初选电动机功率的验算主井提升吨煤电耗及效率计算副井提升最大班作业时间平衡表制定提升容器的选择计算07:1741.小时提升量Ah式中c—提升不均衡系数。《煤矿工业设计规范》规定，有井底煤仓时为1.10～1.15，无井底煤仓时为1.20；af—提升能力富裕系数。主井提升设备对第一水平留有20%的富裕能力。2.合理的经济提升速度m/s式中H——提升高度，H=Hs+Hx+Hz，m。提升高度愈大，其系数取值愈大。一般情况下，当H200m时取0.3为宜，当H600m时取0.5为宜。t/hnfhrAcaAbtHvj)5.03.0(此外，《煤矿安全规程》对提升速度作了规定①立井罐笼升降人员的最大速度不得超过0.5，并且最大速度的数值不得超过12m/s；②专为升降物料的立井提升，最大速度不得超过0.6。③对于斜井升降人员或使用矿车运输物料的最大速度不得超过5m/s；用箕斗提煤（或矸石）的最大速度不得超过7m/s；当铺设固定道床，采用重型钢轨时，箕斗提煤的最大速度不得超过9m/s。HH煤矿安全规程07:175提升钢丝绳的选择计算07:1761．提升钢丝绳的安全系数根据《煤矿安全规程》的规定，按最大静载荷并考虑一定安全系数的方法进行计算。安全系数是指钢丝绳各钢丝拉断力的总和与钢丝绳最大静拉力之比。《煤矿安全规程》对提升钢丝绳的安全系数ma作了明确规定。《安全规程》规定钢丝绳安全系数07:177第399条提升钢丝绳的检验应使用符合条件的设备和方法进行，检验周期应符合下列要求：（一）升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳，自悬挂时起每隔6个月检验1次；悬挂吊盘的钢丝绳，每隔12个月检验1次。（二）升降物料用的钢丝绳，自悬挂时起12个月时进行第1次检验，以后每隔6个月检验1次。摩擦轮式绞车用的钢丝绳、平衡钢丝绳以及直径为18mm及其以下的专为升降物料用的钢丝绳（立井提升用绳除外），不受此限。《安全规程》规定钢丝绳安全系数07:178提升钢丝绳规格选择计算07:179立井单绳缠绕提升钢丝绳的选择计算钢丝绳最大静载荷Qmax为：Qmax=mg+mzg+mpgHcm－一次提升货载质量,kg；mz－提升容器质量,kg；mp－提升钢丝绳每米质量，kg/m。HcHjHsHzA提升钢丝绳规格选择计算07:1710立井单绳缠绕提升钢丝绳的选择计算钢丝绳最大静载荷Qmax为：Qmax=mg+mzg+mpgHc设：σb为钢丝绳钢丝抗拉强度（N/m2）As为钢丝绳各钢丝断面积之和（m2）ρ0为钢丝绳线密度（kg/m），则需要满足HcHjHsHzAbsbsmaxzpc()aAAmQmmmHg提升机的选择计算07:17111、提升机卷筒（或摩擦轮）直径的确定选择卷筒（或摩擦轮）直径D的主要原则是使钢丝绳在卷筒（或摩擦轮）上缠绕时不致产生过大的弯曲应力，以保证钢丝绳的一定承载能力和使用寿命。理论和实践都证明，绕经卷筒和天轮的钢丝绳弯曲应力大小及其使用寿命，取决于卷筒与钢丝绳直径的比值。《煤矿安全规程》规定：根据上式计算D值后，从提升机规格表中选择标准提升机。90060120080DdDDdD井下安装地面安装缠绕式提升机70808090DdDDdD井下井上无导向轮井下井上有导向轮摩擦式提升机钢丝绳直径，mm钢丝直径，mm4绳摩擦提升机天轮07:1712天轮的选择计算07:17132、天轮的选择根据《煤矿安全规程》规定，天轮直径Dt按以下条件确定：天轮可分为固定天轮和游动天轮。井上固定天轮按结构形式有三种类型：当直径≤3000mm时采用整体铸钢结构，直径为≤3500mm时采用模压焊接结构，直径为＞4000mm时采用模压铆接结构。游动天轮轮体制成整体铸钢结构型式，采用光轴，其两端装有滚动轴承使其轮体既能在轴上滑动，又能随轴一起转动。tottot6090120080901200DdDDdD围包角不大于时井上围包角大于时tottot60909004090900DdDDdD围包角大于时井下围包角不大于时卷筒宽度的验算07:17143、卷筒宽度的验算卷筒上所需缠绕的钢丝绳总长度包括以下部分：⑴提升高度H，m；H=Hs+Hx+Hz⑵钢丝绳试验长度Ls，每6个月剁绳头5m。⑶为减少钢丝绳在卷筒固定处的拉力，按规定应保留3圈不动（称摩擦圈）；⑷多层缠绕时，为了避免上下层钢丝绳总是在一个地方过渡，需要在每季度将钢丝绳错动1/4圈，一般错绳圈数n’＝2－4圈。卷筒宽度的验算07:1715卷筒宽度的验算卷筒的宽度B：①单层缠绕时②多层缠绕时s(3)()HLBdDsp(3')[3]()HLnDBdkD相邻两绳圈间的间隙，一般为2－3mm多层缠绕时钢丝绳平均缠绕直径缠绕层数22p142kDDdd提升机强度校核07:17164、提升机强度校核从提升机规格表中，可查得提升机允许的最大静张力Fjm和最大静张力差Fjc，按下式验算提升机强度是否满足要求。（1）对于缠绕式提升机jmzpc()FmmmHgjcp()FmmHg提升机强度校核07:17174、提升机强度校核从提升机规格表中，可查得提升机允许的最大静张力Fjm和最大静张力差Fjc，按下式验算提升机强度是否满足要求。（2）对于摩擦式提升机①等重尾绳②重尾绳③轻尾绳jmz1pc()FmmnmHgjcFmgjmz1p02q0()FmmnmhnmHgjcFmgHjmz1p02qh[()]FmmnmhHnmHgjcFQH提升机与井筒相对位置的计算07:1718提升机安装地点选定后，要确定影响提升机相对位置的五个因素，即井架高度Hj、提升机卷筒轴线与提升中心线的水平距离、钢丝绳弦长、偏角和出绳角。它们彼此相互制约，互相影响。提升机与井筒相对位置的计算07:17191、允许最大内外偏角α2max、α1max的确定钢丝绳的偏角是指钢丝绳弦与通过天轮平面所形成的角度，有内偏角和外偏角之分。①偏角过大将会导致加剧钢丝绳与天轮间的磨损，降低钢丝绳的使用寿命，磨损严重时还会引起断绳事故。因此，《煤矿安全规程》规定，内外偏角不得超过1°30’。②如果内偏角过大，当钢丝绳缠绕卷筒时，绳弦与已缠绕到卷筒上的绳圈会相互接触，并产生磨损，这一现象称为“咬绳”，因此，最大内偏角α2max，不仅受《煤矿安全规程》的上述限制，同时还受不“咬绳”的限制。下出绳角β07:17206．下出绳角β出绳角β的大小，影响提升机主轴的受力情况，JK型提升机主轴设计时是以下出绳角β为15°考虑的。若β15°，钢丝绳有可能与提升机基础接触，增大了钢丝绳的磨损。对于JK型提升机要求满足β15°。j0tstxarctanarcsin2HCDDLRL塔式多绳摩擦式提升机相对位置的计算07:1721⑴井塔高度的确定井塔高度Ht为Ht=Hx+Hr+Hg+Hmd+0.75R为了防止过卷或紧急制动时容器冲上机房，一般在过卷高度内设置楔形罐道和防撞梁，用以强制容器停止运行和保护提升机，防撞梁设在楔形罐道的终点。摩擦轮与导向轮的高差过卷高度容器全高卸载高度塔式多绳摩擦式提升机相对位置的计算07:1722⑴井塔高度的确定井塔高度Ht为Ht=Hx+Hr+Hg+Hmd+0.75RHg——过卷高度。当提升速度小于10m/s时，应不小于提升速度值，但最小不得小于6m/s。当提升速度大于10m/s时，不得小于10m。现在倾向于统一为10m计算。Hmd——摩擦轮与导向轮间的高差。R——摩擦轮半径07:17page4123钢丝绳对摩擦轮围包角的计算07:1724塔式安装多绳摩擦式提升机，在有导向轮时，钢丝绳在摩擦轮上的围包角一般在195°以内，并按下式计算。R0——导向轮半径,mb——摩擦轮与导向轮中心距，mL0——摩擦轮与导向轮中心间的水平距离，mHmd——摩擦轮与导向轮间的高差。R2.25m时取4.5m；R=2.8m时取5m；R=3.25m时取6m；R=3.5m时取6.5md0md(arcsinarctan)180RRLbH提升电动机的初选07:1725初选电动机的依据是电动机的功率、转速和电压等级三方面的要求。①电动机的估算功率kW②电动机的估算转速r/min③初选电动机按上述计算出来的N与n，在电动机技术数据表中选择合适的电动机，所选提升电动机的转速应与计算数值相一致。此外，应选用过载能力较大者，以满足对电动机的过载能力要求。m1000jkmgvNDivnm60矿井阻力系数标准提升速度加、减速的影响系数减速器的传动效率休息一会儿……07:1726