矿井提升选型设计样本

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≥1.2

C——提升不均匀数有井底煤仓c=1.15

t——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。主要参数如下：

型号：JL-6 名义装载质量6t

有效容积：6.6m3提升钢丝绳直径：43mm

钢丝绳罐道直为32～50mm；数量为4个

刚性罐道：2个380N/m钢轨箕斗质量：5t

最大终端负荷：12t 最大提升高度：700m

箕斗总高：9450mm 箕斗中心距：1370mm

适应井筒直径：4.5m 适应提升机型号：2JK-3（3.5）箕斗实际载货量Q=5×0.92=4.6t

箕斗选定后因实际载重与经济提升量一般情况下不相等，所以要按照实际载重，重新估算一下完成生产任务所需提升循环时间T`x：T`x≤3600btQ/Ca f A a＝3600×300×18×6/(1.15×1.2×900000)

＝93.9(秒)

式中：Q――实际载重量6t

从而可以估算出完成生产任务所需提升速度的最小值V`：

V`≥[a(T`x－u－θ)－√a2(T`x－u－θ) 2－4Ah

≥[0.8(93.9－10－10)－√0.82×73.9 2－4×0.8×306]/2

≥4.48(米/秒)

选定提升机时按V`确定提升速度Um、减速器减速比以及电动机转速n e等。

三、提升机及提升电动机的选择

1、滚筒直径：D′=80d=80×43=3440mm

D″=12002.2

δ=2640mm

=

1200?

最大静张力：Fj=Q+Q Z+PH-qH h=11000＋46×306=124076N

最大静张力差：Fc=Q+PH-qH=50000+46×306=64076N

上式中：H h——尾绳环高度

q——尾绳子每米重力，无尾绳时q=0

根据上列四值“D′、D″、Fj、Fc”选提升机的直径为D=3.5m，

卷筒的宽度B=1.7m。

滚筒缠绕的宽度： B′=1.64

因B＜B′＜2B 所以缠绳子两层

2、计算确定的提升速度：按Vm=3.14D n D/60i列表如下：

从表中查出Um=5.893为提升速度，对应的减速为i=11.5，转为不大于750r/min。

提升机的型号基本技术参数如下：

型号：2JK-3.5/11.5 卷筒直径：D=3.5m

卷筒宽度：Ｂ＝1.7m []

FC=115000N，

m ax

m ax

Fj=170000N，[]减速器输出最大动扭矩Mmax=200KN.m

变位重量：G=23.5t

两卷筒中心距S=1.84m。

3、估算电动机功率：P′=KQUmφ/1000η=476.8KW

式中：K——矿井阻力系数：1.15,

φ——动力系数1.3

η——减速器效率两级减速为0.85

按P值及与Um对应的电机转数No,预选电动为：YQ500-12/1180

型绕线型电机，其技术参数：Pe=500KW,Ne=492r/min,ηd=0.91 GD 2=6620N.㎡λ=2.7

4、选定天轮：

天轮直径：D ‵t=80d=80×43=3440mm D 〝t=1200δ=1200×2.2=2640mm 按上值选定天轮的型号为：TSG

19

3000

型，变位质量：Mt=781khg 四、提升机与井口的相对位置 1、滚筒直径：

3360

8.2120012003440438080'

''=?===?==δD d D

最大静张力：h z j qH PH Q Q F +++=

T 1.130100031663.611=+÷?+=

最大静张力差：qH PH Q F c -+=

T 1.8100031663.66=÷?+=

选滚筒直径为3.5m ，查表2-2-1得2JK-3.5/20型 提升机具体参数如下：

滚筒个数：2个 滚筒直径：3.5米 滚筒宽度：1.7米 两卷筒中心距：1840mm 两滚筒间距：140mm 钢丝绳最大静张力差：115KN 钢丝绳最大静张力：170KN 最大钢丝绳直径：43mm 减速比：20 提升高度(最大)：1000m 电机转速：750转/分 提升速度：12m/s 卷筒中心高：700mm 提升机复位质量：24.5T 电动机最大转矩：15KN 减速器最大扭矩：300N ·m

计算滚筒上缠绕宽度B ˊ：

()()m d D H B 5.1154434335.314.330316330'==+??

? ??+?+=+??

? ??++=επ

B ′

2、估算电机功率：

?ηj

m

KQV P 1000'=

式中：K —矿井阻力系数，K=1.15

?—动力系数，?=1.3

η—减速器效率，η=0.85

KW P 19685

.010*******.1315.14'

=????=

由此可见，根据计算结果及提升机转速，查教材附表4， 选择YR-200-10/1430型电动机。

3、选定天轮： 天轮直径：

3360

8.2120012003440

438080''=?===?==δT

T D d D

根据上式，选用天轮直径为D T =3.5m ，型号 TSH3500/23.5， 具体参数为：

名义直径为：3500mm 绳槽半径为：23.5mm 钢丝全部断破总和为1420000N 两轴承中心距：1000mm 轴承中心高：255mm 变位质量：1133㎏

自身总质量：3640㎏ 四、提升机与井口的相对位置 1、井架高度

175.0++++=t g f x j R H H H H

m

3.40175.175.0101018=+?+++=

取H j =40米

式中：H x —卸载高度，取18m

H f —过放高度，取10m H g —过卷高度，取10m R t —天轮半径，取1.75m

2、提升机滚筒中心到井筒提升中心线间的水平距离L s ：

m D H L j s 2.315.35.3406.05.36.0'=++?=++≥

3、计算弦长L x ：

()()2

2

t S j

x R L C H

L -+-=

式中：C —滚筒中心线与井口水平的高差，取1.3m

()()m L x 1.2575.12.313.1402

2=-+-=

因Lx=25.1<60，满足要求 4、一层缠绕时内偏角：

()

x

n L B B a S arctg

22'

---=α 式中：a —两滚筒间的挡绳板间的距离，取2.3m

()48.11

.2525.17.12140.0840.1=?---=arctg

n α=1°28′<1°30′

5、钢丝绳的下出绳角：

满足要求

，

arcSin

arctg arcSin

arctg

L D D arcSin

R L C H arctg

x

t t

s j x ??=+=+=?++--=++--=159.167.92.74

.417

45.29367.2025

.35.375.12.314402β 五、运动学动力学 1、提升系统的变位质量 提升主绳全长为：

2

电动机变位重力：

()KN D d GD G d 24.125.3115012

2

2=?=???

??=

式中：GD 2d —电机转子的回转力矩 总变位重力：

式中：Q —箕斗载重量，8T

Q z —箕斗自重，5.5T P —每米钢丝绳重力，6.3N L p —主绳全长，438.03m