某矿立井井塔式多绳摩擦提升设备选型设计计算书

第1章概述该矿是一座年产原煤320万吨的大型现代化矿井，新井采用主、副井混合多绳摩擦轮提升。

矿山南有京唐港，西有塘沽港，公路、铁路、海运极为便利。

矿业分公司煤种以肥煤为主，并有少量气肥煤和焦肥煤，拥有国内较为先进的大型综采设备，采煤机械化程度为100%；建有一座原西德引进设备、年入洗能力达400万吨的大型现代化洗煤厂。

洗煤采用分计入洗、块煤重介、末煤跳汰、煤泥浮选的联合工艺流程，主要产品有精煤、洗混块、洗末、煤泥等。

现年产9级和10级精煤90万吨，广泛应用于冶金、铸造、化工等行业。

随着煤炭开采的机械化程度的提高，矿井提升工作是重要环节，从井下采出的煤炭及矸石的提升，材料的下放，人员和设备的升降，都是由提升设备来完成的。

随着矿井开发深度的增加和一次提升量的增大，多绳摩擦式提升机在矿井生产中应用逐渐增加。

多绳摩擦式提升机最大的优点是适用于深井，完成单绳缠绕式提升机不能承担的提升任务。

当多绳摩擦轮提升机安装在井塔上时，减少了工业广场的占地面积，并为地面生产系统的布置创造了有利条件。

多绳摩擦式提升机是今后提升设备发展的方向之一。

本设计依据某矿新井现场条件，设计年产量为220万吨，做主井井塔式多绳摩擦提升设备选型，设计内容主要包括：矿井概况；提升容器、提升钢丝绳、提升机等提升设备选择；提升设备运动学与动力学计算；防滑计算与校验；绘制提升机房大厅设备布置图一张，绘制新井井筒设备平面图一张。

第二章 主井提升设备选型与设计2.1 设计依据1、井筒直径：7.8m ；2、设计年产量：218410 t/a ；3、年工作日：300d ；4、日工作小时：14h ；5、井口标高：30.5m ；6、二水平标高：—490m ；7、装载高度：44.73m ；8、卸载高度：14.049m ；9、散煤密度：1.053/t m ； 10、电压等级：6000V. 根据以上资料，现设计如下： 2.2 提升容器选择一、提升高度H 计算S x z = ++H H H H (m)＝520.5+14.049+44.73＝579.279(m)式中S H ——井筒深度520.5m ；x H ——卸载高度14.049m ；Z H ——装载高度44.73m.二、合理的经济速度j Vj V = ==9.63 （m/s ）式中H ——提升高度579.279 m.三、估算一次提升循环时间j Tj j jV HT a V =+++m q 1(s) =9.63579.27910160.759.63+++ ＝98.99 （s ）式中1a ——初定主加速度值，箕斗可取210.75/a m s £；μ——箕斗在卸载曲轨内减速或爬行所需附加时间，箕斗提升取10s ；θ——装卸载休止时间取 16s ； 四、估算一次合理的经济提升量m ¢n f jr 3600A a C T m b t¢创?¢=´4220101 1.1598.99=16.56360030014创创=创 （t/次）式中nA ¢—矿井设计年产量220410⨯t/a ； f a ——提升能力富裕系数；仅考虑：水平提升 取f 1a =；C ——不均匀系数；考虑井底设置煤仓 取 C =1.15；r b ——年工作日300d ；t ——日工作小时数14h 。

根据一次合理的经济提升量m ¢，查表【8】选箕斗选择JDG —16/150×6型多绳箕斗（注意：箕斗钢丝绳根数应与主提升钢丝绳根数一致），箕斗主要技术参数：箕斗名义载荷——16t ； 箕斗有效容积—— 17.63m ； 箕斗最大终端载荷——60t ；提升主绳根数——6根； 箕斗自身质量——15t ； 箕斗全高——15.6m. 五、计算实际一次提升量 （一）、定量装载实际一次提升量m m '=实（二）、实际装载m 实 1.05 1.7618.48(t /r V=??次）式中：m 实——标准箕斗有效容积，t ；r ——煤的松散密度，3/t m ， 1.05r =，考虑到16t /m =次，已能满足生产要求，故后面计算中取1600kg /m =次采用定量装载。

（三）、计算一次提升循环时间r x 'n f3600b t mC A a 鬃=鬃T '4360030014161.15220101创?=创?=95.62 （s ）（四）、计算提升机所需的提升速度mV ¢===10.39（m/s ）提升机的最大提升速度应符合《煤矿安全规程》的规定： 对立井箕斗£V m 14.44(m/s)mV ¢m 10.3914.44m s s=< 满足要求.2.3 提升钢丝绳选择一、主井提升钢丝绳每米长度质量p m 计算()z 1p6bca11110m ¢s 创－/+≥ (kg m)m m n -H m()116000150006 2.49170011632.5896.91+==´-/(kg m) 式中：1n ——主绳根数，16n 根=；m —— 一次有益提升质量kg ；16m =t ；z m ——容器自身质量kg ；15z m =t ；b σ——钢丝绳抗拉强度；6170010a b σ⨯＝P ；a m ——钢丝绳安全系数，7.2-0.0005Hc =7.2-0.0005×633.6=6.88；C H ——钢丝绳最大悬垂长度,m ：()()j h m 579.279+36.9+17.35633.6C H =H +H +H ==¢m H ——提升高度，579.279H =m ；j H ¢——提升容器卸载位到天轮中心线的距离m ：'j t x 50.9514.04936.9()H H H =-=-=m ，t H ——井塔高度,t x r g md d0.75314.04915.6107.30.7548.074()2H H H H H R =++++=++++?mg H ——过卷高度10m ，见2010版《煤矿安全规程》P 213；d R ——导向轮半径1.5m ；md H ——摩擦轮与导向轮之间的中心垂直高差md 7.3m H =；r H ——箕斗(容器)全高15.6m ； 取50.95m （考虑防撞梁安装尺寸等）。

根据箕斗装载量16 m = t ,查提升机表【8】初选提升机为JKM3.5/6(Ⅲ)D =3.5m ；d 3D ＝m ；j 800kN F 轾=犏臌；[]C 230kN F =；m 14m/s V =h H ——尾绳环高度，h g 1.5H h S =+（m ）； =10+1.5×2.2＝13.3（m ）取17.35m （考虑楔型罐道安装尺寸等）。

S ——两容器中心距离（m ） ， S = 2.2m. 规程规定：90D d ≥350038.89(mm)90D d'=90== 选钢丝绳类型，根据b σ,p m 和'd 绳查钢丝绳技术规格表选主提升钢丝绳，选6△（30）—35—1700—I —乙—镀，三角股钢丝绳，左捻、右捻各三根，主要技术规格：钢丝绳抗拉强度：b σ= 1700MPa ； 钢丝绳直径：d = 35mm ；钢丝绳每米长度质量：p m =4.756kg/m ；钢丝绳破断拉力总和：p Q =816500N.钢丝绳安全系数校验 ：()()pa z p c a 6.88,8165009.98[]11600015000 4.756633.6106Q m 1(m+m )+m H g n m ³犏鬃犏臌>=轾++创犏犏臌1＝式中：p Q ——钢丝绳破断拉力总和N ，p 816500N Q =[]a m ——钢丝绳安全系数（查2010版《煤矿安全规程》P 215页）a 6.88m =.二、平衡尾绳选择平衡尾绳品种选择：采用重尾绳时提升有利。

考虑到圆股绳6×37平重柔性较好，货源易解决，故采用6×37点接触钢丝绳。

计算平衡尾绳每米长度质量q m ：q p6=4.7569.512(kg /m)3m m ??12n n尾绳只承受本身质量，抗拉强度可选用b σ=1400MPa,根据计算抗拉强度b σ，q m 查钢丝绳技术规格表选尾绳。

主要技术参数：选两根： 钢丝绳抗拉强度b 1400MPa σ'=钢丝绳每米长度质量 q m ¢= 11.074 kg/m 钢丝绳直径 56mm d '=再选一根： 1400MPa =ⅱσb q 6.553kg /m m =ⅱ ， 43mm ⅱd = 尾绳与主绳每米长度质量差：q q p pq q q p p()(211.074 6.553)6 4.7560.165(kg/m)n m -n m n m +m -n m =ⅱ?==?-?=D2.4提升机选择计算一、提升机摩擦轮直径的计算《煤矿安全规程》规定：落地式及有导向轮的塔式摩擦轮提升机，提升机摩擦轮直径D 需按下列条件确定，井上用：90D d ≥ ， 1200D δ≥δ——绳中最粗钢丝直径 2.5mm δ=。

90353150(mm)D ≥⨯= ， ()mm D ≥⨯1200 2.5=3000 ， 取3500mm 。

二、提升机选型根据计算出的D 值取大值，查表选择提升机：JKM ——3.5/6（Ⅲ）型多绳摩擦式提升机，主要技术参数：主导轮直径 3.5m D =；导向轮直径d 3m D =；最大静张力j 800kN F =；最大静张力差cmax 230kN F =；提升机变位质量j 11400kg =M ；导向轮质量x2520kg m '=。

2.5提升机与井筒相对位置计算一、井塔高度j HH t x r g x md =+++0.75+H H H R H井塔高度j 50.95H =m 前面已计算，如图1所示，结合现场实际，井塔各部分尺寸如下：t H ——井塔高度50.95m ；x H ——卸载高度14.049m ；H r ——容器（箕斗）全高15.6m ，箕斗箱高度11.3m ；g H ——过卷高度查《规程》， 取10m ； 1H ——箕斗箱顶部至防撞梁底之间的距离11.651m ，结合现场实际确定； 2H ——防撞梁的底部到导向轮的中心线的距离6.65m ；d R ——导向轮半径1.5m ；md H ——摩擦轮与导向轮之间的垂直高差7.3m 。

二、确定主导轮与导向轮之间的水平距离0L0d m +-=2.2+1.5-1.75=1.95m L S R R =式中 S —— 两容器中心距离 2.2m ；d R ——导向轮半径1.5m ；m R ——主导轮（摩擦轮）半径1.75m 。