某矿立井井塔式多绳摩擦提升设备选型设计计算书.doc
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1、 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
2、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
3、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:218t/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:1.0510、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、提升高度计算 (m) 520.5+14.049+44.73579.279(m)式中井筒深度520.5m;卸载高度14.049m;装载高度44.73m. 二、合理的经济速度(m/s) 0.4 9.63 (m/s) 式中提升高度579.279
4、 m.三、估算一次提升循环时间 (s) 98.99 (s)式中初定主加速度值,箕斗可取;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;装卸载休止时间取 16s;四、估算一次合理的经济提升量 (t/次)式中矿井设计年产量220t/a;提升能力富裕系数;仅考虑:水平提升 取;不均匀系数;考虑井底设置煤仓 取 =1.15;年工作日300d; 日工作小时数14h 。根据一次合理的经济提升量,查表【8】选箕斗选择JDG16/1506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 17.6;箕斗最大终端载荷60t;提升主绳根数6根
5、;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 (二)、实际装载式中:标准箕斗有效容积,t; 煤的松散密度,考虑到,已能满足生产要求,故后面计算中取采用定量装载。(三)、计算一次提升循环时间 (四)、计算提升机所需的提升速度 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14.44(m/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计算 式中:主绳根数,; 一次有益提升质量kg;容器自身质量kg;t;钢丝绳抗拉强度;钢丝绳安全系数,7.2-0.0005Hc=7.2-0.0005633.6=6.
6、88;钢丝绳最大悬垂长度,m:提升高度,m; 提升容器卸载位到天轮中心线的距离m:,井塔高度,过卷高度10m,见2010版煤矿安全规程P213;导向轮半径1.5m;摩擦轮与导向轮之间的中心垂直高差; 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,查提升机表【8】初选提升机为JKM3.5/6()=3.5m;尾绳环高度,(m);=10+1.52.213.3(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:选钢丝绳类型,根据,和查钢丝绳技术规格表选主提升钢丝绳,选6(30)351700I乙镀,三角股钢丝绳,
7、左捻、右捻各三根,主要技术规格:钢丝绳抗拉强度:= 1700MPa; 钢丝绳直径:= 35mm; 钢丝绳每米长度质量:=4.756kg/m; 钢丝绳破断拉力总和:=816500N. 钢丝绳安全系数校验 :式中:钢丝绳破断拉力总和N, 钢丝绳安全系数(查2010版煤矿安全规程P215页). 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637平重柔性较好,货源易解决,故采用637点接触钢丝绳。计算平衡尾绳每米长度质量: 尾绳只承受本身质量,抗拉强度可选用=1400MPa,根据计算抗拉强度,查钢丝绳技术规格表选尾绳。主要技术参数: 选两根: 钢丝绳抗拉强度钢丝绳每米长度质量
8、= 11.074 kg/m 钢丝绳直径 再选一根: , 尾绳与主绳每米长度质量差:2.4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,提升机摩擦轮直径需按下列条件确定,井上用: , 绳中最粗钢丝直径。 , , 取3500mm。二、提升机选型 根据计算出的值取大值,查表选择提升机:JKM3.5/6()型多绳摩擦式提升机,主要技术参数: 主导轮直径 ;导向轮直径;最大静张力; 最大静张力差; 提升机变位质量; 导向轮质量。 2.5提升机与井筒相对位置计算 一、井塔高度 井塔高度,如图1所示,结合现场实际,井塔各部分尺寸如下:井塔高度50.95m;卸载
9、高度14.049m;容器(箕斗)全高15.6m,箕斗箱高度11.3m;过卷高度查规程, 取10m;箕斗箱顶部至防撞梁底之间的距离11.651 m,结合现场实际确定;防撞梁的底部到导向轮的中心线的距离6.65m;导向轮半径1.5m;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式中 两容器中心距离 2.2m; 导向轮半径1.5m;主导轮(摩擦轮)半径1.75m。三、确定围包角主导轮与导向轮中心距离 式中主导轮与导向轮之间的高差7.3m,对有导向轮时,钢丝绳在主导向轮上的围包角限制在之内,即。2.6按防滑条件确定加配重一、按静防滑条件求容器质量式中:矿井阻力系数,对箕斗
10、,罐笼; 静防滑安全系数=1.75; 一次有益提升质量16000kg; 主绳根数 6;每米长度质量4.756kg/m; 钢丝绳悬垂长度 633.6m;二、按动防滑条件求容器质量 式中 导向轮变位质量kg; 其余符合意义同前。 比较和, 取大者计算所需容器配重:2.7校验钢丝绳强度 一、加配重后钢丝绳终端载荷 二、计算钢丝绳安全系数 式中: 分别为主绳和尾绳根数,; 容器配重加配重后钢丝绳终端载荷36258kg; 分别为主绳和尾绳每米长度质量; 2根,1根;提升高度579.279m;提升容器在卸载位置至主导轮中心高差35.96m;提升容器卸载位到天轮中心线的距离36.9m; 尾绳环高度,17.3
11、5m; 值查规程:。2.8 校验提升机强度 一、钢丝绳最大静张力式中 容器配重质量5258kg; 容器自身质量 15000kg;其余符合同前。 二、钢丝绳最大静张力差式中 一次有益提升量,16000kg; 提升高度,579.279m; 尾绳与主绳每米长度质量之差 0.165 kg/m,; 满足要求。 2.9 衬垫比压验算 一、初选衬垫 2.10 提升系统变位质量一、预选电动机 电动机功率 式中 矿井阻力系数, 箕斗取1.15; 一次有益提升量 16000Kg; 最大提升速度10.39m/s;动力系数,箕斗取1.21.4 ,强迫通风取1.05;减速器效率,单机传动直流直联取0.98; 根据查电机
12、产品样本,选电动机。 电动机技术参数 :额定功率2050kw;额定速度;电动机过载倍数2.5;转子变位质量 720000 ;额定电压 750V。二、实际提升速度式中主导轮直径3.5m;速比,直流直联=1, 规程规定: 符合要求。三、提升系统变位质量 式中 一次有益提升量 16000kg; 容器(箕斗)的质量15000kg; 容器配重质量5258kg; 电动机转子变位质量, 导向轮质量2520kg;提升机变位质量11400kg。2.11 运动学计算 一、提升速度确定 主井箕斗提升机采用六阶段速度图。 二、提升加速度确定(一)、专门升降物料时。(二)、按充分利用电动机过负荷能力计算 式中 电动机过
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