背脊岭煤矿扩建工程轨道暗斜井

提升系统绞车选型计算

一、设计依据

1、矿井年产量：设计能力为150kt

2、出矸率按25%进行能力计算，其出矸量为37.5kt 3、提升任务：煤炭、矸石、设备材料 4、矿井服务年限：年 5、井筒倾角：β=25°

6、井筒斜长：L斜坡=293m（《初设》） 7、上部车场标高： m 8、下部车场标高： m

9、矿井工作制度： 年工作日br=330天，每日工作小时数t=16h 10、矿车形式：矿车容积1.1m3，自量m0=600kg，单个矿车的载货量煤炭m=1000kg/m3（或矸石1800kg/m3），矿车最大牵引力60000N。

11、提升方式：平车场单钩串车提升

二、选型计算 1、计算一次循环时间

计算中参数：斜坡最大绳速Vm=2.45m/s，加减速度为a1= a3=0.5m/s2；车场内加减速度为a1‘=a5’ =0.3m/s2，运行速度Ｖ0=1.5m/s；提升斜坡长L，上下车场取LH =LB＝30m，提升长度L=LB+L斜坡+ LH＝353m。一次绞车换向及矿车摘挂钩时间θ1＝25s。

⑴、重车在上、下车场运行阶段

初加、减速阶段：

t1，= t5， =

1.5＝ 5（s） 0.31L1， = L5，= ?1.5?5＝3.75（m）

2等速阶段：

L2，= L4，= 30-3.75＝26.25（m） t2，= t4，＝26.25＝17.5（s）

1.5⑵、重车在斜坡运行阶段 主加(减)速阶段：

2.45?1.5＝1.9 （s） 0.51L1＝L3＝?2.45?1.5??1.9＝3.75（m）

2t1＝t3＝

正常等速运行阶段：

L2＝ 353-（2×3.75+2×30）=285.5（m） t2=

285.5＝116.5（s） 2.45⑶、一次循环时间ＴX

TX ＝ 380.6（s）

⑷、轨道上山提升速度图：详见图1。

2、列车组的矿车数 ⑴、一次提升量

1.2?1.25?187.5?103?380.6Q1==5.4（t/次）

3600?330?16⑵、一次提升量确定串车个数

n=5.4/1=5.4（个）

⑶．按连接器强度校验矿车数

n≤

60000=8.6（个）

1600?0.4362?10⑷、按充分发挥绞车提升能力计算串车数 n≤

60000/10-2.07?353?0.6039＝7.96（个）

1600?0.4362从上述计算分析，选取串车中矿车数为n=5辆煤车（2辆矸车）。 3、选择钢丝绳

⑴、钢丝绳端荷重即钩头牵引力 F＝5×1600×0.4362 ×10

＝34896（N）＜ 60000N(矿车最大牵引力)

符合要求。

⑵、钢丝绳悬垂长度计算:

Lc=363.5m

⑶、钢绳单位长度的重量

取ma=6.5(参照《煤矿安全规程》)，预选6×19+FC-1670-24-(a)型钢丝绳，σB＝1670N/mm2

mp≥

5?1600?0.4362＝1.34(kg/m)

110?167/6.5?363.5?0.6039根据计算结果，选用6×19+FC-1670-24-(a)型钢丝绳，其绳径为24mm，pk＝2.07kg/m，全部钢丝绳破断拉力总和QZ=317000N，钢丝绳直径δ＝1. 6mm。

⑷．验算钢丝绳的安全系数 按n=5计算：

k=

317000

5?1600?0.4362?10?2.07?363.5?0.6039?10=8.04 ＞6.5 符合《煤矿安全规程》要求。

4、提升绞车选择 ⑴、绞车滚筒直径

按“煤矿安全规程”计算：

Dg≥60×24=1440(mm) Dg≥900×1.6=1440 (mm)

预选Dg＝1.6m。

⑵、提升系统最大净拉力 按n=5计算：

Fmax=5×1600×0.4362×10+2.07×231.5×0.6039×10 =39.44 (kN) ＜45kN（提升绞车最大净张力）

⑶、绞车滚筒宽度

Bg=??363.5?30?7?3.14?1.6???24?2.5?=828 (mm)

3?3.14?1.457??根据计算: 可预选JTPB-1.6×1.2/20型电控绞车，滚筒直径1600mm，滚筒宽度1200mm；提升绞车最大净张力为45kN，绳径Φ24mm(标配Φ24.5)；提升高度（滚筒容绳量）640m/三层；最大提升速度vmax＝2.45m/s。

⑷、预选电动机功率 按n=5计算：Pe=

1.1?39440?2.45=125.05 (kW)

1000?0.85从上述计算知：绞车选用功率125kW（标配）、电压0.66kV的隔爆型绕线转子三相异步电动机（10极）。

三、提升能力验算 1、年实际提升能力 当n=5时：

AN’=

3600?330?16?5?1

1.25?380.6=208092 (t)= 208.092 (kt)

2、提升能力富裕系数

at＝208.092/187.5＝1.11

从计算知：当串车数5个（煤车）时，年实际提升能力可达208.092 kt，满足矿井煤矸总量187.5kt/a的提升要求。富裕系数偏小。

四、提升系统

轨道上山提升系统详见图2。 1、天轮选择

天轮按DK≥40×24=960mm，选取1000mm。选用游动天轮，型号规格参数如下：

型号：TD－1000/800， 天轮直径 1000mm， 钢丝绳直径Ф24，最大游动距离800mm，两轴承中心距离1250mm。

2、井架（天轮台）高度

HJ＝40×tg5°-0.5

＝3.0（m） 取3m,符合设计规范要求。

3、井口至井架中心水平距离

LJ＝2＋18＋20＝40（m） 4、按允许偏角计算钢丝绳最小弦长 单钩提升：

1.2?0.8LXmin＝2?tg1030'＝7.63m 取11m。

5、滚筒中心至天轮中心水平距离

Ls＝112?(3?0.5)2＝10.7（m） 取9m。 6、钢丝绳外偏角核算（单钩提升） 外偏角αk＝tg-1

1.2?0.8=1°12’ < 1°30’ 2?11符合《煤矿安全规程》要求。