許家院煤礦主提升設(shè)備選型計(jì)算

　　　由于許家院煤礦采掘接替緊張，生產(chǎn)中排矸量大，目前采用從主井口煤、矸運(yùn)輸方式遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需要。為此按重煤設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)從+960車(chē)場(chǎng)處施工一條材料上山作為主提升道，作為材料及矸石提升，該提升巷斜長(zhǎng)約150米，上、下車(chē)場(chǎng)約50米，坡度15°，最大提升設(shè)備重量約13噸。結(jié)合公司彝安煤礦1#井絞車(chē)現(xiàn)為貴陽(yáng)高原礦山機(jī)械有限公司生產(chǎn)的JTP-1.6*1.2P型提升絞車(chē)，配置為90KW380V電動(dòng)機(jī)，變頻控制，最大提升速度為3.06m/s，鋼絲繩最大容量為640米，銘牌標(biāo)注鋼絲繩最大靜張力為45KN。經(jīng)過(guò)論證絞車(chē)不適合彝安煤礦，需進(jìn)行替換，故準(zhǔn)備將安裝在許家院煤礦作為主提升絞車(chē)。特對(duì)此進(jìn)行校驗(yàn)。

一、提升絞車(chē)基本參數(shù)：

1、提升絞車(chē)型號(hào)：JTP-1.6*1.2P

2、提升斜長(zhǎng)：150m，鋼絲繩提升全長(zhǎng)約200m,斜坡斜度：15度

3、采用變頻調(diào)速。

二、一次提升量的確定

1、提升斜長(zhǎng)

L=LS+LB=150+50=200m

2、一輛礦車(chē)中的矸量

G=ψγVC=0.9×1.6×1.1=1584kg

式中   ψ——裝滿系數(shù)，取0.9；

       γ——矸石散集密度，t/m3；

        VC——礦車(chē)容積，m3。

設(shè)每次提升矸石6車(chē)，車(chē)輛自重約550kg,故串車(chē)提升總量為6*（1584+550）=12804kg。

由于提升綜采設(shè)備單件最大重量可達(dá)13000kg，故可按最大提升重量13000 kg進(jìn)行校驗(yàn)。

3、連接器強(qiáng)度校核

Fg= G*g*(sinβ+cosβ)

=13000×10*(sin15°+0.015cos15°)

=35490N＜58800N

式中

G——最大提升件質(zhì)量,kg；

g——重量加速度，m/s

——礦車(chē)運(yùn)行阻力系數(shù)，一般可采用0.01~0.015。

連接器的強(qiáng)度（最大牽引力）一般為58800N

三、鋼絲繩的選擇

1、鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度

取井口至天輪長(zhǎng)L1=30m。

Lc=LS+ L1=200+30=230

2、鋼絲繩每米質(zhì)量P

　　查表選擇鋼絲繩

=1.7mm；P=2.444kg/m；Qg=400500N

3、鋼絲繩安全系數(shù)驗(yàn)算

mg=Qq/【G*g*(sinβ+ωcomβ)+P*L*g(sinβ+ωˊcomβ)】

=400500/【13000*10*(sin15+0.015com15)+2.44*230*10(sin15+ωˊcom15)】

=10.5＞ma=6.5

故選擇6*19-26-1666-特-光-右同GB1102-74鋼絲繩符合

四、提升機(jī)選擇

1、卷筒直徑D

選擇卷筒直徑的主要原則是使鋼絲繩繞經(jīng)卷筒時(shí)所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不要過(guò)大，以便保持鋼絲繩的一定承載能力和使用壽命

D≥60d=60×26=1560

D≥900=900×1.7=1530

選擇標(biāo)準(zhǔn)D=1.6m,符合要求。

2、卷筒寬度B

纏繞層數(shù)K=3

平均纏繞直徑

Dp=D+(K-1)d=1.6+（3-1）×0.026=1.652

卷筒寬度為

B=

=【200+30+〈3+4〉*3.14*2】*(26+3)/(2*3.14*1.652)

=710mm<1200mm.  符合要求。

式中  n——摩擦圈數(shù)，n=3

      K——纏繞層數(shù)；

      ——鋼絲繩圈間的間隔，=2~3mm；

      DP——平均纏繞直徑，m

五、預(yù)選電動(dòng)機(jī)

= （1.1*45000*3.06）/（1000*92）=157KW≥90KW。

式中   k——功率備用系數(shù)，主提升設(shè)備取1.05；

       ——傳動(dòng)效率，單級(jí)傳動(dòng)為0.92。

原90KW電機(jī)也不符合要求，應(yīng)選擇電動(dòng)機(jī)功率：160KW  660/1140 V。

六、運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算

1、速度圖參數(shù)的確定

（1）、最大提升速度Vm

安全規(guī)程規(guī)定斜井串車(chē)最大提升速度Vm為：用礦車(chē)升降物時(shí)，Vm＜5m/s，設(shè)定速度為3.06m/s。

（2）、初始加速度a0≤0.3m/s2

（3）、車(chē)場(chǎng)內(nèi)速度V0

甩車(chē)場(chǎng)V0≤1.5m/s；平車(chē)場(chǎng)V0≤1 m/s

（4）、加速度a1和減速度a3,設(shè)定為0.4m/s2。

（5）、摘掛鉤時(shí)間

甩車(chē)場(chǎng)=60s；平車(chē)場(chǎng)=60s。 

（6）、電動(dòng)機(jī)換向時(shí)間=5s

2、提升礦石

提升礦石采用對(duì)稱(chēng)七階段速度圖

礦車(chē)在井底車(chē)場(chǎng)中運(yùn)行的時(shí)間及行程

初加、減速階段

t1=30m*2/0.4m/s=150s

等速階段

L2=100m

t2=170/3.06=56s

（2）一次提矸循環(huán)時(shí)間

Tg=2(t1+t2) +θ=2（150+56）+10=422s

4、每小時(shí)提升量：

（1）上、下車(chē)場(chǎng)摘掛勾時(shí)間：120s

（2）每小時(shí)提升串車(chē)數(shù)n=60*60/2*（422+120）=6.6次

校核提升能力：

　　1、許家院煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為：Q=300kt/年,按矸石量為Q1=Q/3=100kt/年。即矸石車(chē)量全年為n=100000/1.584=631000車(chē)。

　　2、該絞車(chē)提升能力為：全年按300天生產(chǎn)，每天提升量時(shí)間按18小時(shí)計(jì)算：N=300*18*6.6*7=249480≥631000

　　故該絞車(chē)提升能力滿足要求。

　　結(jié)論

　　選用彝安的JTP-1.6*1.2P型提升絞車(chē)，需要更換其電動(dòng)機(jī)及電控系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)應(yīng)選用160KW、380V的變頻電動(dòng)機(jī)，同時(shí)配套相應(yīng)的電控裝置（變頻器容量應(yīng)選用200KW）。此絞車(chē)的提升能力滿足許家院煤礦的生產(chǎn)需要。

　　天力礦業(yè)管理公司    2011年11月28日