永乐煤田副井设备选型设计.doc

永乐煤田副井设备选型设计设计依据1、矿井年产量300万吨，含矸率15，考虑到运输不均匀系数，则最大班出矸量为800吨；2、最大班下井人数700人；3、采用mg1.7-6a一吨半固定车箱式矿车，矿车自重9754=3900公斤，容积v1.7，装矸量q27004=10800公斤；4、该矿只有一个开采水平，矿井深度为h500米。一 选择提升容器、并确定布置方式由于该矿只有一个开采水平，为了充分利用设备能力，决定采用双罐笼提升系统。采用合理的济提升速度vmvm=0.4h=0.4500=8.94米/秒选择gdgy1.5k4/1954 1.5吨双层单车多绳罐笼,罐笼自重qz=17000公斤,全高hr=12.36米,每层可乘人数35人,为了缩短每班运送人员时间,两层可同时进出人员,每层两侧也可同时进出人员,为此在井上下相应位置要修建出入平台。根据地形条件，本矿采用井塔式布置。二 选择主提升钢丝绳和尾绳1、主提升钢丝绳（1）钢丝绳终端负荷重g提升矸石：gqqzqc =27004+17000+975431700公斤提升人员：每人体重按70公斤计算gqqz235701700021900公斤（2）计算钢丝绳单位长量p：按提升矸石算p=g/n(1.1b/m a )-hc =31700/4(1.117700/7.9235)-573=3.78公斤/米式中：n=4，b=177公斤/毫米hchhjhh=500+50+23573米hj暂取30米 hh23米hhhlhg0.52s =2100.522.20816.916米式中：hl 2米hg 10米s 2.208米 m a8.2-0.0005 hc8.2-0.00055737.9235考虑日后需要提升液压支架，需要选用6v36+fc- 钢丝绳左右捻各两根。其规格为d=44 p=7.84kg/m =123000kg，2、尾 绳：采用两根尾绳，n2单位长度质量： （公斤/米）式中 选择型号为，规格为的扁尾绳，q15.10公斤/米本系统为轻尾绳提升系统。 =2q4p47.84215.101.16公斤/米3、验算主钢丝绳的安全系数n qq/gnp hjnq(hhh)=4123000/2100047.8430215.10（50016.916）=13.1钢丝绳的实际安全系数大于7.87，所选钢丝绳可用。三 选择多绳摩擦式提升机1、计算主导轮直径dd100d100444400毫米 固可选4500毫米2、计算提升系统静张力f1:按提矸罐笼在井口计算f1g4p hjnq(hhh) 3170047.8430215.1（50016.916） 48251.66公斤3、计算提升系统最大静张力差fcqh108000.650011100公斤4、确定减速器减速比i和电动机转数nc根据v m8.94米/秒， nc(60iv m)/(d)(6018.94)/(3.144)42.7转/分决定选择jkm-4.5/4(),多绳摩擦式提升机，其规格为：d4500毫米，dx4500毫米，最大静张力f196000公斤，最大静张力差fc27000公斤，提升机变位质量gj36000公斤,导向轮变位质量gx6000公斤根据计算的nc配电动机同步转数为40转/分，他励直流电动机。5、验算主导轮衬垫比压采用一般塑料衬垫，0.2，pb20公斤/厘米pbqq2 qz2qcnq(h2hj)nq(h2hj)/(ndd) 2550108002170002390047.84（500230）215.1（500216.9）/(44544) 11.216公斤/厘米式中：qrv1.51.72550公斤（料石比重r1.5吨/米）主导轮衬垫承受的实际比压pb小于衬垫的允许比压pb20公斤/厘米，满足要求。四 提升机对井筒的相对位置：1、计算井塔高度hjhjhr hg h0.75 rx h zx 12.361020.752.251036.04米确定hj37米2、计算主导轮与导向轮的水平间距l0l0srxr2.22.252.252.2米式中：r2.25米3、确定围包角（1）主导轮与导向轮的中心距离b=h zxl0102.210.24米（2）sin-1 (rrx)/btg-1 (l0 / hzx)sin-1 (2.25+2.25)/10.24tg-1(2.2/6.5)7.37 o（3）围包角=180 o187.37o195 o折算成弧度187.37 o/1803.268弧度五 提升系统变位质量1、予选电动机（1）估算电动机功率pp(kq v m)/120j(1.2108008.94)/1021135.9千瓦前面已经确定选用同步转数为40转/分的电动机，现根据计算的电动机容量p，决定选择zjd250/105-12型直流电动机，电机额定容量；额定转数；转动惯量为135吨；过载能力2.5倍；励磁电流840a；励磁电压48v；电流2560a； 电压1000v。 (2)提升机实际速度v m(d n)/(60i)(4.540)/(601)9.42米/秒2、提升系统变位质量（1）提升系统变位质量g i有效载荷变位重量：即一次提升矸石重量q10800公斤提升容器变位重量：g z2（q zqc）2（170009754）41800公斤主提升钢丝绳变位质量：4p(h2hj)47.84（500237）18000.64公斤尾绳变位质量：2q(h2hh)=215.1（500+216.9）=16120.76公斤导向轮变位重量：gx=6000公斤提升机变位重量：gj=36000公斤电动机变位重量：gd=（gd2）d（i2/d2）=1350001/4.52=6666.66公斤总变位重量：g1=q+gz+4p(h+2hj)+2q(h+2hb)+gx+gj+gd =10800+41800+17561.6+16120.76+36000+6000+6666.66 =134949.02公斤（2）提升系统变位质量m=g1/g=134949.02/9.81=13756.27公斤秒2/米六 运动学计算（一）确定提升速度图阶段：本提升系统为副井罐笼提升，决定采用五阶段速度图。（二）确定提升加速度a11、规程规定：升降人员时a10.75米/秒22、按充分利用电动机过负荷能力计算a1=2.4米/秒2式中：=2.5 f0=24904.45公斤3、按防滑条件计算（按提升开始考虑）（1）上升侧钢丝绳静张力fs fs=q+qz+qc+4p(h+hj)+2qhh+q=10800+17000+3900+47.84(500+37)+215.116.19+0.110800=37424.138公斤式中：=0.1（2）下放侧钢丝绳静张力fxfx=qz+qc+4phj+2q(h+hh)-q =17000+3900+47.8437+215.1(500+16.19)-108000.1 =36349.738公斤（3）上升侧运动部分变位质量msms=3704.805公斤秒2/米（4）下放侧运动部分变位质量msmx=4427公斤秒2/米（5）按防滑条件允许的加速度为：a1=7.9米/秒2式中：-1=0.961根据以上计算， a1=0.75米/秒2（三）确定减速度1、规程规定：升降人员时0.75米/秒22、按自由滑行减速方式计算（按提升终了考虑）。=0.98米/秒23、按提矸时防滑减速方式计算（按提升终了考虑）。（1）上升侧钢丝绳静张力fsfs=q+qz+qc+4phj+2q(h+hh)+q=10800+17000+3900+47.8437+215.1(500+16.19)+1080=49523.52公斤（2）下放侧钢丝绳静张力fxfx =qz+qc+4p(h+hj)+2qhh-q =17000+3900+47.84(500+37)+215.116.19-1080 =37149.2公式（3）上升侧运动部分变位质量msms=5549.8公斤秒2/米（4）下放侧运动部分变位质量：mxmx= =3896.9公斤秒2/米 (5)防滑允许的减速度a3=0.49米/秒2根据以上计算，确定提升矸石及人员的减速度=0.49米/秒2（四）速度图各参数计算1、提升矸石（1）加速阶段加速度：=0.75米/秒2加速时间： t1=12.56秒加速距离：h1=t1=59.16米（2）减速阶段减速度：=0.49米/秒2减速时间： t3=18.4秒减速距离：h3= t3=18.4=90.34米（3）爬行阶段爬行速度：取v4=0.4米/秒爬行距离：h4=3米爬行时间：t4=7.5秒（4）等速阶段等速距离：h2=h-h1-h3-h4 =500-59.16-90.34-3=102.5米等速时间:t2= =10.88秒(5)一次提升循环时间tx=t1+t2+t3+t4+t5+ =12.56+18.4+7.5+10.88+1+20=70.34秒式中：制动减速时间t5=1秒，=20秒七 防滑验算（一）提升矸石1、验算提升矸石的静防滑安全系数：本提升系统为重尾绳提升，以提升终了时最小，故应按提升终了计算。（1）提升终了时，上升侧钢丝绳静张力fs：与计算防滑允许减速度相应的fs相同。fs=37424.138公斤（2）提升终了时，下放侧钢丝绳静张力fx：与计算防滑允许减速度相应的fx相同。fx=36349.738公斤（3）验算静防滑安全系数= =3.21.752、验算提升矸石之加速阶段动防滑安全系数（1）计算加速终了时，上升侧钢丝绳静张力fsfs=q+qz +4q（h+hj-h1）+2q(hh+h1)+q=10800+17000+47.84(500+37-73.038)+215.1(16.19+73.038)+1080=46124.48公斤（2）计算加速终了时，下放侧钢丝绳静张力fxfx=qz+qc+4p(hj+h1)+2q(h+hh-h1)- q=17000+3900+47.84(37+73.038)+215.1 (500+16.19-73.038)-1080=36653.9公斤（3）计算上升侧运动部分变位质量msms=4591.7公斤秒2/米（4）计算下放侧运动部分变位质量mxmx=4458公斤秒2/米（5）验算动防滑安全系数=1.971.253、提升矸石安全制动的动防滑验算（1）计算安全制动时需要的制动力矩按照三倍静阻力矩计算最大制动力矩mzmz=3（q+）=3（10800+638）=77206.5公斤米由于在计算下放料石制动减速度时，该制动力矩所形成的制动减速度azx1.5米/秒2，因此应采用一级制动，可调整制动系统，加大制动力矩，则实际的制动力矩mz1为：mz1=1.5m+(kq+)=1.513756.27+(1.210800+638)=77022.9公斤米（2）验算提升矸石的实际安全制动减速度azsazs= = =3.38米/秒25米/秒2（3）验算提升矸石的实际安全制动减速度azsazs= = =8.15米/秒2式中：fk=qz+qc+np(h+hj)+nqhh =17000+3900+47.84 (500+37)+215.116.19 =32229.25公斤满足：azsazs(二)提升人员1、验算提升人员的静防滑安全系数当上升罐满员，下放罐空载（无矿车）时，静张力差最大，最易打滑，故应验算该情况下的静防滑安全系数。一次提升人员重量：q=4900公斤（1）上升侧钢丝绳静张力fsfs=q+qz+4phj+2q(h+hj)+q =4900+17000+47.8437+215.1(500+37)+1080=39357.72公斤（2）下放侧钢丝绳静张力fx fx= qz+4p(h+hj)+2qhh-q =17000+47.84(500+37)+215.116.19-1080=33249.25公斤（3）静防滑安全系数= = 2、验算提升人员加速段运动防滑安全系数（1）计算加速终了上升侧钢丝绳静张力fs=q+qz+4p(h+hj+h1)+2q(hh+h1)+q=4900+17000+47.84(500+37+59.16)+215.1(16.19+59.16) +1080=43951.07公斤（2）计算加速终了下放侧钢丝绳静张力fx= qz+4p(hj+h1)+2q(h+hh-h1)-q=17000+47.84(37+59.16)+215.1(500+16.19-59.16) 1080=32737.8公斤（3）上升侧运动部分变位质量ms=4370公斤秒2/米(4)下放侧运动部分变位质量mx=4058.9公斤秒2/米（5）验算动防滑安全系数= =1.621.25式中：提升人员的加速度a1=0.75米/秒23、提升人员安全制动的动防滑验算（1）验算提升人员实际的安全制动减速度azs安全制动力矩mz1是由一台制动装置产生的，故与提升矸石相同，mz1=77022.9公斤米实际的安全制动减速度azs为azs= =3米/秒21.752、验算下放人员减速段的动防滑安全系数：（按下放罐满员，上升罐为空罐计算）fx =31517公斤， fs=29133.5公斤mx=3262.7公斤秒2/米，ms=3541.6公斤秒2/米= = 1.253、下放人员安全制动的动防滑验算（1）验算下放人员实际的安全制动减速度azxazx=2.3米/秒21.5米/秒2（2）验算下放人员的滑动极限减速度azx azx=g=2.31米/秒2满足azxazx（五）调动空罐笼安全制动的动防滑验算1、计算调动空罐笼的实际安全制动减速度azxazx= =2.6米/秒2式中：mk-调动罐笼时，提升系统的变位质量mk =m-=13756.27-=12655公斤秒2/米2、验算调动空罐的滑动极限减速度azxazx= = =2.75米/秒2满足azx1.75动防滑安全系数安全制动减速度,在提升载荷时,下放载荷安全制动减速度小于滑动极限减速度 该系统运转是安全可靠的.八 动力学计算1、提升矸石动力学计算（1）加速阶段拖动力提升开始： =1.210800-638+13756.270.75=22639.2公斤加速终了：=1.210800-1.16(500-259.16)+13756.270.75=22834.5公斤（2）等速阶段拖动力等速开始：=1.210800-1.16(500-259.16)=12517.3公斤等速终了： =1.210800-1.16(500-259.16-2102.5) =12755公斤（3）减速阶段拖动力减速开始 ： =1.210800-1.16(500-259.16-2102.5)-13756.270.49=6014.6公斤减速终了： =1.210800+1.16(500-23)- 13756.270.49 =6792.54公斤（4）爬行阶段拖动力爬行开始：=1.210800+1.16(500-23) =13523.04公斤提升终了：公斤2、计算下放料石滚筒圆周负力：下放料石时，上升侧要放一个空矿车，则提升系统变位质量m=10002.3公斤秒2/米(1)加速阶段下放开始： =-558.3公斤加速终了： 公斤（2）等速阶段等速开始：公斤等速终了：公斤（3）减速阶段减速开始：公斤减速终了：公斤（4）爬行阶段爬行开始：公斤下放终了：公斤3、