10900采区轨道下山提升绞车设备选型验算.doc

10900采区轨道下山提升绞车设备选型验算一、根据公司井下使用的提升设备状况及10900采区实际，确定选用jk22.5-30型绞车。主要参数如下：1、滚筒直径d=2.0m，滚筒宽度2.5m，最大静拉力为60kn，提升速度为3.3m/s，电动机功率为220kw，可配用6726.5170同右-光-特钢丝绳，钢丝绳破断力为413kn，矿车自重595kg，矸石自重1700kg。2、10900轨道运输条件：下山斜长810 m，下山提升长度850m，轨道平均坡度：12，最大坡度：=15。3、采区安排6个掘进迎头同时生产，每头每班出矸20车，采掘每班需用料车20个，则每天需用车数：a=k*3*6*20+20*3=1.15*3*6*20+20*3=474（个）1、确定每钩提升车数：、钩头牵引力决定最大提升车数：n=f/(q+qc)(sin+fcos)=60000/(595+1700)(sin15+0.015cos15)*9.8=8.96（个）、根据所选用钢丝绳计算每钩车数：根据煤矿电工手册规定钢丝绳安全系数ma，专为升降物料用的钢丝绳，安全系数不得小于6.5 即：qq/f3max6.5fmaxqq /6.5=413000/6.5=63538(n)根据公式：fmax =n(q+qc)(sin+fcos)+pl(sin+fcos)在此=14则：n=63538-2.468855(sin15+0.2cos15)*9.8/ (595+1700)(sin15+0.015cos15)*9.8=8.7（个）式中：l 为巷道总长度855mp 为钢丝绳每米重量2.468kg、按提升机 允许最大静拉力计算每次提升车数 ：f3max =n(q+qc)(sin+fcos) +pl(sin+fcos)n= f3max - pl(sin+fcos) / (q+qc)(sin+fcos)=60000-2.468855(sin15+0.2cos15)*9.8/ (595+1700)(sin15+0.015cos15)*9.8=9.5（个） 在此=15、根据现有绞车的配用电动机，确定允许最大静拉力及矿车数量fmax =102p/vm=1020.982209.8/3.3=65307.2(n)n=65307.2-2.468855(sin14+0.2cos14)*9.8/(595+1700)(sin14+0.015cos14)*9.8=9.45（个） 通过以上计算，每钩提升车数允许为8个。2、提升速度图的计算：l1=v12/2a1=1.52/(20.3)=3.8(m)t1=(v1-v0)/a1=(1.5-0)/0.3=5(s)t2=l2/v1=15/1.5=10(s)t3=(vm-v1)/a2=(3.3-1.5)/0.5=4.4(s)l3=vm2-v12/2a1=(3.32-1.52)/(20.5)=7.65(m)tm=lm/vm=805.45/3.3=244.09(s)t4=(0-vm)/a4=(0-3.3)/-0.5=6.6(s)l4=0-vm2/2a3=(0-3.32)/-20.5=9.9(m)t下放=5+10+4.4+244.09+6.6=270.09 (s)一个提升循环所用的时间：tx=t1+t2+t3+tm+t4+ t下放+100=5+10+4.4+244.09+6.6+270.09+100=640.18 (s)=10.7(min)3、计算提升能力：每天安排三班掘进生产，最大生产能力为三个掘进队同时在该采区生产，一个掘进队派两个掘进迎头，每个迎头连同运料车按23个供车量，则每班最多6个迎头同时派足，需车辆总计为236=138（个）。每班实际提升时间按5小时计算，每次提升8个矿车，则每班在规定时间内所提的矿车数目为：n=nt60/tx=8560/10.7=224138满足生产要求。二、绞车相对位置的计算（图略）：图中a点为底盘道岔口，b点为顶盘道岔口，c点为串车在停止时钩头位置，d点为过卷开关位置，e点为绞车房前的托绳轮位置，f点为绞车大轴中心线位置。lbf= lbc + lcd+ lde + lef lbc =1.5n lc =1.572.5=26.25(m)新煤矿安全规程对于斜井提升过卷开关位置没有明确规定，对于过卷斜长de需根据巷道倾角设计载荷最大提升速=度和实际制动力等参数计算确定，并有1.5倍的备用系数。根据规程427条要求lcd =0.5m根据规程433条，串车提升的自然减速度：ac=g(sin+fcos)=9.8(sin15+0.015cos15)=2.51(m/s2)当串车达到d点，若全速过卷，保险闸发生作用时，全部机械的减速度必须符合aac，同时,也必须满足a0.3ac。则lde(0-vm2)/20.3ac=(0-3.32)/(20.32.51)=6.53(m)同时要考虑1.5倍的备用系数，最终确定 lde =9.8m则lbf= lbc + lcd+ lde + lef =26.25+0.5+9.8+8=44.55 (m)其中，lef根据以往经验取8 m。2 m绞车大轴中心线的位置距顶盘岔尖距离为44.55m。通过以上计算，确定10900采区安装jtb2*2.2-30型绞车一部，配用220kw电动机，选配6*7-26-1770-同右-光-i钢丝绳。10900采区泵房排水设备选型设计原始资料：采区年产量：a=16.73万吨/年，服务年限6.24年，设计采用二节排水方式，即10900泵房从-580m水平排至-448m水平10400采区主水仓泵房，然后由10400泵房排至-294m水平，经北大巷水沟汇入中央水仓泵房。两排管路初步拟定为直径273*10和219*8各一路。10900采区泵房地面标高-580m，即排水高度hp=132m， 排水管路斜长900m，坡度12，采区正常涌水量3.19最大涌水量3.52m3/min，并要求泵房抗灾能力不小于9 m3/min，矿井水密度=1020kg/ m3 。一、水泵的选型计算：1、正常涌水时，水泵必须的排水能力：qb1.2q正=1.23.19=3.83 m3/min2、最大涌水时期，水泵必须的排水能力：qmax1.2qmax=1.23.52=4.22m3/min3、水泵必须的扬程：hb=hc1+（0.1-0.12）/sin=(hx+hp) 1+（0.1-0.2）/sin =（5+132）1+（0.1-0.12）/sin13=178185m4、水泵型式及排水管趟数确定：根据qb=3.83 m3/min ； hb=178185m，确定选用200d43型水泵，该水泵流量为4.8m3/min，一级扬程为43m，允许吸上真空高度为5.7m，则水泵的级数为： =hb/hi=（178185）/43=4.144.30 取 =5级5、校验水泵的稳定性：hsy=hp+hx=132+5=137（m）ho=i *hio=5*43=215（m）hsy=1370.9 ho=193.5（m）满足水泵的稳定性要求。6、水泵台数的确定：1）工作水泵台数： n1=qb/qe=3.83/4.8=0.80，取1台2）备用水泵台数：n2=0.7 n1=0.56，取1台3）检修水泵台数：n30.25 n1=0.2，取1台故选用200d43*5型水泵3台，正常涌水时1台工作，1台备用，1台检修，最大涌水量时亦可满足要求。二、管路计算：1、排水管趟数的确定：根据正常涌水量及涌水量的实际情况，选取设置2排排水管路，一排工作，一排备用。直径273*10管路作为工作管路，219*8直径管路作为备用。正常排水时，1台水泵配直径273*10排水管路，最大涌水期亦如此。2、管径计算：1）dp=4q/3600p=4288/3600(1.5-2.5)=0.2610.215(m)自标准查取27310的无缝钢管为排水管，正常工作，直径为219*8的无缝钢管为备用管路。2）吸水管内径：取吸水管的经济流速：vx=0.81.6m/s则dx =0.357-0.253（m）查表，选用273*10直径的无缝钢管为吸水管路。3、管材验算：管路必须的壁厚=0.5 dp (z+0.4p)/(z-1.3p)-1+c 式中dp 为排水管内径（cm,）z为许用应力，取80mpap=0.01 hp(mpa), c取0.2cm。1）管路为273*10直径情况下：=0.40cm2）管路为219*8直径情况下：=0.36cm经计算，所选用管路合格 。4、排水管实际流速计算1）当采用正常工作管路时：p=qn/900dp2=288/9000.2532=1.59(m/s)2）当采用备用管路时：p=qn/900dp2=288/9000.2032= 2.47(m/s)三、管路阻力损失计算1、沿程阻力系数1）正常排水管路工作时：p=0.021/dp0.3=0.021/0.2530.3=0.032x=0.021/dx0.3=0.021/0.2530.3=0.0322）备用管路工作时：p=0.021/dp0.3=0.021/0.2033=0.034x=0.021/dx0.3=0.021/0.2530.3=0.0322、局部阻力损失系数：排水管局部损失的当量管长：1）正常管路工作时：dp=( p+1)/pdp=(9.53+1)/0.032*0.253=83（m）其中 p=0.263+1.72+1.52+0.2946+0.29445o/90o4=9.53吸水管局部损失的当量管长：dx=( x+1)/xdx=(4.794+1)/0.032*0.253=46（m）rt=8/2gx(x+dx)/dx5+p(p+dp)/dp5=2640(s2/m5)2）备用管路排水时：dp=83m，dx=46m。3、管路特性方程为：h=137+2640q2 （q以m3/s计）或 h=137+264010-6q以l/s计)水泵配另一排管路特性方程为：h=137+8143*10-6 q24、绘制特性曲线找工况点（图略）：第一排管路管网特性与水泵特性交点得工况点：q(l/s)4050556065707580859095100h(m)141.22143.6144.99146.5148.15149.94151.85153.9156.07158.38160.83163.40h/i(m)28.2428.7229.0029.3029.6329.9930.3730.7831.2131.6832.1732.68qk=105l/s=259.2m3/h， hk=166.11 m =0.72第二排管路管网特性与水泵特性交点得工况点：q(l/s)4050556065707580859095100h(m)150.03157.36161.03166.31171.4176.9182.8189.12195.83202.96210.49218.43h/i(m)30.0131.4732.3333.2634.2835.3836.5637.8239.1740.5942.1043.69qk=86l/s =309.6m3/h hk=197m =0.805、电动机容量的验算：当水泵配用第一排管路时：nd=272kw从产品目录上可选配用n=300kw，4极，6kv电动机。当水泵配用第二排管路时：nd=238kw选配用n=300kw，4极，6kv电动机满足要求。7、计算吨水百米电耗：当第一排管路时：wt100=1.05hk/3.67 k cwhsy=0.563 (kwh/t100m)当使用第二排管路时：wt100=1.05hk/3.67 k cwhsy=0.60 (kwh/t100m)结论：通过以上设备选型计算，确定10900泵房安装3台200d43*5水泵，配用3台300kw电机，两排排水管路（直径273*10和直径219*8各一排）。坤升公司井下10900采区供电系统设计说明井下10900采区共设置2处变电硐室（分别为：10900采区变电所和10900泵房变电所）。该采区共设置2条供电线路，即10900采区1#线路，由10400泵房变电所1#电源供出、经10900采区变电所、供至10900泵房变电所；10900采区2#线路，由10400泵房变电所2#电源供出、经10900采区变电所、供至10900泵房变电所。两条供电线路实现了对10900采区的安全可靠供电。10900采区变电所、泵房变电所内均设置可实现负荷切换的高压联络开关。采区硐室内高防开关选用bgp12-6n型，矿变选用kbsg型，低防开关选用dw80型，绞车启动器选用qckb型，真空泵、采区用磁力开关选用qbz型，检漏继电器选用jy82型，照明综保选用zxzb-4-型,泵房启动设备选用kygc-z-19型。采区内各用电设备的数量、技术数据详见表11，用电设备在采区内的分布详见10900采区供电系统设计图。表11：采区用电设备配备表序号设备名称设备台数额定功率(kw)总功率(kw)额定电压(v)使用地点12.0绞车122022010900绞车（采区轨道提升）2强力皮带机2110*2440副巷皮带机运输3吊挂式皮带机730*2420660上仓巷、工作面4刮板运输机sgw40t840320660回采工作面5乳化泵站23060660回采工作面6煤电钻81.29.6127回采工作面7调度绞车811.491.2回采工作面8回柱机27.515回采工作面9装岩机617102掘进迎头10调度绞车1811.4205.2掘进迎头11喷浆机34.5313.5掘进迎头12局扇1211132掘进迎头13调度绞车425100掘进迎头14小水泵618.5111掘进迎头15 照明81.512采区照明16水泵200d435330090010900泵房17负荷总计3151.5一、负荷统计：1、2.0m绞车sb1=pekx/cos=2200.5/0.8=137.5 (kva)ig1= sb1/ue=137.5/(1.7326)=13.23(a)2、吊挂式皮带运输机：sb2=pekx/cos=4200.75/0.7=450(kva)ig2= sb2/ue=450/(1.7326)=43.3(a)3、刮板运输机、乳化泵、煤电钻、调度绞车、回柱机：sb3=pekx/cos=495.80.5/0.6=413.16(kva)ig3= sb3/ue=413.16/(1.7326)=39.76(a)4、掘进头：sb4=pekx/cos=531.70.4/0.6=354.47 (kva)ig4= sb4/ue=354.47/(1.7326)=34.11(a)5、专线：sb5=pekx/cos=661/0.85=77.6(kva)ig5= sb5/ue=77.6/(1.7326)=7.47(a)6、水泵：ig6=pe coskx/ ue =9000.85/1.7326=73.61(a)10900采区总电源线路：i总= ig1+ ig2+ + ig6=13.23+43.3+39.76+34.11+7.47+73.61=211.48 (a)10900采区1#总电源线路：ig1总=73.61/3*2+7.47/2+34.11+13.23=100.1510900采区2#总电源线路：ig2总=73.61/3*1+7.47/2+43.3+39.76=111.33二、高压供电线路铠装电缆的选择：1、按经济电流密度选择电缆截面：根据电缆线路年利用小时数在5000小时以上，查出经济电流密度ij（铜芯为2，吕芯为1.54）。1）10900采区1#电源线路选用高压铠装纸绝缘铜芯电缆，由公式得：sj= ig1/ij=100.15/2=50.08（mm2）2）10900采区2#电源线路选用高压铠装纸绝缘铜芯电缆，由公式得：sj= ig2/ij=111.33/2=55.67（mm2）查煤矿电工手册，选取截面为370mm2的铜芯铠装电缆2条。2、按长时允许负荷电流进行校验：根据以上计算，结合10900采区供电的实际需要，本着正常情况下2路电源分段运行，满足采区排水及生产需要。同时，当10900采区涌水量增大，泵房出现险情，任何一条电缆出现故障时，另一条线路均能够保证10900采区泵房同时开启3台主排水泵和局部扇风机，确保采区安全。选择此高压铠装电缆长时允许载流量为200a，两电缆（1#、2#）载流量之和400a大于211.48a，任何一路电缆载流量均大于73.61+7.47=81.08(a)，满足供电要求。三、电缆敷设线路：10900 1#电源线路： 10400泵房变电所-450东大巷主巷10900采区变电所10900泵房变电所10900 2#电源线路： 10400泵房变电所-450东大巷主巷10900采区变电所10900泵房变电所四、高压供电设备的整定：根据以上负荷统计，高防开关按略大于负荷的最大启动电流，小于线路的最小两相短路电流进行整定；时间整定为躲过设备的启动时间，进入工作状态为准。设备的选用及整定见下表：序号设备名称台数工作电流(a)启动电流(a)整定值(a)安装地点1高防开关3111.3333436010900采区变电所2高防开关113.2392.6110010900采区变电所3高防开关139.7627830010900采区变电所4高防开关143.3216.524010900采区变电所5高防开关27.4722.413010900采区变电所6高防开关11.310900采区变电所7高防开关134.11238.7726010900采区变电所8矿变kbsg315/6410900采区变电所9矿变kbsg200/6310900采区变电所10高防开关3111.3333436010900泵房变电所11高防开关324.54122.714010900泵房变电所12高防开关139.7627830010900泵房变电所13高防开关143.3216.524010900泵房变电所14高防开关134.11238.7726010900泵房变电所15