斜 井 提 升.ppt

第九章斜井提升 第一节概述第二节斜井提升设备的选型计算第三节提升机与井口相对位置的确定第四节斜井提升运动学计算第五节斜井提升动力学计算第六节斜井箕斗提升特点 第一节概述 斜井串车提升 可分为单钩与双钩串车两种 其中 单钩串车提升井筒断面小 投资小 生产能力小 耗电量大 但可用于多水平提升 双钩串车提升生产能力较大 但只能用于单水平提升 一般年产量在21万吨以下的小型矿井多采用单钩 年产量在30万吨左右的矿井多采用双钩 两者均适用于倾角在25 以下 斜井箕斗提升 与串车提升相比 具有提升速度大 生产能力高 容器自重小及装卸载易实现自动化等优点 但需设置装卸载设备 建造煤仓 基建投资大 此外 为了提升矸石 下放材料 升降人员 需另外设置一套副井提升设备 箕斗提升一般采用双钩 适用于井筒倾角为25 30 年产量在30万吨至60万吨的矿井中 带式输送机提升 这种提升方式具有安全可靠 运输量大 且易实现自动化 但初期投资较大 设备安装时间较长 并需要安装卸载煤仓等设备 一般用于年产量在60万吨以上 倾角小于18 的斜井中 煤炭工业设计规范 规定 大型矿井的主斜井宜采用带式输送机提升 斜井甩车场单钩串车提升系统 斜井平车场双钩串车提升系统 第二节斜井提升设备的选择计算 一 斜井提升设备选择计算的原始资料 1 矿井年生产量 副井为矸石年提升量 最大班下井人数 长材料 设备等辅助提升量 2 矿井服务年限 3 井筒斜长 4 井筒倾筒 5 矿井工作制度 年工作日数br 每日工作小时数t 6 矿车型式单个矿车自身质量 kg 单个矿车载货量 kg 单个矿车的长度 m 7 煤的松散容重 kg m3 8 采用的提升方式 9 矿井电压等级 二 选择计算一次提升量和车组中矿车数的确 1 根据矿井年产量要求计算矿车数 一次提升量 小时提升量 一次提升矿车数 2 根据矿车连接器强度计算矿车数矿车沿倾角为 的轨道上提时 受到斜面产生的阻力 n辆矿车的总阻力由最前面的矿车连接器来承担 为保证连接器强度 所拉矿车数受到限制 矿车连接器强度一般容许承受拉力60000N 也有矿车连接器强度为30000N的 因此 矿车连接器强度容许的矿车数为n2 2 斜井提升钢丝绳的选择计算 斜井提升钢丝绳的选择计算与竖井基本相同 不同之处只是由于斜井筒倾角小于90 作用在钢丝绳A点的最大静张力是由重车组 钢丝绳的重力和摩擦阻力组成 斜井钢丝绳计算图 与竖井钢丝绳计算一样 按钢丝绳承受的最大静负荷并考虑一定的安全系数 可得出下式 每米钢丝绳质量为 根据上式计算的数值 查钢丝绳规格表选择标准钢丝绳 斜井提升一般选6股7丝标准钢丝绳 因为这种钢丝绳的钢丝较粗耐磨 若有面接触钢丝绳供应时 尽可能先选用 选择后 按下式验算钢丝绳安全系数 安全规程规定值 3 提升机选择计算 最大静张力为 双钩提升时最大静张力差为 4 天轮选择计算 1 固定天轮 煤矿安全规程 规定 地面天轮a 90 时 90 时 90 时 井下天轮 90 时 2 游动天轮 煤炭工业设计规范 规定 5 预选提升电动机 1 估算电动机功率 单钩提升 双钩提升 2 估算电动机转数 3 根据P n及矿井电压等级查电动机规格表预选出合适的电动机 4 确定提升机的实际最大提升速度 第三节提升机与井口相对位置的计算 一 井架高度1 斜井甩车场 2 斜井双钩平车场井架高度要求能够保证 1 摘钩后的矿车通过下放串车的钢丝绳的底部时 绳距地面的高度不得小于2 5m 斜井双钩平车场井口相对位置 2 为了防止矿车在井口出轨掉道 井口处的钢丝绳牵引角 要小于9 即 二 钢丝绳弦长Lx根据 煤矿安全规程 规定 天轮到滚筒的钢丝绳 最大内外偏角不得超过1 30 由于偏角的限制 可计算出最小弦长Lxmin 1 固定天轮单钩提升时 双钩提升时 如图所示 按外偏角 按内偏角 2 游动天轮单钩提升时 如图所示 斜井游动天轮位置 双钩提升时按外偏角 按内偏角 提升机滚筒中心至天轮中心水平距离Ls 将LS取为接近计算值较大的整数 然后再计算实际弦长 四 计算钢丝绳实际的外偏角 1 内偏角 2 1 固定天轮单钩提升 双钩提升 2 游动天轮单钩提升 双钩提升 求出的内外偏角均应小于1 30 五 求钢丝绳的下出绳角 1 当滚筒直径与天轮直径不相同时下出绳角 2 当滚筒直径与天轮直径相同时下出绳角 为使提升机主轴的受力状态满足设计要求和防止钢丝绳与提升机基础相碰 要求钢丝绳的下出绳角 15 第四节斜井提升运动学计算 一 甩车场单钩串车提升甩车场单钩串车提升工作是由提升重串车和下放空串车组成 开始重串车在井底车场甩车道中 由于甩车道坡度是变化的 并且串车又在弯道中运行 为防止掉道 要求初始加速度a0 0 3m s2 弯道中运行速度v0 1 5m s 当全部重串车提过井底甩车场进入井筒后 以主加速度a1加速至最大提升速变 并以等速运行 接近井口时 开始以减速度a3减速 全部重车进入道岔A后 重车在停车点停车 扳过道岔A 反向低速滑下甩人井口车场重车甩车道 摘钩后挂上空串车 把空串车从井口空车甩车道低速提过道岔A 并在栈桥上停车 扳过道岔A 空串车沿井筒下行 至井底车场空车甩车道 进行摘钩再挂上重串车 完成了提升的整个循环 斜井甩车场及其速度图 1 最大提升速度 煤矿安全规程 规定 倾斜井巷内升降人员或用矿车升降物料时 提升容器的最大速度vm 5m s 专用人车的运行速度不得超过设计最大允许速度 2 其它参数确定 1 初始加速度a0 0 3m s2 2 车场内速度v0 1 5m S 3 主加 减速度升降人员时 a1 0 5m s2 a3 0 5m s2 升降物料时 煤矿安全规程 对升降物料的主加速度a1和主减速度a3没有限制 一般可用0 5m s2也可稍大些 但要考虑自然加减速度问题 4 摘挂钩时间 1 20s 5 电动机换向时间 2 5s 3 一次提升循环时间T 1 速度图各段运行时间与行程计算 2 一次提升循环时间 二 平车场双钩串车提升 平车场双钩串车提升速度图各参数的确定原则 1 最大速度vm确定原则与甩车场单钩串车提升相同 2 车场中速度v0 1 0m s 3 摘挂钩时间为 25s 4 其它参数选取与甩车场单钩串车提升速度图相同 斜井平车场及其速度图 三 斜井串车提升能力的验算及自然加 减速度 求出一次提升循环进间后 可按下式核算提升设备的提升能力 年实际提升能力 提升能力富裕系数 选取加 减速度后 若斜井倾角小于6 还需要根据自然加 减速度来校验 倾角在6 以上时 自然加速度已达0 7m s2以上 故不需要校验 第五节斜井提升动力学计算 斜井提升与竖井提升的动力学计算基本相同 其区别点在于斜井提升是在倾斜轨道上运行的 所以钢丝绳与容器在轨道上的运行阻力比竖井大 此外 要注意井上 井下车场倾角和井筒不同 且坡度又是变化的这一特点 为简单起见 一般甩车道的角度 i 按以行程为函数的直线规律变化 一 双钩串车提升当重车上提运行x米时 上提重车组钢丝绳的静张力为 考虑到提升设备的运行阻力 并计入惯性力 即得斜井提升基本动力方程式 Fsj ng ml mzl sin i lcos i mpg L x sin i 2cos i F ng kml mzl sin i 1cos i mpg Lx sin i 2cos i nmzlg sin i flcos i mpgx sin i 2cos i ma 二 单钩串车提升 单钩串车甩车场需分别计算重车组上提的前半循环与空车组下放的后半循环 重车组上提和空车组下放的变位质量也不一样 上提重车组前半循环的基本动力方程式为F ng ml mzl sin i 1cos i mpg L x sin i 2cos i msa下放空车组后半循环的基本动力方程式为F nmzlg sin i lcos i mpgx sin i 2cos i mxa 利用上述公式计算时 应注意以下两点 角度 i在甩车道 井筒和上部栈桥等处不相同 在减速阶段 应以 a3代入 根据上述斜井串车提升的基本动力方程式 按照与竖井提升设备动力学计算相同的计算方法 将运动学计算中所