主井提升系统设计

1、主井系统改造 安全改造的目的：提升矿井安全可靠程度，提高安全生产水平，实现主提升的全自动化控制和减少工人劳动强度。安全改造的必要性：随着矿井产量的提高，对现有提升设备的安全性，可靠性也有了更高的要求；劳动生产率也需进一步的提高。减少人为可控性，实现自动化、程序化控制进一步提高矿井提升安全系数，减少人为不安全因素。主井提升安全改造方案及计算如下：参考资料：煤矿安全规程煤炭工业矿井设计规范矿山固定设备选型使用手册 一、定重轻型箕斗计算：原始资料1) 井口卸载标高：908.776；2) 装载标高：554.976；3) 提升高度：ht=353.8;4) 箕斗自重：q=1950kg;5) 一次提煤重量：

2、q2=3200kg;6) 钢丝绳重量：q=2.34kg/m；7) 钢丝绳悬长：l=365.3m;8) 钢丝绳最大静张力：60kn；9) 钢丝绳最大静张力差：40kn；10) 最大提升速度：vm=6.74m/s 。（一）提升机选型计算1、钢丝绳最大静张力校验：f f= (qq2)(sinf1cos)ql(sinf2cos)9.8= (19503200)(sin90f1cos90)365.32.34(sin90f2cos90)9.8 =58847.1nf钢丝绳最大静张力（60kn）2、钢丝绳最大静张力差校验：f差f差=(q2ql)9.8 =(3200365.32.34)9.8 =39737.06n

3、f差6.5（提物时） 小结：钢丝绳的安全系数满足煤矿安全规程规定:专为升降物料用的不小于6.5。故钢丝绳可以使用。4、提升设备选型及校验：提升设备选用2jk2/11.5型双筒单绳缠绕式矿井提升机一台，其主要技术参数见下表。提升机主要技术参数表名称参数提升机型号2jk2/11.5滚筒直径dn2m滚筒宽度b1m天轮直径dt2m行星齿轮减速器速比11.5允许最大静张力f60kn允许最大静张力差f差40kn提升机变位质量gj10010kg天轮变位质量gt307kg提升机校验：dg/(60-80)d滚筒直径验算：绳径 d=24.5mm8024.5=1960mmdn=2000mm天轮直径： 6024.5=

4、1470mm6.7故取40米。提升系统运动学计算见表序号名称计算公式计算结果1初加速度阶段时间st0=v0/a052初加速度阶段运行距离mh0=v0t0/23.753加速时间st1=（vmaxv0）/a16.994加速距离mh1=（vmaxv0）t1/228.85减速时间st3=（vmax-v4)/a37.996减速距离mh3=（vmax-v4)t3/223.937爬行时间st4=h4/v4168制动时间st5=v4/a519制动距离mh5=a5t5/20.3810等速距离sh2=hth0h1h3h4h5284.9411等速时间mt2=h2/vmax42.2812一次运行时间stc=t0t1t

5、2t3t4t579.2613休止时间s8提升系统提升速度图;tg=tc=87.26s6、动力学计算 提升系统各部位变位质量：m=m2mc2lppk2mtmjmd式中：m提升系统的变位质量，kg； m一次提煤重量，3200kg; mc提升容器重量，1950kg； lp提升钢丝绳的全长，m； pk钢丝绳每米重量，2.34kg/m； mt天轮的变位质量，查表得：307kg； mj提升机变位质量，查表得：10010kg； md电动机变位质量，kg 钢丝绳全长： lp=hclx303dgdt/2式中： hc钢丝绳最大悬垂长度，362m； lx钢丝绳弦长，32m； dg滚筒直径，2m； dt天轮直径，2m

6、。lp=362323033.1423.142/2=445.98m电动机转子变位质量：式中：jd电动机最大力矩，查表取55kgm2； i减速器速比，11.5； dg滚筒直径，2m。提升系统变位质量总和：m=m2mc2lppk2mtmjmd =3200219502445.982.342307100107273.75 =27084.94kg动力学计算见表：动力学计算表序号名称计算公式计算结果（n）1提升开始时f0=(kmqkht)gma052303.282初加速终了时f0=f02qkh0g52131.293加速开始时f1=f0m(a1a0)64319.514加速终了时f2=f12qkh1g62998

7、.755等速开始时f3=f2ma142685.046等速终了时f4=f32qkh2g29617.697减速开始时f5=f4ma39303.998减速终了时f6=f52qkh3g8206.569爬行开始时f7=f6ma328520.2710爬行终了时f8=f72qkh4g27969.9511制动开始时f9=f10=(kmqkht)gma524599.61512制动终了时表中：k一次提升重量，kg； qk每米钢丝绳重量，kg/m； ht提升距离7、提升机电动机校验：f2t=（f02f02）t0/2（f12f22）t1/2（f32f3f4 f42）t2/3 （f52f62）t3/2（f72f82）/

8、2 =80803684410等效时间计算： 等效力计算： 等效容量计算： 式中；nd电动机等效容量，kw； 减速器的效率，二级取0.85； k电动机容量备用系数取1.051.1，小结：通过等效容量的计算可知，初选的电机容量大于等效容量，故算选电机容量满足要求。电动机过载系数校验： 式中：fmax在力图上的最大运动力，n； 电动机过载能力，取1.8； fe电动机额定力，n；式中：ne电动机额定功率，kw； 取0.85； vmax最大速度，m/s。0.85转子变频功率下降10%。特殊力的校核计算：当跳绳时打开离合器作单钩提升时，产生的特殊力为特殊情况下电动机的过载能力校验：式中：ft作用在卷筒上的

9、特殊力，n。 小结：由以上校验可知所选用的电动机能够满足运转中的实际需要。8、提升设备的能力校核计算： 式中：a主井提升能力，(万t/a）； t日提升时间，16h； b年工作日，300天； m一次提煤重量，t； t一次循环时间，s。 小时最大提升量： 总结：综上选型与校验可知：提升设备选用2jk-2/11.5型单绳缠绕式矿井提升机；提升电机选用yr500-8/355型，箕斗选用：钢铝轻型箕斗； 箕斗自重：q=1950kg 一次提煤重量：q2=3200kg 均能满足实际提升需要。电控采用转子变频技术，实现自动控制，通过切换柜与原控制系统互为备用避免因电控故障影响生产；需费用约48万元；电动机由原

10、yr5008/315更换为yr5008/355电动机，需费用约为20万元，整流变压器：电流密度1.7a/磁通10000高斯，短路阻抗6%，容量500kva 10kv/690v干式变压器需费用约为11万元；箕斗由原来的容积3m3自重2.2吨更换为容积4m3自重1.95吨的钢铝轻型箕斗，需费用22万；经改造后可以满足年产量63.37万吨；增加箕斗卸空检测装置，可实时监控，箕斗卸载情况，避免重斗下放，提高提升自动化安全程度，需费用35 万元；安装费用10万元，其它材料费用4万元，共计150万元。主井改造可行性分析：1、提升系统的基本情况主井提升采用竖井提升。主井使用2jk2/11.5型号的提升机，提

11、升距离为353.8m，钢丝绳罐道，箕斗自重2.2t吨，采用天津深蓝电控设备公司的tksl型电控设备，一次提升时间为110s，年提升量可达45万多吨。2、改造后的主井生产工艺：配备一对单绳1.95t提煤轻型定量箕斗，一次提煤重量3.2t，井口设有fht型过卷柔性缓冲装置，防撞梁及托罐装置；井底设有缓冲装置及防撞梁。改用变频控制实现自动化控制提高系统安全性能，通过切换柜与原控制系统互为备用避免因电控故障影响生产，提高设备运转率。改造后的年提升能力达到了63.37万t/a，小时提升能力达到了132.02t/h，较现有的提升能力有了很大的提高。3、提升系统的可行性分析：提升钢丝绳选用：616+fc 通

12、过对钢丝绳最大静张力和最大静张力差的校验均小于算选的钢丝绳的最大静张力和最大静张力差。钢丝绳安全系数为6.83大于规程中专为提升降物料用的安全系数不小于6.5的规定。故所选钢丝绳合适。提升设备选用2jk-2/11.5型单绳缠绕式矿井提升机， 滚筒、天轮的计算直径均能满足dg(60-80)d，故所选提升机满足要求。提升机电动机的选择：选用yr500-8/355型电机。提升电动机估算初选355kw，电机转速nd为730.65r/min，矿井地面提升机的大容量电动机可选用yr系列电动机，随着我国近年来变频技术的成熟和完善，更好地提高可靠性和实现自动化控制，综合以上条件初选yr500-8/355型电机。其相关技术参数如下：电机功率355kw,转速741r/min,ve=10kv,=1.8，=93.37%,jd=55kgm2。提升电动机的校验：据提升系统运动学各计算公式，得出提升系统各阶段的速度图，见以上方案。据各个阶段的速度图并结合动力学计算公式得出五、六阶段的运动力，见附表。根据电动机的发热条件计算