斜井提升設備設計分析

王歆儒 李倩

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關鍵詞：提升設備 設計 校驗

中圖分類號：TD50 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03（b）-0111-02

斜井采用串車提升方式，擔負全礦井矸石、設備、材料運送等輔助提升任務。

礦方已購置JK-3/31.5型單滾筒單繩纏繞式提升機一臺，其滾筒直徑Dg=3000mm，滾筒寬度B=2200mm；最大靜張力Fj=130kN；選用行星輪減速機，傳動比i=31.5，最大提升速度Vmax=2.89m/s。本次設計對已購置設備進行校核。

1 設計依據

（1）井筒斜長Lj=849m；井筒傾角α=25°；礦井工作制度：330d×16h；散矸容重γ=1.60t/m?；提升方式：單鉤串車，上、下車場為平車場；提升容器采用MGC1.1-6A型1t固定車廂式礦車，礦車容積V=1.1m?，礦車自重G0=592kg，提矸（或材料）：每鉤5輛。

（2）提升工作量如下。

每班矸石提升量：45車/班；

每班下放材料量：20車/班；

每班下放設備量：10車/班；

每班下放雷管炸藥：2車/班；

每班其他作業次數：10次/班；

（3）下井最大件名稱及重量：液壓支架，重量P=21.7t，平板車重量1.5t。則總重量Pm=21.7+1.5=23.2t。

2 鋼絲繩校核

2.1 繩端載荷

按提升最大件計算

Qd =Pm（sinα+f1cosα）g=98754N （1）

式中：Qd為繩端載荷；Pm為液壓支架質量；f1為提升容器在斜坡上的阻力系數；g為重力加速度。

按提升矸石計算：

Qd=n（Qk+Qz）（sinα+f1cosα）g=50058N （2）

式中：Qd為繩端載荷；n為一次組車數取值為5；Qk為矸石重量取值為1760kg；Qz為礦車自重取值為592kg

2.2.鋼絲繩單位長度的質量計算

（3）

式中：f2為鋼絲繩摩擦因數取值為0.2；ma為鋼絲繩安全系數取值為6.5；σB為鋼絲繩公稱抗拉強度取值為1670MPa；Lc為鋼絲繩安全系數計算長度。

3 提升機初步校核

（1）滾筒直徑：Dg≥32×80=2560mm；

（2）提升大件時最大靜張力：

Fj=Fc=Pm（sinα+f1cosα）g+PkLc（sinα+f2cosα）g=122590N （4）

提升矸石時的最大靜張力：

Fj=Fc=n（Qk+Qz）（sinα+f1cosα）g+PkLc（sinα+f2cosα）g=73894N （5）

礦方已購置的JK-3/31.5型單滾筒單繩纏繞式提升機絞車，其滾筒直徑Dg=3000mm，滾筒寬度B=2200mm；最大靜張力Fj=130kN；選用ZZL-31.5減速機，傳動比i=31.5，最大提升速度Vmax=2.89m/s。經初步校核可以滿足要求。

（3）驗算鋼絲繩安全系數。

提大件：

提矸石：

其中，m為鋼絲繩的安全系數，根據《煤礦安全規程》規定：專用于提升物料的鋼絲繩，m≥6.5。

（4）滾筒纏繞層數：

式中：K為纏繞層數；Lt為鋼絲繩提升長度；Lm為取30m；d為鋼絲繩直徑，32mm；B為纏繞寬度為2200mm；ε為繩間間隙取值為3mm；DP為鋼絲繩在卷筒上纏繞的平均直徑。

4 電動機的選擇

按照最大速度2.89m/s，提升取大件計算：

kw

根據上述計算功率，選取電動機及減速器。

5 提升大件

按提升最大件、雷管炸藥計算（其最大提升速度為1.5m/s）。

5.1 重車在井底車場運行

5.1.1 初加速階段

時間：t0==；

距離：L0==0.5×1.0×3.3=1.7m。

5.1.2 爬行階段

時間：t01==；

距離：L01=LH-L0=30-1.7=28.3m。

5.2 重車在井筒內運行

5.2.1 加、減速階段

時間：t02=t04===1s；

距離：L02=L04===1.3m。

5.2.2 等速階段

距離：L03=Lj1-L02-L04=846.4m；

時間：t03==s。

5.3 提升物料一次的持續時間

Tg=2（t0+t01+t02+t04+t05+t06+t03+θ）=1026.8s （8）

θ為休止時間取值為25s，由最大班凈作業時間平衡表可以看出：最大班凈作業時間為239.3min，折合4.0h，小于6h，該提升設備能滿足要求。

6 天輪選擇

Dt=60d=1920mm （9）

選用TD2000/800型游動天輪，天輪直徑Dt=2000mm，變位質量363kg，游動距離800mm。

（1）井口與天輪中心線的水平距離L'：

L'=L1'+L2'

式中：L1'為井口至摘鉤點的長度取值為17m、L2'為重車摘鉤點至天輪中心線長度取值20m；

（2）天輪架高度Hj：

Hj=L'tgβ-Dt/2=4.2m （10）

l 為井口至天輪中的水平距離鋼絲繩；β取值為8°。

7 電機容量校驗

電機的過負荷能力λ，提升最大件時最大張力Fm=136034N；電機的額定出力145432N；

0.94<0.8λm=1.44 （11）

式中：λm為電機的最大轉矩倍數，λm=1.8。

經上述驗算，選擇的電動機可滿足礦井1.2Mt/a生產能力要求。

8 選型結果

提升機：設計選用JK-3/31.5型礦用單繩纏繞式提升機，主要技術參數如下：滾筒直徑D=3000mm，滾筒寬度B=2200mm，最大靜張力Fj=130kN，減速機的傳動比i=31.5，最大提升速度Vmax=2.89m/s。

配用電動機：YP500-10變頻電動機，U=10kV，N=450kW，n=485r/m，變頻控制系統。

減速機：ZZL-31.5，i=31.5。

9 配電、控制及信號

斜井提升絞車采用交流變頻控制，雙回路10kV供電電源引礦井35kV變電站的10kV不同母線段，提升機房的低壓380V電源（包括勵磁、液壓站、控制電源）兩回，工作電源直接由提升機房的10kV母線經10/0.4kV干式變壓器降壓后供給。

參考文獻

[1]鄧海軍，盧懷武.斜井提升機制動系統技術改進分析[J].中國資源綜合利用，2016，34（10）：54-56.

[2]劉同欣.斜井提升系統安全制動力矩分析[J].礦山機械，2015（2）：48-50.