煤矿固定机械及运输设备立井提升设备的选型计算.pptx

《煤矿固定机械及运输设备立井提升设备的选型计算.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿固定机械及运输设备立井提升设备的选型计算.pptx（89页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一节第一节 选型的一般原则和主要内容选型的一般原则和主要内容一、选型的一般原则一、选型的一般原则提升设备的选型设计是否经济合理，对矿山的基建投资、生产能力、提升设备的选型设计是否经济合理，对矿山的基建投资、生产能力、生产效率及吨煤成本有着直接的影响。生产效率及吨煤成本有着直接的影响。提升设备选型设计只能在提升方式确定之后进行。提升设备选型设计只能在提升方式确定之后进行。当矿井年产量、井深及开采水平确定之后，就要决定合理的提升方当矿井年产量、井深及开采水平确定之后，就要决定合理的提升方式。提升方式与井筒开拓、井上下运输等环节都有着密切的关系。式。提升方式与井筒开拓、井上下运输等环节都有着密切的

2、关系。在决定合理的提升方式时，原则上要考虑下列几个因素：在决定合理的提升方式时，原则上要考虑下列几个因素：1)1)一般应遵照一般应遵照1 1个井筒能设个井筒能设1 1套就装备套就装备2 2套提升设备的原则。对于套提升设备的原则。对于设计产量大于设计产量大于3.0Mt/a的大型矿井，由于提升煤炭及辅助提升工作量的大型矿井，由于提升煤炭及辅助提升工作量均较大，一般设副井均较大，一般设副井2套提升设备套提升设备(1(1套双钩双层窄罐笼和套双钩双层窄罐笼和1 1套单钩带平套单钩带平衡锤双层宽罐笼衡锤双层宽罐笼)。深井或采用多水平生产作业提升，也可以装备。深井或采用多水平生产作业提升，也可以装备2 2套

3、套单钩带平衡锤单钩带平衡锤4 4层层(或或3 3层层)宽罐笼提升设备，以提高井筒断面利用率。宽罐笼提升设备，以提高井筒断面利用率。主井采用箕斗提升煤炭，副井采用罐笼完成辅助提升任务：如提升主井采用箕斗提升煤炭，副井采用罐笼完成辅助提升任务：如提升矸石、升降人员和下放材料、设备等。矸石、升降人员和下放材料、设备等。对于设计产量小于对于设计产量小于0.3Mt/a的小型矿井，如果仅用一套罐笼提升设的小型矿井，如果仅用一套罐笼提升设备就可以完成全部主副井任务时，采用一套提升设备是经济的。备就可以完成全部主副井任务时，采用一套提升设备是经济的。第1页/共89页2)2)一般情况下，主井均采用箕斗提升方式。

4、这是因为箕斗提升方式一般情况下，主井均采用箕斗提升方式。这是因为箕斗提升方式能力大、运转费也较低。另外，在控制上易于自动化。能力大、运转费也较低。另外，在控制上易于自动化。n在特殊条件下，例如矿井生产的煤质品种多，且需分别运送，或是在特殊条件下，例如矿井生产的煤质品种多，且需分别运送，或是保证煤炭有足够的块度，这时只好采用罐笼做为主井提升设备。保证煤炭有足够的块度，这时只好采用罐笼做为主井提升设备。3)3)矿井主斜井运煤，条件适宜应采用带式输送机提升。矿井主斜井运煤，条件适宜应采用带式输送机提升。4)4)对于小型矿井，以采用单绳缠绕式提升系统为宜。对于对于小型矿井，以采用单绳缠绕式提升系统为宜

5、。对于设计产量设计产量在在0.9Mt/a以上的大型矿井，以采用多绳摩擦提升系统为宜。以上的大型矿井，以采用多绳摩擦提升系统为宜。n对于中型矿井，如井较浅，可采用单绳缠绕系统，井较深时也可采对于中型矿井，如井较浅，可采用单绳缠绕系统，井较深时也可采用多绳摩擦系统，或主井采用单绳箕斗，副井采用多绳罐笼。用多绳摩擦系统，或主井采用单绳箕斗，副井采用多绳罐笼。5)5)煤矿若有两个水平，且分前后期开采时，提升机、井架或井塔等煤矿若有两个水平，且分前后期开采时，提升机、井架或井塔等大型固定设备要按最终水平选择。提升容器、钢丝绳和提升电动机大型固定设备要按最终水平选择。提升容器、钢丝绳和提升电动机根据实际情

6、况也可按第一水平选择，待井筒延深至第二水平时，另根据实际情况也可按第一水平选择，待井筒延深至第二水平时，另行更换，但电动机以换装一次为宜。行更换，但电动机以换装一次为宜。第2页/共89页二、选型设计的依据和主要内容二、选型设计的依据和主要内容(一一)设计依据设计依据1 1主井提升主井提升1)矿井年产量矿井年产量A(t/a)；2)工工作作制制度度即即年年工工作作日日数数br，日日工工作作小小时时数数t，煤煤炭炭工工业业设设计计规规范范规定：规定：br=330d，t=16h；3)矿井开采水平数及各水平服务年限；矿井开采水平数及各水平服务年限；4)矿井深度矿井深度Hs，即井口至各开采水平的深度；，即

7、井口至各开采水平的深度；5)卸载水平与井口的高差卸载水平与井口的高差Hx(m)，可按下列数据选取：，可按下列数据选取：对于底卸式箕斗：对于底卸式箕斗：Hx1525m，对于普通罐笼：对于普通罐笼：Hx015m；6)装装载载水水平平与与井井下下运运输输水水平平的的高高差差Hz(m)，对对于于底底卸卸式式箕箕斗斗：Hz1825m；7)煤的散集密度煤的散集密度(t/m3)；8)提升方式：箕斗或罐笼；提升方式：箕斗或罐笼；9)矿井电压等级。矿井电压等级。第3页/共89页1)矸石年产量：矸石年产量：如无特别指出时，可取煤炭产量的如无特别指出时，可取煤炭产量的1520%；最大班出矸石按日出矸石量的最大班出矸

8、石按日出矸石量的50%计算；计算；2)最最大大班班下下井井人人员员数数目目(人人/班班)；立立井井的的最最大大班班工工人人下下井井时时间间，不应超过不应超过40min；最大班作业时间按；最大班作业时间按6h计算。计算。3)矿井深度矿井深度Hs(m)；4)每班下井材料、设备、炸药次数。每班下井材料、设备、炸药次数。(次次/班班)；5)提升罐笼型式规格，罐笼质量提升罐笼型式规格，罐笼质量(kg)，矿车质量，矿车质量(kg)；6)矸石散集密度矸石散集密度(t/m3)。2 2副井提升副井提升第4页/共89页1)计算并选择提升容器；计算并选择提升容器；2)计算并选择提升钢丝绳，计算并选择提升钢丝绳，3)

9、计算并选择提升机；计算并选择提升机；4)提升电动机的预选；提升电动机的预选；5)提升机与井筒相对位置的计算；提升机与井筒相对位置的计算；6)运动学及动力学计算；运动学及动力学计算；7)电动机功率的验算；电动机功率的验算；8)计算吨煤电耗计算吨煤电耗(对于主井提升对于主井提升)；9)制定最大班作业时间平衡表制定最大班作业时间平衡表(对于副井对于副井)。(二二)设计的主要内容设计的主要内容第5页/共89页第二节第二节 提升容器的选择与计算提升容器的选择与计算在确定了提升容器的类型后，要计算并选择提升容器。在确定了提升容器的类型后，要计算并选择提升容器。容器的容量大小是确定钢丝绳、提升机和电动机的主

10、要参数。容器的容量大小是确定钢丝绳、提升机和电动机的主要参数。提升速度是影响提升机工作时间及电能消耗的重要参数。提升速度是影响提升机工作时间及电能消耗的重要参数。容器的容量与提升速度之间又存在着密切的联系。容器的容量与提升速度之间又存在着密切的联系。一、提升速度选择一、提升速度选择研究表明，经验提升速度为研究表明，经验提升速度为 (8-1)式中式中 vj 经验提升速度，经验提升速度，m/s；H 提升高度，提升高度，m；一般情况下，取中间值进行设计，即一般情况下，取中间值进行设计，即 (8-2)第6页/共89页 对于箕斗提升对于箕斗提升式中式中 Hs 矿井深度，矿井深度，m；Hx 卸载水平与井口

11、的高差，卸载水平与井口的高差，m；Hz 装载水平与井下运输水平的高差，装载水平与井下运输水平的高差，m。对于罐笼提升对于罐笼提升第7页/共89页按经验提升速度可估算经验提升时间（按五阶段速度图估算）：按经验提升速度可估算经验提升时间（按五阶段速度图估算）：(8-3)式中式中 Tj 经验提升时间，经验提升时间，s；a 提提升升加加速速度度，可可暂暂取取0.70.75 m/s2；对对于于专专门门提提升升物物料的容器，可取料的容器，可取0.8m/s2；u 提提升升容容器器爬爬行行阶阶段段附附加加时时间间，可可暂暂取取10s（对对于于箕箕斗斗）或或5s（对于罐笼）；（对于罐笼）；提提升升容容器器每每次

12、次提提升升终终了了后后的的休休止止时时间间。箕箕斗斗休休止止时时间间按按表表8-1选选取取。普普通通罐罐笼笼进进出出矿矿车车休休止止时时间间按按表表8-2选选取取。普普通通罐罐笼笼单单层进出材料车或平板车的休止时间按层进出材料车或平板车的休止时间按40s计算。计算。第8页/共89页表7-2 普通罐笼进出矿车休止时间（s）表表8-1 8-1 箕斗休止时间箕斗休止时间箕斗规格箕斗规格/t689123030t以上箕斗以及特制靠外动力卸载箕斗以上箕斗以及特制靠外动力卸载箕斗休止时间休止时间/s8101230按有关设备部件环节联动时间计算确定按有关设备部件环节联动时间计算确定表表8-2 普通罐普通罐笼进

13、笼进出出矿车矿车休止休止时间时间（s）罐笼型式罐笼型式单层装车罐笼单层装车罐笼双层装车罐笼双层装车罐笼进出车方式进出车方式两侧进出车两侧进出车同侧进出车同侧进出车一个水平进出车一个水平进出车两层同时进出车两层同时进出车每层矿车数每层矿车数1211212矿车规格，矿车规格，t1121535303617201.51317324018223153620第9页/共89页 一次经验提升量一次经验提升量Qj可初算如下可初算如下 (8-4)式中式中 A 矿井年产量，矿井年产量，t/a，C 主提升设备的提升不均衡系数，主提升设备的提升不均衡系数，有井底煤仓时为有井底煤仓时为1.101.101.151.15；无

14、井底煤仓时为无井底煤仓时为1.201.20；af 富富裕裕系系数数，主主提提升升设设备备对对第第一一水水平平留留有有1.2的的富富裕裕系数；系数；t 提升设备日工作小时数，提升设备日工作小时数，16h；br 提升设备年工作日数，提升设备年工作日数，330d。第10页/共89页按按计计算算出出的的Qj，在在箕箕斗斗的的规规格格表表中中选选取取相相近近的的名名义义货货载载质质量量的的标标准准箕箕斗斗。根根据据表表中中的的斗斗箱箱有有效效容容积积Vr计计算算一一次次实实际际提提升升量量Q (8-5)式中式中 煤的散集密度，煤的散集密度，t/m3。有有些些情情况况下下，Qj介介于于2 2个个箕箕斗斗名

15、名义义货货载载质质量量之之间间，这这时时可可以以同同时时选选用用2 2个个箕箕斗斗，并并分分2 2个个方方案案进进行行设设计计，直直到到提提升升机机选选择择出出来后，再从中最后确定一个。来后，再从中最后确定一个。一般在保证不加大提升机的情况下，优先选用大容量箕斗。一般在保证不加大提升机的情况下，优先选用大容量箕斗。第11页/共89页 所需一次提升时间所需一次提升时间 (8-6)按公式（按公式（7-3）可得）可得上式等号两边乘上上式等号两边乘上av1，整理后得到，整理后得到v1的一元二次方程的一元二次方程解此方程，得两个根，其中一个根不合理解此方程，得两个根，其中一个根不合理(因因v1太大太大)

16、，故只剩一个根，故只剩一个根 (8-7)v v1 1是选择提升机标准速度的一个依据，按是选择提升机标准速度的一个依据，按v v1 1在提升机技术性能表中在提升机技术性能表中选用相近的标准速度。选用相近的标准速度。第12页/共89页 煤矿安全规程煤矿安全规程规定：规定：立立井井中中用用罐罐笼笼升升降降人人员员的的最最大大速速度度vm，不不得得超超过过表表8-3中中的的数数值值(即即度度 )。立立井井升升降降物物料料时时，最最大大速速度度，m/s。二、罐笼选择二、罐笼选择副副井井罐罐笼笼的的选选择择，除除了了应应和和矿矿井井运运输输采采用用的的车车辆辆规规格格相相适适应应外，还应结合下列因素来确定

17、：外，还应结合下列因素来确定：1)1)当当矿矿井井的的各各种种辅辅助助提提升升工工作作量量不不大大时时，如如果果利利用用单单层层罐罐笼笼能能够够满满足足包包括括升升降降人人员员在在内内的的全全部部辅辅助助性性提提升升的的需需要要时时，则则应应优先采用单层罐笼；优先采用单层罐笼；2)2)当当矿矿井井的的升升降降人人员员较较多多，利利用用单单层层罐罐笼笼提提人人占占用用的的时时间间较较长长，则则为为了了缩缩短短升升降降人人员员的的时时间间，应应采采用用双双层层罐罐笼笼，各各层层同同时时升升降降人人员员，在在井井口口、井井底底以以及及升升降降人人员员数数量量较较多多的的中中间间水水平平，相应设置上、

18、下人平台，以节省罐笼上、下人时的休止时间。相应设置上、下人平台，以节省罐笼上、下人时的休止时间。第13页/共89页采采用用双双层层罐罐笼笼后后，应应结结合合其其它它各各种种辅辅助助提提升升工工作作量量的的大大小小，确定其它辅助提升是用单层或双层同时工作。确定其它辅助提升是用单层或双层同时工作。在在其其它它各各种种辅辅助助提提升升需需要要两两层层同同时时工工作作时时，也也应应首首先先考考虑虑一一个水平进出车，以简化进出车水平的运输系统。个水平进出车，以简化进出车水平的运输系统。只只用用作作上上下下人人的的平平台台，最最好好做做成成活活动动式式的的，在在下下放放长长材材料料（钢轨、管材）时，应能拆

19、除方便，适应下放长材料的需要。（钢轨、管材）时，应能拆除方便，适应下放长材料的需要。副副井井罐罐笼笼提提升升，应应结结合合矿矿井井辅辅助助提提升升的的工工作作量量确确定定提提升升速速度度，首首先先是是在在规规定定的的时时间间内内升升降降完完上上、下下井井人人员员。根根据据煤煤炭炭工工业业设设计计规规范范规规定定：最最大大班班工工人人下下井井时时间间一一般般不不超超过过40min40min。据此即可求出提升速度。据此即可求出提升速度。第14页/共89页第三节第三节 提升钢丝绳的选择计算提升钢丝绳的选择计算钢丝绳损坏的原因：钢丝绳损坏的原因：钢丝绳在工作时受多种应力的作用，如静应力、动应力、弯钢丝

20、绳在工作时受多种应力的作用，如静应力、动应力、弯曲应力、扭转应力、接触应力、挤压应力及捻制应力等，这曲应力、扭转应力、接触应力、挤压应力及捻制应力等，这些应力的反复作用将导致钢丝的疲劳破断，这是钢丝绳损坏些应力的反复作用将导致钢丝的疲劳破断，这是钢丝绳损坏的主要原因；的主要原因；钢丝绳的磨损及锈蚀也将导致钢丝绳的损坏。钢丝绳的磨损及锈蚀也将导致钢丝绳的损坏。由于钢丝绳的结构复杂，影响因素较多，钢丝绳强度计算理由于钢丝绳的结构复杂，影响因素较多，钢丝绳强度计算理论尚未完善地用于工程计算。同时一些计算公式也还不能确论尚未完善地用于工程计算。同时一些计算公式也还不能确切地反映真正的应力情况。切地反映

21、真正的应力情况。钢丝绳的强度计算按钢丝绳的强度计算按煤矿安全规程煤矿安全规程的规定：钢丝绳应按的规定：钢丝绳应按最大静载荷并考虑一定的安全系数的方法进行计算。最大静载荷并考虑一定的安全系数的方法进行计算。第15页/共89页一、按最大静载荷计算一、按最大静载荷计算由图由图8-1可知，钢丝绳最大静载荷可知，钢丝绳最大静载荷Qmax是在是在A点。其值为点。其值为(8-8)式中式中 Qmax 钢丝绳最大计算静载荷，钢丝绳最大计算静载荷，N；Q 容器一次提升货载质量，容器一次提升货载质量，kg；Qz 容器的质量，容器的质量，kg；p 钢丝绳每米质量，钢丝绳每米质量，kg/m；g 重力加速度，取重力加速度

22、，取9.8m/s2；Hc 钢丝绳最大悬垂长度。钢丝绳最大悬垂长度。Hs矿井深度，矿井深度，m m；Hj井架高度井架高度(m)(m)，在尚未精确确定时，可先按下列数，在尚未精确确定时，可先按下列数值选取：罐笼提升值选取：罐笼提升Hj=1525m；箕斗提升；箕斗提升Hj=3035m；H Hz z由井底车场水平至容器装载位置容器底部的距离由井底车场水平至容器装载位置容器底部的距离m m，罐笼提升，罐笼提升Hz0，箕斗提升，箕斗提升Hz1825m。第16页/共89页设设B为为钢钢丝丝绳绳公公称称抗抗拉拉强强度度(Pa)，S为为钢钢丝丝总总断断面面积积(m2)。要要保保证证钢钢丝绳安全丝绳安全工作，必须

23、满足工作，必须满足 (8-10)式中式中 ma 钢丝绳安全系数。钢丝绳安全系数。上式中上式中p和和S是两个未知数，为解上式需找出是两个未知数，为解上式需找出p和和S的关系。的关系。(8-11)式中式中 0 钢丝绳密度，钢丝绳密度，kg/m3。将式将式(8-11)代入代入(8-10)式并化简式并化简 (8-12)第17页/共89页钢钢 丝丝 绳绳 的的 密密 度度 值值 0见见 表表 8-5，也也 可可 近近 似似 按按 钢钢 丝丝 绳绳 的的 平平 均均 密密 度度 为为9000kg/m3计算，则式计算，则式(8-12)变为变为 (8-13)由由式式(8-l2)或或(8-13)计计算算出出p值

24、值后后，从从钢钢丝丝绳绳规规格格表表中中选选取取与与计计算算值值相近的较大标准钢丝绳。相近的较大标准钢丝绳。钢丝绳选出后，要按实际所选钢丝绳的数据校核其安全系数。钢丝绳选出后，要按实际所选钢丝绳的数据校核其安全系数。(8-14)式中式中 Qq 钢丝破断拉力总和，钢丝破断拉力总和，N。如如果果校校核核结结果果不不能能满满足足式式(8-14)(8-14)要要求求，则则应应重重选选钢钢丝丝绳绳进进行行校校核核，直至满足式直至满足式(8-14)(8-14)为止。为止。第18页/共89页二、钢丝绳的安全系数二、钢丝绳的安全系数煤煤矿矿安安全全规规程程规规定定单单绳绳缠缠绕绕式式提提升升设设备备采采用用的

25、的钢钢丝丝绳绳安安全系数全系数ma：1)1)专为升降入员用的钢丝绳不得小于专为升降入员用的钢丝绳不得小于9 9；2)2)升升降降人人员员和和物物料料用用的的钢钢丝丝绳绳：升升降降人人员员时时不不得得小小于于9 9；提提升升物料时不得小于物料时不得小于7.57.5；混合提升时不得小于；混合提升时不得小于9 9；3)3)专为升降物料用的钢丝绳不得小于专为升降物料用的钢丝绳不得小于6.56.5。对于多绳摩擦提升设备钢丝绳的安全系数见第八章。对于多绳摩擦提升设备钢丝绳的安全系数见第八章。注意：注意：由由于于提提升升钢钢丝丝绳绳在在工工作作过过程程中中所所引引起起的的应应力力非非常常复复杂杂，影影响响钢

26、钢丝丝绳绳使使用用寿寿命命的的因因素素又又很很多多，所所以以安安全全系系数数并并不不代代表表钢钢丝丝绳绳真真正正强强度度安安全全储储备备值值，而而仅仅仅仅表表示示经经过过实实践践证证明明在在规规定定的的安全系数的条件下，钢丝绳才能安全可靠地运行。安全系数的条件下，钢丝绳才能安全可靠地运行。第19页/共89页第四节第四节 提升机的选择计算提升机的选择计算在选择提升机时，应首先计算卷筒的直径和宽度，并以这两在选择提升机时，应首先计算卷筒的直径和宽度，并以这两个基本参数做依据，进行提升机的选择。个基本参数做依据，进行提升机的选择。一、卷筒直径一、卷筒直径选择卷筒直径的主要原则：选择卷筒直径的主要原则

27、：使使钢钢丝丝绳绳绕绕经经卷卷筒筒时时所所产产生生的的弯弯曲曲应应力力不不要要过过大大，以以便便保保持持钢丝绳的一定承载能力和使用寿命。钢丝绳的一定承载能力和使用寿命。绕绕经经卷卷筒筒的的钢钢丝丝绳绳弯弯曲曲应应力力的的大大小小，取决于卷筒和钢丝绳直径之比。取决于卷筒和钢丝绳直径之比。图图7-2所示为索股钢丝绳内的弯曲应力。所示为索股钢丝绳内的弯曲应力。在在同同一一钢钢丝丝绳绳直直径径d d条条件件下下，卷卷筒筒直直径径D越大，弯曲应力越大，弯曲应力越低；越低；在在不不同同钢钢丝丝绳绳直直径径、相相同同卷卷筒筒直直径径条条件件下下，绳绳径径d越越小小，弯弯曲曲应应力力越越小小，亦即亦即D/d越

28、大，弯曲应力越大，弯曲应力越低。越低。第20页/共89页煤矿安全规程煤矿安全规程规定：规定：对于安装于地面的提升机：对于安装于地面的提升机：(8-15)(8-16)式中式中 钢丝绳中最粗钢丝直径，钢丝绳中最粗钢丝直径，mm；d 钢丝绳直径，钢丝绳直径，mm。对于井下提升机：对于井下提升机：(8-17)(8-18)依据计算值选取标准卷筒直径。依据计算值选取标准卷筒直径。第21页/共89页二、卷筒宽度二、卷筒宽度卷卷筒筒宽宽度度只只应应根根据据所所需需容容纳纳的的钢钢丝丝绳绳长长度度确确定定，在在卷卷筒筒表表面面应容纳以下几部分钢丝绳；应容纳以下几部分钢丝绳；1)1)提升高度提升高度H H，m m

29、；2)2)钢钢丝丝绳绳试试验验长长度度，规规定定每每半半年年剁剁绳绳头头一一次次进进行行试试验验，一一次次剁剁掉掉5m5m，如果钢丝绳的寿命以，如果钢丝绳的寿命以3 3年计算，则试验长度为年计算，则试验长度为30m30m；3)3)卷卷筒筒表表面面应应保保留留三三圈圈摩摩擦擦圈圈，以以便便减减轻轻钢钢丝丝绳绳在在卷卷筒筒固固定定处处的张力；的张力；4)4)当当钢钢丝丝绳绳在在卷卷筒筒上上作作多多层层缠缠绕绕时时，为为了了避避免免上上下下层层钢钢丝丝绳绳总总是是在在一一个个地地方方过过渡渡，每每季季要要将将钢钢丝丝经经错错动动约约1/41/4圈圈，根根据据钢钢丝丝绳的使用年限，取错绳圈绳的使用年限

30、，取错绳圈n=2n=24 4圈。圈。第22页/共89页 对于单层缠绕，每个卷筒的宽度为对于单层缠绕，每个卷筒的宽度为(8-19)对于多层缠绕，每个卷筒的宽度为对于多层缠绕，每个卷筒的宽度为(8-20)式中式中 d 钢丝绳直径，钢丝绳直径，mm；钢丝绳圈间的间隙，一般取钢丝绳圈间的间隙，一般取23，mm；k 缠绕层数；缠绕层数；Dp 平均缠绕直径，平均缠绕直径，m，(8-21)第23页/共89页卷筒上缠绕钢丝绳的层数必须符合卷筒上缠绕钢丝绳的层数必须符合煤矿安全规程煤矿安全规程的规定：的规定：立井中升降人员或升降人员和物料的，只准缠绕一层；立井中升降人员或升降人员和物料的，只准缠绕一层；专为升降

31、物料的，准许缠绕两层；专为升降物料的，准许缠绕两层；在在4545以下的倾斜井巷中升降人员的，准许缠绕两层；以下的倾斜井巷中升降人员的，准许缠绕两层；在在3030以以下下、斜斜长长超超过过600m600m的的倾倾斜斜井井巷巷中中升升降降人人员员的的，准准许许缠缠绕绕三三层；层；暗暗井井(包包括括立立井井、绞绞车车道道、轮轮子子坡坡)中中专专为为升升降降物物料料和和地地面面运运输输(倾倾斜斜或水平或水平)用的，准许缠绕三层。用的，准许缠绕三层。选择卷筒宽度时，应注意以下几个问题：选择卷筒宽度时，应注意以下几个问题：1)1)当当计计算算宽宽度度比比标标准准宽宽度度稍稍大大时时，可可适适当当减减少少绳

32、绳间间间间隙隙值值或或设设法法将将长出的那几米钢丝绳先储存在卷筒内；长出的那几米钢丝绳先储存在卷筒内；2)2)当当计计算算宽宽度度小小于于标标准准宽宽度度时时，可可适适当当加加大大值值，使使钢钢丝丝绳绳在在卷卷筒筒上上均匀分布，而不致集中于一侧，恶化卷筒工作状态；均匀分布，而不致集中于一侧，恶化卷筒工作状态；3)3)计算副井单绳缠绕式卷筒宽度时，应考虑过卷高度。计算副井单绳缠绕式卷筒宽度时，应考虑过卷高度。第24页/共89页三、验算最大静张力及最大静张力差三、验算最大静张力及最大静张力差为为了了保保证证提提升升机机有有足足够够的的强强度度，还还必必须须验验算算所所选选提提升升机机的的最最大大静

33、静张张力力F Fj j(它它影影响响卷卷筒筒的的强强度度和和主主轴轴的的强强度度)及及最最大大静静张张力力差差F Fc c(它它影影响主轴的强度响主轴的强度)，使其满足，使其满足 (8-22)(8-23)式中式中 Q 容器一次提升货载质量，容器一次提升货载质量，kg；Qz 容器的质量，容器的质量，kg；p 钢丝绳每米质量，钢丝绳每米质量，kg/m；H 提升高度，提升高度，m；g 重力加速度，取重力加速度，取9.8m/s2。提提升升机机最最大大静静张张力力Fj及及最最大大静静张张力力差差Fc由由表表7-11查查得得，如如验验算算不不满满足足，则需要重选较大规格提升机。则需要重选较大规格提升机。第

34、25页/共89页四、减速器传动比四、减速器传动比 确定提升机减速器传动比时，应先确定提升速度。确定提升机减速器传动比时，应先确定提升速度。提提升升速速度度是是按按上上式式计计算算出出的的v v1 1查查表表7-117-11选选用用标标准准速速度度，同同时时传传动动比比即即可可确确定定。按按己己确确定定的的传传动动比比同同时时可可查查出出所所需需提提升升电电动动机机的转速。的转速。第26页/共89页第五节第五节 提升电动机的预选提升电动机的预选为了对提升设备进行动力学计算，应预选提升电动机。此外，为了对提升设备进行动力学计算，应预选提升电动机。此外，在进行提升设备的方案比较时，也需要粗略地选择提

35、升电动机。在进行提升设备的方案比较时，也需要粗略地选择提升电动机。提升电动机应满足提升电动机应满足功率、电压及转速功率、电压及转速三个方面的要求。三个方面的要求。提提升升电电动动机机的的功功率率与与一一次次实实际际提提升升量量和和标标准准速速度度(钢钢丝丝绳绳最最大大速速度度)有关，一般双容器提升用下列公式估算有关，一般双容器提升用下列公式估算(8-24)式中式中 N 提升电动机估算功率，提升电动机估算功率，kW；Q 一次实际提升量，一次实际提升量，kg；v 标准速度，标准速度，m/s；减减速速器器的的传传动动效效率率。当当一一级级传传动动时时0.92；二二级级传传动动时时0.85；K矿井阻力

36、系数，即考虑提升容器在井筒中运动时的风阻、罐道矿井阻力系数，即考虑提升容器在井筒中运动时的风阻、罐道阻力及钢丝绳弯曲阻力等的阻力系数：箕斗提升时阻力及钢丝绳弯曲阻力等的阻力系数：箕斗提升时K1.15；罐笼提升时；罐笼提升时K1.2；动动力力系系数数，即即考考虑虑动动负负荷荷影影响响的的系系数数，一一般般1.21.4，箕箕斗斗提提升取小值，罐笼提升取大值；升取小值，罐笼提升取大值；g 重力加速度，取重力加速度，取9.8 m/s2。第27页/共89页提提升升电电动动机机的的旋旋转转速速度度n、减减速速器器的的传传动动比比i、提提升升速速度度v及及卷卷筒筒直直径径D有如下关系有如下关系 (8-25)

37、按按上上面面计计算算出出的的N与与n在在电电动动机机技技术术数数据据表表(YR系系列列电电动动机机表表8-6)中中选选用合适的电动机。用合适的电动机。所所选选提提升升电电动动机机的的电电压压应应与与所所设设计计的的矿矿井井电电压压等等级级相相适适应应，而而其其旋旋转转速速度度应应与与式式(8-25)计计算算出出来来的的数数值值相相接接近近。但但选选出出电电动动机机后后，其其转转速速不不一一定定与与式式(8-25)计计算算出出的的完完全全相相同同。此此外外，在在选选择择电电动动机机时时，还还应应注注意意尽尽量量选选用用过负荷系数较大者，以满足提升设备起动力矩较大的需要。过负荷系数较大者，以满足提

38、升设备起动力矩较大的需要。电电动动机机旋旋转转速速度度最最后后确确定定下下来来之之后后，提提升升机机实实际际提提升升速速度度vm应应重重新新计计算算 (8-26)式中式中 ne 已选定的电动机额定负载时的旋转速度，已选定的电动机额定负载时的旋转速度，r/min。由上式计算出的由上式计算出的vm，将做为运动学及动力学计算的原始参数。，将做为运动学及动力学计算的原始参数。第28页/共89页第六节第六节 提升机与井筒的相对位置的确定提升机与井筒的相对位置的确定当井筒位置已经确定后，应该研究并确定提升机的安装地点。当井筒位置已经确定后，应该研究并确定提升机的安装地点。在确定提升机安装地点时，通常要考虑

39、如下问题：在确定提升机安装地点时，通常要考虑如下问题：矿井地面工业广场布置、井筒四周地形条件、井下所留安全矿井地面工业广场布置、井筒四周地形条件、井下所留安全煤柱位置及尺寸以及地面运输生产系统等。煤柱位置及尺寸以及地面运输生产系统等。无无论论在在井井筒筒中中布布置置一一套套或或两两套套提提升升设设备备，在在选选择择提提升升机机安安装装地点时，重要的是根据具体条件，因地制宜地去考虑。地点时，重要的是根据具体条件，因地制宜地去考虑。提提升升机机安安装装地地点点一一经经确确定定，就就具具体体确确定定了了提提升升机机轴轴线线与与井井筒筒中中心心线线的的距距离离，另另外外还还要要算算出出井井架架高高度度

40、。但但在在计计算算这这些些数数值值时时，必必须须考考虑虑到到钢钢丝丝绳绳弦弦长长、钢钢丝丝绳绳偏偏角角以以及及卷卷筒筒出出绳绳角角等等因素的安全运转条件。因素的安全运转条件。井井架架高高度度、提提升升机机轴轴线线与与井井筒筒中中心心线线的的距距离离、钢钢丝丝绳绳弦弦长长和和出出绳绳角角是是影影响响提提升升机机与与井井筒筒相相对对位位置置的的五五个个因因素素。它它们们被被此此相互影响相互制约。相互影响相互制约。第29页/共89页一、天轮一、天轮天轮安装在井架上，作支撑、引导钢丝绳转向之用。天轮安装在井架上，作支撑、引导钢丝绳转向之用。根据煤炭工业部标准天轮分为：根据煤炭工业部标准天轮分为：n井井

41、上上固固定定天天轮轮；凿凿井井及及井井下下固固定定天天轮轮及及游游动动天天轮。轮。天天轮轮结结构构型型式式分分为为三三种种类型：类型：直直径径为为3500mm3500mm时时采采用用模模压焊接结构；压焊接结构；直直径径3000mm3000mm时时采采用用整整体铸钢结构；体铸钢结构；直直径径为为4000mm4000mm时时采采用用模模压铆接结构。压铆接结构。第30页/共89页天轮直径的选择，根据天轮直径的选择，根据煤矿安全规程煤矿安全规程规定，规定，对于地面设备，对于地面设备，若若钢钢丝丝绳绳与与天天轮轮的的围围包包角角大大于于90时时，则则Dt80d，Dt1200；若围包角小于若围包角小于90

42、，则，则Dt60d，Dt1200。对于井下设备，对于井下设备，若围包角大于若围包角大于90，则，则Dt60d，Dt900；若围包角小于若围包角小于90，则，则Dt40d，Dt900。其中其中 Dt 天轮直径，天轮直径，mm；d 钢丝绳直径，钢丝绳直径，mm；最粗钢丝直径，最粗钢丝直径，mm。第31页/共89页单单绳绳缠缠绕绕式式提提升升机机多多采采用用钢钢结结构构井井架架。为为了了节节省省钢钢材材，不不能能任任意意加加大大井井架架高高度度。但但井井架架高高度度不不符符合合要要求求时时，工工作作不不安安全全，甚甚至可能造成重大事故。至可能造成重大事故。井架高度井架高度Hj，为从井口到天轮轴线的垂

43、直距离，为从井口到天轮轴线的垂直距离 (8-27)式式中中 Hx 卸卸载载距距离离，即即由由井井口口水水平平到到卸卸载载位位置置的的容容器器底底座座高高度度，m，对对于于罐罐笼笼提提升升，一一般般来来说说，均均在在井井口口水水平平装装、卸卸载载，这这时时Hx0；对对于于箕箕斗斗提提升升，地地面面要要装装设设煤煤仓仓，煤煤仓仓的的高高度度与与煤煤仓仓容容积积、生生产产环环节节自自动动化化程程度度和和箕箕斗斗卸卸载载方方式式等等因因素素有有关关，一一般般Hx1825m；Hr 容容器器全全高高，即即由由容容器器底底至至连连接接装装置置最最上上面面一一个个绳绳卡卡的的距距离离，m，此，此 值可由容器的

44、规格表中查到；值可由容器的规格表中查到；Hg 过卷高度，过卷高度，m；Rt 天轮半径，天轮半径，m。将井架高度将井架高度Hj按式按式(8-27)的计算值圆整为较大整数值。的计算值圆整为较大整数值。二、井架高度二、井架高度H Hj j第32页/共89页Hg 过过卷卷高高度度，m，即即从从正正常常卸卸载载位位置置容容器器的的连连接接装装置置最最上上一一绳卡至连接装置上绳头同天轮轮缘接触时的高度。绳卡至连接装置上绳头同天轮轮缘接触时的高度。根据根据煤矿安全规程煤矿安全规程规定；规定；对对 于于 罐罐 笼笼 提提 升升，当当 最最 大大 速速 度度 vm 3m/s时时，Hg4m；当当 vm 3m/s时

45、时，Hg6m；对对于于箕箕斗斗提提升升，Hg4m；多多绳绳摩摩擦擦提提升升，当当vm10m/s时时，Hg6m；当当vm10m/s时，时，Hg10m；Rt 天天轮轮半半径径，m，0.75 Rt为为附附加加距距离离，即即从从容容器器连连接接装装置置最最上一个绳卡接触天轮点到大轮轴线的距离。上一个绳卡接触天轮点到大轮轴线的距离。注意：过卷高度：注意：过卷高度：在在正正常常情情况况下下，提提升升机机早早在在停停车车位位置置之之前前业业已已经经减减速速。这这时时，不不论论是是由由于于提提升升载载荷荷量量的的变变化化引引起起运运动动参参数数变变化化，致致使使停停车车位位置置稍稍高高于于正正常常卸卸载载位位

46、量量；或或是是司司机机操操车车不不够够及及时时，容容器器发发生生过过卷卷，这这种种过过卷卷距距离离往往往往不不大大。煤矿安全规程煤矿安全规程所规定的过卷高度是符合要求的。所规定的过卷高度是符合要求的。如如果果由由于于减减速速开开关关失失灵灵或或其其它它原原因因，致致使使容容器器以以最最大大速速度度碰碰撞撞安安装装在在井井口口以以上上半半米米处处的的过过卷卷开开关关，并并实实现现安安全全制制动动迫迫使使提提升升机机停停车车时时，对对于于箕箕斗提升，斗提升，4m4m的过卷高度仍然是不富余的。的过卷高度仍然是不富余的。第33页/共89页三、钢丝绳的外偏角三、钢丝绳的外偏角1 1和内偏角和内偏角2 2

47、在在提提升升过过程程中中，随随着着卷卷筒筒的的转转动动，偏偏角角是是变变化的。化的。当当右右钩钩尚尚未未开开始始提提升升时时，右右钩钩钢钢丝丝绳绳形形成成最最大大外外偏偏角角1 1。而而此此时时左左钩钩钢钢丝丝绳绳则则形形成成最最大大内偏角内偏角2 2，当当右右钩钩提提升升结结束束时时，左左钩钩钢钢丝丝绳绳形形成成最最大大外外偏角偏角1 1，而右钩形成最大内偏角，而右钩形成最大内偏角2 2。第34页/共89页 钢丝绳偏角过大时会产生下列情况：钢丝绳偏角过大时会产生下列情况：1)1)加加剧剧钢钢丝丝绳绳与与天天轮轮轮轮缘缘的的磨磨损损，降降低低了了钢钢丝丝绳绳的的使使用用年年限限。磨磨损损严严重

48、重时时，还还可可能能引引起起断断绳绳事事故故。为为此此，煤煤矿矿安安全全规规程程规规定定，内内外外偏偏角角均不大于均不大于1 13030；2)2)在在某某些些情情况况下下，当当钢钢丝丝绳绳缠缠向向卷卷筒筒时时会会发发生生“咬咬绳绳”现现象象。在在图图中中A A点点所所示示。这这无无疑疑将将加加剧剧钢钢丝丝绳绳的的磨磨损损。就就钢钢丝丝绳绳弦弦长长与与已已经经缠缠在在卷卷筒筒上上邻邻圈圈钢钢丝丝绳绳来来说说，是是相相当当于于空空间间直直线线与与空空间间螺螺旋旋曲曲线线的的关关系系。由由于于钢钢丝丝绳绳的的直直径径不不是是无无限限小小，如如果果内内偏偏角角过过大大，弦弦长长的的分分离离段段与与邻邻

49、圈圈钢钢丝丝绳绳不是相离而是相交，这就是不是相离而是相交，这就是“咬绳咬绳”。即即或或在在偏偏角角不不太太大大的的情情况况下下，例例如如符符合合1 13030的的要要求求，但但是是由由于于卷卷筒筒上上绳绳圈圈间间隙隙较较小小、钢钢丝丝绳绳直直径径较较大大或或卷卷筒筒直直径径较较大大，均均会会导导致致“咬咬绳绳”。第35页/共89页第36页/共89页第37页/共89页分析图分析图8-58-5可见：一台可见：一台3.5m3.5m直径的提升机，若选用的钢丝绳直径直径的提升机，若选用的钢丝绳直径d d43.5mm43.5mm，而钢丝绳缠在卷筒上的绳圈间隙，而钢丝绳缠在卷筒上的绳圈间隙2mm2mm时，不

50、时，不“咬咬绳绳”的允许内偏角只有的允许内偏角只有4444。它远小于。它远小于1 13030。但若将值增加至。但若将值增加至4mm4mm时，允许的内偏角则增大到时，允许的内偏角则增大到1 11919。所以避免。所以避免“咬绳咬绳”的有效的有效措施是适当地增大措施是适当地增大值。显然，值。显然，值增大值增大，减小了卷筒的容绳量，减小了卷筒的容绳量，有时甚至要采用直径更大的提升机，这也是不经济的。因此要根据有时甚至要采用直径更大的提升机，这也是不经济的。因此要根据矿井具体情况及矿井具体情况及“咬绳咬绳”程度来综合全面地考虑问题。程度来综合全面地考虑问题。从图从图8-58-5也可看出，采用同样的绳圈