坡上田煤礦一采區(qū)副斜井提升設備校驗計算研究

1、    坡上田煤礦一采區(qū)副斜井提升設備校驗計算研究    宋大樂摘要：坡上田煤礦為多礦井整合，為節(jié)約投資，挑選出滿足一采區(qū)副斜井提升設備要求的設備進行安裝利用，有不滿足部分，再重新購置。結(jié)合工作實際，對其一采區(qū)副斜井提升設備型號進行了校驗，校驗過程可供同行借鑒。關鍵詞：提升設備；校驗計算；運輸方式：tb：adoi：10.19311/ki.16723198.2017.09.0961礦井概況坡上田煤礦位于安順市北東方向，直距17km，行政區(qū)劃隸屬貴州省安順市蔡官鎮(zhèn)和轎子山鎮(zhèn)所轄。井田內(nèi)含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M，可采煤層自上而下分別為m8、m9、m14號煤層

2、3層，可采煤層中m8、m9號煤層屬全區(qū)可采，m14號煤層屬大部可采。該礦井設計生產(chǎn)能力0.45mt/a，以兩個采區(qū)兩個高檔普采工作面（一采一備）達產(chǎn)。利用已有井筒，初期采用主斜井、一采區(qū)副斜井、一采區(qū)回風斜井、二采區(qū)軌道斜井、二采區(qū)進風斜井和二采區(qū)回風立井六個斜井開拓。一采區(qū)副斜井井筒斜長65m，傾角22°，采用斜井單鉤串車提升，擔負一采區(qū)提矸、下料及設備等輔助提升任務；二采區(qū)軌道斜井擔負二采區(qū)輔助運輸任務。2采區(qū)主要運輸方式的選擇針對中型礦井選擇采區(qū)煤炭運輸方式時應遵循以下原則：（1）采區(qū)上、下山煤炭運輸方式。開采傾斜、急傾斜煤層時，采用大傾角帶式輸送機、上鏈式輸送機、搪瓷溜槽、鑄

3、石刮板或溜煤眼。開采緩傾斜煤層，普通帶式輸送機向上運煤的傾角不大于18°，向下運煤的傾角不大于16°。（2）采區(qū)內(nèi)只有一個回采工作面生產(chǎn)時，采區(qū)上下山輸送機小時運輸能力，不應小于回采工作面運輸順槽輸送機小時運輸能力；當采區(qū)內(nèi)有一個以上采煤工作面同時生產(chǎn)時，應根據(jù)條件計算上下山輸送機能力，當有條件時，應在回采工作面運輸順槽與上下山交匯處設置緩沖煤倉。本礦首采區(qū)原煤經(jīng)采面運輸順槽、采區(qū)大巷到主斜井運出地面，無采區(qū)上、下山。根據(jù)礦井生產(chǎn)能力、開拓方式、采區(qū)及工作面布置等，井下原煤輸送采用固定帶式膠帶輸送機。膠帶輸送機運輸具有運量大、運輸連續(xù)性好、轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少、運營費用省、操作簡單、

4、易于實現(xiàn)集中控制和自動化管理等優(yōu)點。3一采區(qū)副斜井提升設備的選型計算3.1設計依據(jù)（1）一采區(qū)副斜井井筒參數(shù)：井筒斜長65m，傾角22°；（2）提升容器：提矸、下料利用現(xiàn)有mg1.1-6a型礦車，礦車自重610kg，載矸1700kg，載料1000kg；下大件利用現(xiàn)有mp16-6型礦用平板車，自重811kg，最大載重量10000kg；（3）最大班提升量：提升矸石28車，下放材料24車，運送設備5次，其它8次；（4）最大件重量：5.811t（最大件重量5t+平板車重量0.811t）；（5）提升方式：單鉤提升，上、下平車場。提矸、下料一次串2輛矸石車或2輛材料車；下大件一次提升1輛礦用平板

5、車，總重5.811t；（6）工作制度：330d/a，16h/d，四六制；（7）現(xiàn)有設備：礦方現(xiàn)有提升設備為一臺jtp-1.6×1.5型單繩纏繞式單滾筒絞車，其主要技術參數(shù)：滾筒直徑dg=1600mm，滾筒寬度bg=1500mm，提升機最大靜張力（差）fj=45kn，減速比i=24，提升機最大提升速度vm=2.5m/s，配套110kw，380v，720r/min電動機。3.2提升設備校驗3.2.1鋼絲繩安全系數(shù)校驗（1）提升斜長：lt=65+30=95m。（2）鋼絲繩最大懸垂長度：lc=65+70=135m。（3）繩端荷重：提升矸石：q矸=2×（610+1700）×

6、（sin22°+0015×cos22°）=1760kg。運送材料：q料=2×（610+1000）×（sin22°+0015×cos22°）=1216kg；升降大件：q大件=5811×（sin22°+0.015×cos22°）=2331kg。（4）鋼絲繩校驗：現(xiàn)有鋼絲繩為6×7+fc-18-1670型鋼絲繩，鋼絲繩直徑d=18mm，單重pk=114kg/m，抗拉強度=1670mpa，最小鋼絲破斷拉力qq=180kn。（5）提升靜張力計算：提升矸石：f矸=1760+1.

7、14×135×（sin22°+02×cos22°）×9.81/1000=18.13kn運送材料：f料=1216+1.14×135×（sin22°+02×cos22°）×9.81/1000=12.79kn升降大件：f大件=2331+1.14×135×（sin22°+0.2×cos22°）×9.81/1000=23.73kn。（6）安全系數(shù)校核：升降大件：m大=180/23.73=7.58>6.5。經(jīng)校驗，現(xiàn)有鋼絲

8、繩安全系數(shù)符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。3.2.2提升機校驗礦方現(xiàn)有提升設備為一臺jtp-1.6×1.5型單繩纏繞式單滾筒絞車（內(nèi)部調(diào)劑原黔興礦地面絞車），其主要技術參數(shù)：滾筒直徑dg=1600mm，滾筒寬度bg=1500mm，提升機最大靜張力（差）fj=45kn，減速比i=24，提升機最大提升速度vm=2.5m/s。天輪選用非標1200/800型游動天輪，天輪直徑dt=1200mm，最大游動距離s=800mm。提升機校驗：（1）滾筒直徑：dg=80×18=1440mm1600mm；天輪直徑：dt=60×18=1080mm1200mm；（2）最大靜張力（差）驗算：fj（

9、c）max=fj大件=23.73kn<45kn；（3）纏繩校驗：纏繩層數(shù)：kc=（95+40+7×1.6×）×（18+3）/（1500××1.64）=0.471<3，經(jīng)驗算，現(xiàn)有提升絞車滿足要求。 3.3電動機校驗現(xiàn)有電動機為交流變頻調(diào)速電動機，電動機額定功率110kw，電壓380v，額定轉(zhuǎn)速720r/min。（1）等效容量校驗：等效時間：td=53.70s；等效力：fd=10000003600·q·h=23.76kn等效功率：nd=23.76×2.5×1000/（1000×0.85

10、）=69.89kw<110kw。（2）過負荷校驗：=fmax/fe=36.21×1000/（110×1000×0.85/2.5）=0.97<1.6（2×0.80），經(jīng)驗算，現(xiàn)有電動機符合要求。3.4提升系統(tǒng)天輪中心垂高：3m；天輪游動距離：0.8m；提升機主軸中心至天輪中心的水平距離：15m；提升機主軸中心距井口高差：0.55m；鋼絲繩弦長：15.21m；鋼絲繩內(nèi)、外偏角：1.15°。3.5提升系統(tǒng)運動學、動力學提升系統(tǒng)變位質(zhì)量：m矸=26048kg，m料=24648kg，m大件=27518kg；最大提升速度：2.50m/s；低速等

11、速運行速度：1.00m/s；初加速度：0.30m/s2，加速度：0.40m/s2；減速度：-0.40m/s2；末減速度：-030m/s2。3.6安全制動減速度計算煤礦安全規(guī)程規(guī)定的提升安全制動減速度為：提升重載制動減速度ac=3.811m/s2，下放重載制動減速度0.3ac=1.143m/s2。設計的提升機最大制動力矩為108knm>3mj（靜力矩）=56.95knm；一級安全制動力矩為：44knm。計算安全制動減速度結(jié)果見表1。經(jīng)驗算，提升系統(tǒng)在各種提升狀態(tài)下保險閘所產(chǎn)生的制動減速度均滿足煤礦安全規(guī)程第四百三十三條的規(guī)定。3.7電控及信號設備電控設備采用礦井交流提升機變頻調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實現(xiàn)提升機軟啟動，提高了機械設備使用壽命，具有調(diào)速平穩(wěn)、調(diào)節(jié)靈活方便、抗干擾能力強等優(yōu)點。為實現(xiàn)該提升機安全運行，系統(tǒng)還對減速功能保護裝置、防止過卷裝置、防止過速裝置、限速裝置設置為相互獨立的雙線制，由兩套plc完成提升機所有控制功能及保護。并能實現(xiàn)各種安全制動。提升信號采用礦用多功能斜井提升信號系統(tǒng)。4結(jié)束語本礦井為多礦井整合，為節(jié)約投資，挑選出滿足要求的設備