煤矿采区供电设计

第四章 提升、通风、排水、压缩空气

第一节 提升、运输设备

一.辅助运输系统设计

（一）运输绞车的选型

1、在西翼绞车房内：安设绞车，用于提升矸石及下放物料；铺设30Kg/m 铁道，在西翼集中运输巷内安设型架空人车，用于运输人员。

2、巷道的基本数据：巷道长度米，坡度-21 o，高度差112米，宽度为3.5米，高度为3.05米。

3、设备能力校核 （1）两米绞车能力核定

西区两米绞车采用JKB-2x1.8型单滚筒提升机,巷道斜长460米,坡度210,采用单钩串车提升方式,提车数5台(含钩头车一台)。 1、绞车技术参数 1）、滚筒直径：2米 2）、滚筒宽度：1.8米 3）、最大提升速度：2.5m/s 4）、绞车牵引力：60KN 5）、钢丝绳：型号6×7－Ф28－1670 6）、钢丝绳直径：Φ28 7）、钢丝绳单位重量：mp ＝2.274kg/m 8）、钢丝绳破断力：497KN 9）、绞车容绳量：一层345米，二层726米，三层1220米 10）、电机功率：185KW 11）、巷道倾角：130

二、计算一次提升车组矿车数 n=

)

cos (sin )()

cos (sin 1212ββββf g m m f gL m F P +++-

=)

21cos 015.021(sin 8.9)6001700()21cos 4.021(sin 4608.9274.2600000

000?+??+?+???- =7（个）

式中： F ：绞车最大牵引力 F=60KN m 1：每台矿车货载重量1700kg

m 2：每台矿车自身重量600kg α：巷道倾角210

f 1 ：矿车阻力系数0.015 f 2:钢绳运行阻力系数=0.4

选择JKB-2×1.8型绞车，提升矸石及下放材料规定为5车（含钩头车），符合要求。 三、钢丝绳校验

1、提物时的安全系数

m a = )

cos (sin )cos (sin )(2121ββββf gL m f g m m n Q P P

++++

=

)

21cos *4.021(sin 460*8.9*274.2)21cos 015.021(sin 8.9)6001700(5497000

++++

=9.3 其中： Q 1=600kg 矿车自重

Q 2=1700kg 装载重量

f 1=0.015 矿车轨道摩擦系数 f 2:钢绳运行阻力系数=0.4

l:钢丝绳长度460m 。

m>6.5 符合《煤矿安全规程》规定

四、最大静张力校验F d =)cos (sin )cos (sin )(2121ββββf gL m f g m m n P ++++

=53059＜60000KN 满足要求

五、校验电动机容量

P d = F d ×V m ∕102×ηc =5305.9×2.5×1.15/（102×0.85） = 175.9KW<185KW 故所选电机功率合格 六、计算一次提升循环时间 1、初加速度：a 0≤0.3米/m 2

2、车场内速度：V 0 = 0.5Vzd (但不大于1.5米/s)

3、主加速减速度：a 1=a 3≤0.5米/秒2

4、一次摘挂钩时间：Q 1=30秒

5、电动机换向时间：Q 2=5秒

6、速度图及各段运行时间路程计算 a 、 to 1=V 0 / a 0 =1.5/0.3=5S

Lo 1= Vo 2 / 2 a 0 = 1.52 / 0.6 =3.75m Lo 2= 30-3.75=26.25

Lo ：井底甩车场道长，一般可取：25-35m to 2= Lo 2 / V 0=26.25/1.5 =17.5S t 1=Vm-Vo ∕a 1 =（2.5-1.5）/0.5=2 S

L 1=Vm+Vo/2×t 1=[（2.5+1.5）/2]×2= 4米 t 3 =Vm/a 3 = 2.5/0.5 =5 S

L 3=t 3Vm/2 = 5×2.5/2 = 6.25米 L 2=L-L 1-L 3=720-4.2-7.29=708.51m t2=L 2 / Vm =708.51/2.5=283.4 S 上山甩车场运行阶段

加速度、减速度时间t j1=t j3=Vo/a j = 1.5/0.3= 5 S 加减速段行程：L j1=L j3=（Vo /2）×t j = 3.75m 等速度行程：L d =L k - L j1- L j3 =30-3.75-3.75=22.5m 等速段时间：t k2 = L d / Vo =22.5/1.5= 15 S 一次提升循环时间

T=2×（to 1+ to 2+ t 1+ t 2+ t 3+ Q 2+ t j1+ t j3+ t k2+ Q 1） =2×（5+17.5+2+283.4+5+5+5+15+30） =731.8S 计12.2分钟 7、提升速度图

（2）架空人车选型

运送长度：β＝21° L ＝480m 1、主要预选参数的确定

1．电动器功率为： 45KW 转速为n ＝740转/分 2．预选驱动轮：直径为1000mm

3．钢丝绳运行速度确定：1.2m/s

4．预选钢丝绳：6×19－φ20 -1670-特-交右-无油?

?

? ?

?=m kg qo 47.1

5．设定乘座间距： m 101=λ

6．则运输效率（人/h ）：

13600λv

? 10

2

.13600?=

432=

7．托轮间距:

185.02λλ?=

1085.0?= m 5.8=

根据计算取8m

8．驱动轮绳槽与牵引钢丝绳间的摩擦系数35.0=μ依据《矿井提升运输设备》

9．牵引绳在驱动轮上的围包角180=α 10．减速机：速比31.5 制动力矩1000 N/m 11．张紧装置最大张紧力：11KN

12．.驱动轮绳槽与牵引钢丝绳的摩擦系数μ＝0.25；钢丝绳与托轮间的阻力系数，动力运行时取ω1＝0.02；制动运行时取ω2＝0.015. 13．钢丝绳在驱动轮上的围抱角β＝180° 2、钢丝绳张力计算 1、最小张力点的计算：

N g q c F 144068.947.110000min =??=?=

式中：Fmin-钢丝绳最小张力点的张力 N

C-钢丝绳的挠度系数；取1000 g-重力加速度

2、当下放侧无人乘坐而上升侧满员时（动力运行状态），线路运行 阻力为：

()()[]g L L Q Q qo F ββωββωλsin cos sin cos 12111+++?????

?

++=上()[]8.948021sin 21cos 02.010158047.1??+???????

?

++==10.97?194.53?9.8 =20913 N

()()[]g L L Q qo F ββωββωλsin cos sin cos 1211-+-??

????

+=下()[]8.948021sin 21cos 02.0101547.1??-???????

?

+==2.97?-142.9?9.8

=-4159 N 各点张紧力：

F3＝Fmin ＝14406 N F4＝1.01F3＝14550 N

F1＝F4＋F 上＝35463 N F2＝F3－F 下＝18565 N 式中：

F1-驱动轮进绳侧钢丝绳张力 F2-驱动轮出绳侧钢丝绳张力 F3-从动轮进绳侧钢丝绳张力

F4-从动轮出绳侧钢丝绳张力

Q1-每人人体重量和所带；取80kg Q2-吊椅重量；取15kg L-巷道斜长

3、当下放侧满员乘坐而上升侧无人时（制动运行状态），线路运行阻力为：

()()[]g L L Q qo F ββωββωλsin cos sin cos 2122+++??

????

+=上 ()[]8.948021sin 21cos 015.0101547.1??+???????

?

+==2.97?188.07?9.8

=5474 N

()()[]g L L Q Q qo F ββωββωλsin cos sin cos 12111-+-?????

?

++=下 ()[]8.948021sin 21cos 015.010158047.1??-???????

?

++==10.97?-149.4?9.8 =-16061N 各点张紧力：

F3＝Fmin ＝14406 N F4＝1.01F3＝14550 N

F1＝F4＋F 上＝19974 N F2＝F3－F 下＝30467 N 3、驱动轮防滑校验：

动力运行状态：F1－F2=35463-18565=16898＞0

且F1/F2＝35463/18565=1.91＜e (2.19)；符合要求。

制动运行状态：F1－F2=19974-30467=-10493＜0

且F2/F1＝30467/19974=1.53＜e (2.19)；符合要求

4、电动机功率的校验：动力运行时：

KW V F F K P b 2787

.010002

.1)1856535463(2.11000)(211=??-?=-=

η

制动运行时：

KW V F F K P b 1787

.010002.1)1997430467(2.11000)(122=??-?=-=η

式中：Kb-电动机备用系数；取1.15-1.20

η-减速器的机械效率；取0.87

考虑到增加运输量，选取电动机功率为45kw. 5．牵引钢丝绳校验：

Fk ＝mFmax ＝6×30467＝182802 N ＜229000N 式中：

F-需用钢丝绳的破断拉力 N m-钢丝绳最低安全系数 Fmax-钢丝绳最大张力点张力 N

因此选择的6×19S-φ20-1670同交右捻钢丝绳满足要求 （三）无极绳绞车选型 （1） 计算依据 巷道长：L=1359米 其中L 1=1049米（0°）、L 2=250米（12°）、L 3=60米（13°） 提升倾角0°~ 13°

钢丝绳型号：6*19+NF-Φ21.5

钢丝绳单位重量：p = 1.658kg/m 钢丝绳破断力：Q p =298KN 绞车最大牵引力：F = 80KN = 8000Kg 牵引梭车自重：Q j = 3000Kg 绞车电机功率：75Kw

提升容器摩擦阻力系数：f 1=0.01~0.02 取f 1 = 0.015 钢丝绳运行阻力系数：f 2=0.15~0.25 取f 2 = 0.2 矿车自重：Q 1 = 600Kg 载重Q 2 = 1700Kg （2） 运行各区段钢丝绳运行阻力 坡度为0°时

()2cos sin 2f pl αα+

= 2×1.658×1049×（0+1×0.2） = 695Kg

坡度为12°时

()2cos sin 2f pl αα+ = 334Kg

坡度为13°时

()

2cos sin 2f pl αα+

= 83Kg

（3） 提升车数的确定 提升矿车时：

()[]()[]()()[]

1cos sin 211cos sin 2cos sin 2f Q Q f Qj f pl F n αααααα+++-+-=

()()[]

()

??+????+?-++-=

13cos 150.013sin 2300015.013cos 13sin 3000833346958000

=11

为保证提升安全性同时兼顾生产需要，确定提升重车数为4个，空车数为4个。

拉4个重车时安全系数钢丝绳安全系数校验：

《煤矿安全规程》中对倾斜井巷钢丝绳专为提升物料时，要求不小于6.5。同时，又要求倾斜井巷无极绳绞车安全系数在专为提升物料时，必须满足

拉4个车时：

[]()()2cos sin 21cos sin 42300f pgl f g Qj Qp

ma αααα+++?+=

[]()()83334695015.013cos 13sin 8.9300042300292340

+++?+??+?=

ma =

37502

292340

= 7.7＞6.5

运输综采液压支架时：

综采液压支架分解后，最重件底座重量（包括立柱）为12100Kg ， 平车自重为1100Kg 则

()[]()[]()()[]

1cos sin 211cos sin 2cos sin 2f Q Q f Qj f pl F n αααααα+++-+-=

()()[]

()()

??+??+??+?-++-=

13cos 150.013sin 110012100015.013cos 13sin 3000833346958000

=1.9

为保证提升安全性，取n = 1 （4）钢丝绳安全系数校验：

《煤矿安全规程》中对倾斜井巷钢丝绳专为提升物料时，要求不小于6.5。同时，又要求倾斜井巷无极绳绞车安全系数在专为提升物料时，必须满足

ma = 5 – 0.001L ＞ 3.5的要求。 运送综采支架时：