第七章立井提升设备选型设计方案

1、第七章立井提升设备选型设计 4课时 第一节竖井提升容器的选择 一、提升容器的比较及其应用范围 提升容器主要是底卸式箕斗和普通罐笼。箕斗的优点是：质量轻，所需井筒断面积小，装 卸载可自动化，且时间短，提升能力大。箕斗的缺点是：井底及井口需要设置煤仓和装卸 载设备，只能提升煤炭，不能升降人员、设备和材料，井架较高，需要另设一套辅助提升 设备。 罐笼的优点是：井底及井口不需设置煤仓，可以提升煤炭、矸石，下放材料，升降人 员和设备，井架较矮，有利于煤炭分类运输，罐笼的缺点是：质量大，所需井筒断面积大 ，装卸载不能自动化，而且时间较长，生产效率较低。 选择箕斗还是选择罐笼，需要根据多方面的技术、经济指标

2、来确定。 二、主井箕斗规格的选择 进行提升设备选型设计时，矿井年产量An和矿井深度Hs为已知条件。当提升容器的类型确 定后，还要选择容器的规格。在提升任务确定之后，选择提升容器的规格有两种情况：一 是选择较大规格的容器，一次提升量较大，则提升次数少。这样，因为一次提升量较大， 所需的提升钢丝绳直径和提升机直径较大，因而初期投资较多。但提升次数较少，运转费 用较少。二是选择较小规格的容器，情况和上述的相反，因而初期投资较少，而运转费用 则较多。那么，应该如何选择提升容器的规格才是合理的呢？其原则是：一次合理提升量应 该使得初期投资费和运转费的加权平均总和最小。为了确定一次合理提升量，从而选择标

3、准的提升容器，可按以下步骤计算： (1确定合理的经济速度 Vj 与一次合理提升量相对应的，有一个合理的经济速度。经研究证明，合理的经济速度Vj可 用下式计算： 式中：H为提升高度，m，H=Hz+Hs+Hx；出为装载的高度，m，Hz=1825m，Hs为矿井的 深度，m，Hx为卸载高度，m，Hx=1525m。 (2估算一次提升循环时间 1 2) 式中：a为提升加速度，一般 a=0.8m/s2; 为箕斗低速爬行时间，一般取=10s; E为箕斗装 卸载休止时间，一般取 9=10s。 (3计算小时提升量As 式中： LI为钢丝绳承受的最大计算静载荷; 題为一次提升 的有益载荷口为容器质量；为钢丝绳每 M

4、重力；-1为钢 丝绳悬垂长度, 为井架高度; 井深度；为容器装载高度。 根据煤矿安全规程对安全系数的规定，必须满足下式: 图2-5钢丝绳计算示意图 2-3) 式中：ma为新钢丝绳的安全系数。 一般钢丝绳的平均比重近似取 0.09 N/cm3,于是有下式: 2-4 ) 将式（2 - 4代入式（23并化简整理得: 2-5 ) 代人丫o的值后，得出选择每 M钢丝绳重的公式为: 2-6 ) 由于实际所选钢丝绳的丫 0不一定是0.09 N / cm3,因此所选绳是否满足安全系数的要 求必须按实际所选每 M绳重按下式进行验算，即所选绳的实际安全系数为： 有n根提升钢丝绳，每根绳承受的终端载荷为(Q+Qz/

5、n ; (2 有山根尾绳，设每根尾绳每 M重力为q N/m,而且根据主、尾绳每 M重力的不同，又有等重尾绳 np= niq、轻尾绳npniq和重尾绳npniq之分。一般多采用等重尾绳，重尾绳有时也有采用，但 轻尾绳则很少采用。因此下面也分两种情况来分析。 等重尾绳情况: 计算公式： 图2-6多绳摩擦提升 钢丝绳计算示意图 2-8 ) 验算公式: 2-9) 重尾绳情况 计算公式 钢丝绳进行弯曲实验的结果，由图示可知，在同一钢丝绳直径条件下， 卷简直径愈大，弯曲应力愈小；在相同卷简直径条件下，绳径愈小，弯曲应力愈小，即比 值D / d愈大，弯曲应力愈小。 图3-3所示为在不同的D/d弯曲条件下，钢

6、丝绳实验载荷与其耐久性的关系。由图3- 3可知，在实验载荷相同时，D / d愈大，钢丝绳所能承受的反复弯曲次数愈多，疲劳寿命 愈长。 70 fr 30 10 12 3 4 5 6 7 D/m 120 40 0 120 HO22D250300340 ffw/CN *m.m 760 004080 6 4 2 图3-2钢丝绳弯 曲应力图 图3-3 不向的D/d时载荷与耐 对于安装在地面的提升机，其直径与钢丝绳直径的关系如下: (3-1 (3-2 式中：D为提升机卷筒直径；d为提升钢丝绳直径；为提升钢丝绳中最粗钢丝绳直径。 对于安装在井下的提升机则有： (3-3 -I(3-4 选定了标准卷简直径后，卷

7、筒的标准宽度B则为巳知，然后根据实际需要在卷筒上缠 绕的钢丝绳长度来计算卷筒的实际宽度B在提升机卷筒上应容纳以下几部分钢丝绳： (1提升高度H , m。 (2提升钢丝绳实验长度，规定每半年剁绳头一次，每次剁掉5 m,按提升钢丝绳的使用寿命为三年计，则实验长度为30 m ； (3为了减少钢丝绳在卷筒上固定处的拉力，钢丝绳在卷筒上松绳时，不能全部松放， 应在卷筒表面保留三圈摩擦圈，则卷筒的实际容绳宽度B为： 一 =.(3- 5 式中：H为提升高度；D为提升机卷筒直径；d为提升钢丝绳直径；为提升钢丝绳绳圈间的 间隙，一般为2-3mm，卷筒直径较大时，取大值。如果B B若提升机 用于有升降人员的竖井副井提升，根据煤矿安全规程规定，钢丝绳在卷筒上只能缠绕 一层。但是如果B比B稍大一点，所选提升机仍可满足宽度要求，但是要是B- B的差值暂时固定在卷筒内。如果B- B的差值较大，则所选提升机的宽度不满足要求，则应采取措施：一是另选强度较高的提 升钢丝绳型号；二是把提升机卷筒直径增大一级。重新计算B到满足B 。根据 煤矿安全规程规定：竖井主井提升的提升钢丝绳可在卷筒上缠两层，作双层缠绕时，提 升钢丝缠在卷筒上的实际缠绕宽度B可按下式 (3-6 式中：Dp为平均缠绕直径；K为缠绕层数