斜井绞车提升钢丝绳能力计算.doc

主斜井绞车提升钢丝绳能力计算
一、主斜井运输概况：
矿主斜井绞车安装水平标高：+826m，最低点水平标高：+550m，提升垂高276米，井筒倾角16°，井筒斜长1270m。井筒施工期间下放混凝土，混凝土运输车自重1t，每车容积1.5m3，每次串车两辆，混凝土质量为2.5t/m3。提升钢丝绳绳端载荷按9.5t计算。
二、钢丝绳选择计算：
钢丝绳按在满足2010版《煤矿安全规程》：“单绳缠绕式提升装置的安全系数提升物料时不得小于6.5” 规定时所能提升最大重物能力进行计算。
1.提升钢丝绳的选择：
，kg/m
—— 钢丝绳公称抗拉强度（Pa）； —— 钢丝绳安全系数，取6.5；
—— 钢丝绳每米质量（kg/m）； —— 钢丝绳长度（m）；
—— 提升倾斜角度； —— 矿车中提升货载质量（kg）；
—— 矿车质量（kg）； —— 重力加速度；
—— 钢丝绳密度kg/m3,取=9450kg/m3（6△19+FC）;；
—— 矿车串车数量，按支架运输时取=1；
—— 矿车运行阻力系数，一般可采用=0.01～0.015；
—— 钢丝绳运行阻力系数，钢丝绳全部支撑在地滚上取=0.15～0.2；
此计算中≈25000kg。
将已知数据带入公式计算得：
=
=5.61kg/m
2.选择钢丝绳：
根据计算钢丝绳单位重量5.61kg/m查手册可选用三角股钢丝绳6V×19+IWR-36-1570（钢芯）,其技术数据如下：钢丝绳直径d=36mm；钢丝绳每米质量=5.66kg/m；钢丝绳破断拉力总和=810×1.191=964.71kN。
3.钢丝绳安全系数验算：

=6.7>6.5
由于计算的安全系数大于6.5，上述三角股钢丝绳6V×19+IWR-36-1570(钢芯)钢丝绳满足使用要求。

3.钢丝绳安全系数验算：

=7.2>6.5
由于计算的安全系数大于6.5，上述钢丝绳满足使用要求。

三、提升机选择：
1.滚筒直径选择：
故滚筒直径D≥80d=80×36=2880mm;
根据计算结果，选用标准滚筒直径D=3000mm。
2.滚筒宽度：
滚筒表面应保留三圈摩擦圈；钢丝绳试验长度规定每半年剁绳头一次进行试验，一次剁掉5m，如果钢丝绳的寿命以三年计算，则试验长度为30m。
根据2007版《煤矿安全规程》第四百一十九条“各种提升装置的滚筒上缠绕的钢丝绳层数严禁超过下列规定：倾斜井巷中升降人员或升降人员和物料的，2层；升降物料的，3层。”此绞车主要为副暗斜井提升物料使用，钢丝绳按3层计算。
； ；
——平均缠绕直径，m； ——缠绕层数；　　　　　——错绳圈２～４圈；
——钢丝绳直径，mm； ——钢丝绳圈间的间隙，一般取２～３，mm；
＝3061.2mm
＝2419.5mm
故可选滚筒宽度2500mm。
3.最大静张力计算：

最大静张力差计算：

4.提升电动机预选：
电动机功率 N可估算如下：
(KW);
功率备用系数k=1.1;提升速度Vm=3m/s；对于二级传动，传动效率=0.85；
=494.96KW； 故可选电动机功率500KW。
经以上选择计算可选用一台JKB-3×2.5型单滚筒防爆绞车，其性能参数为D=3m,B=2.5m;绞车配套电动机性能参数为：N=500kW(提升速度Vm=3m/s时)。钢丝绳选用三角股6V×19+IWR-36-1570(钢芯)型钢丝绳；其参数为：d=36mm, =5.66kg/m。
由于2.5米绞车为非标产品,以上选型绞车部分厂家无合格生产证件。
四、咨询生产厂家提供两种绞车参数如下：
1. JKB-3.5×2.5型防爆单筒提升机技术参数（此型号绞车满足我矿井+300水平的提升能力）：

① 滚筒直径3.5m ； ② 滚筒宽度2.5m；
③ 钢丝绳最大直径：38mm； 　　④ 钢丝绳最大静张力：170KN；
⑤ 钢丝绳最大静张力差：170KN； ⑥ 钢丝绳速度v=2.96m/s；
⑦ 容绳量：L=1910m（3层）； ⑧ 电动机功率：P=550kW；
⑨ 额定电压：交流1140v，50Hz； ⑩ 转速=495r/min ；

2. JKB-3×2.2型防爆单筒提升机技术参数：
① 滚筒直径3m ； ② 滚筒宽度2.2m；
③ 钢丝绳最大直径：36mm； 　　④ 钢丝绳最大静张力：140KN；
⑤ 钢丝绳最大静张力差：140KN； ⑥ 钢丝绳速度v=3.06m/s；
⑦ 容绳量：L=885m（2层）； ⑧ 电动机功率：P=400kW；
⑨ 额定电压：交流660v，50Hz； ⑩ 转速=590r/min ；
五、绞车容绳量计算：
按照以下公式对JKB-3×2.2型与JKB-3×2.5型绞车滚筒容绳量进行计算。
三层容绳量：
——多层缠绕时供移动用的绳圈，取4， ——摩擦圈，取3，
——钢丝绳直径， ——穿绳孔直径，mm,
——滚筒宽度， ——滚筒直径，
——钢丝绳缠绕直径， ——试验钢丝绳长度，取30000mm，
——绳圈之间间隙，取2～3mm， ——提升高度。
1. JKB-3×2.2型防爆单滚筒提升机容绳量计算如下（按三层计算）：

≈1553000mm=1553m
按照滚筒表面应保留三圈摩擦圈（2×3.14×(1500+18)×3≈28000mm=28m）；按钢丝绳试验长度30m的规定计算,滚筒表面至少预留58m钢丝绳，绞车滚筒至变坡点钢丝绳长度按50m考虑，钢丝绳钩头按5m考虑；提升用钢丝绳长度为1553－58－50-5=1440m。
根据巷道倾角21°计算，该型绞车提升垂深为1440×≈516米，现副暗斜井提升机安装于+925水平，该绞车只能运行至+409水平；距最矿井最低点+300水平还需要长度约304m运输距离。故JKB-3×2.2型防爆单滚筒提升机容绳量不能满足提升要求。
2. JKB-3×2.5型防爆单滚筒提升机容绳量计算如下（按三层计算）：

≈1780m
按照滚筒表面应保留三圈摩擦圈（2×3.14×(1500+18)×3≈28m）；钢丝绳试验长度30m的规定计算,滚筒表面至少预留58m钢丝绳，绞车滚筒至变坡点钢丝绳长度按50m考虑，钢丝绳钩头按5m考虑；提升用钢丝绳长度为1780－58－50-5=1667m。
根据巷道倾角21°计算，该型绞车提升垂深为1667×≈597米，若将该提升机安装于+925m水平，提升量只可以满足到+328m水平。要达到矿井最低点+300m水平，钢丝绳长度明显不足，经计算还差：78.1米。

六.提升时间估算：
按照平均速度3m/s计算，从重载车辆处于挂钩准备运行状态上，1744÷3≈581s≈10min(未考虑提升加速时间与减速运行时间及上下车场摘挂钩、车辆准备时间)按照经验估算，单趟运行时间约30分钟。
全天提升时间为18小时，即每班两个小时用于交接班人员通行，6小时用于物料运输，可完成6钩物料的提升运输。根据w(9-15)102工作面液压支架的运输安装情况，轨道顺槽的运输及车场的重车牵引限制支架的运输，每班6组支架的下放基本可以满足采面安装速度的需要。副暗斜井只有在采面安装与回撤期间运输任务比较繁重，日常仅作为掘进工作面支护材料的下放运输工作。
七．.经过以上比较，如选用JKB-3×2.5型防爆单滚筒提升机作为主暗斜井提升绞车还需在+328水平设置车场再安装一部绞车方可为+300水平生产服务。
建议选用JKB-3.5×2.5型单滚筒防爆绞车作为主暗斜井提升绞车。

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