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矿井主井提升系统改造验算实例

发表时间：2020/5/20 来源：《中国西部科技》2020年第6期作者：石松林

[导读] 为稳定矿井产量、提高矿井安全可靠性，

        摘要：为稳定矿井产量、提高矿井安全可靠性，淮北矿业集团朱仙庄煤矿对现有原煤提升系统进行了改造。具体改造方案为：一是将主井的装载高度上提120m，缩短提升时间，提高提升效率；二是原12吨提煤箕斗更换为非标13吨提煤箕斗，增加提升容器装载量，提高提升效率。为此，需要对矿井主井提升系统进行校核验算，确保提升设备安全可靠运行。
        关键词：主井提升、装载上提、装载量、提升效率、提升验算
一、验算依据
        1、改造后提升高度H_t=397 m（原提升高度为517m），钢丝绳悬垂高度H_c=444m。
        2、JKD2.8×6多绳摩擦轮提升机摩擦轮直径D_m=2.8m，允许最大静张力F_j=485kN，允许最大静张力差F_c=145kN，钢丝绳根数n=6，钢丝绳间距250mm，磨擦衬垫的磨擦系数f=0.25，最大提升速度V_max=9.5m/s，提升机变位质量（不含电动机和导向轮）G_Dm =13500 kg，导向轮直径Dd=2.0m，向轮变位质量G_Dd =3070kg。
        3、六绳上开式13吨提煤箕斗（本体14.2t，包括悬挂、罐耳等），增加重锤后总重为Q_c=19500 kg，提升容器一次装载量Q=13000kg。
        4、ZD120/45型电动机额定功率N_e=1800 kW，额定转速n_e=530 r/min，变位质量24118kg；减速器型号为XP1120，减速比i=7.35。
        5、6V×34+FC型提升钢丝绳，SS和ZZ各3根。钢丝绳直径d_k=28 mm ，最大钢丝直径δ=2.0 mm，公称抗拉强度σB=1670 MPa，钢丝绳单位长度质量P_k=3.3 kg/m，钢丝绳破断拉力总和Q_q=554 kN。
        6、平衡钢丝绳直径d_w=40 mm，公称抗拉强度σ_b=1570 MPa，钢丝绳单位长度质量P_w=6.25 kg/m，钢丝绳破断拉力总和Q_q=1157 kN。
        二、钢丝绳验算
        1、按《煤矿安全规程》（2009版）规定，提升钢丝绳安全系数不得低于m=7.20.0005H_c=6.98
        2、绳端荷重Q_d =(Q+Q_c)g=318.825kN
        3、提煤时提升钢丝绳安全系数校验：

符合要求

三、提升设备校验

        提升机校验通过
        四、初步校验电动机

        五、提升系统运动学计算
        设计采用六阶段速度图，初加速度a0=0.45 m/s2 ，v0=1.5 m/s；正常加速度a1=0.6 m/s2，减速度a3=0.6 m/s2，爬行速度v4=0.5 m/s ，爬行距离h4=3 m，停车制动减速度a5=0.5 m/s2，最大运行速度vm=9.5 m/s，休止时间13s。
提升系统运动学计算结果

        　　
        六、提升系统动力学计算
        1、提升系统各部分变位质量

七、提升电动机校验
根据系统负载情况，按提升原煤运行方式进行校验：

        所选电动机符合要求。
        八、防滑验算
        1、制动力矩的确定
        根据《煤矿安全规程》要求，提升机的常用闸和保险闸制动时所产生的制动力矩不得小于提升最大静荷重旋转力矩的3倍，按此确定制动力矩，3倍提升最大静荷重旋转力矩：

        液压站为二级制动液压站。
        2、滑动极限减速度与实际紧急制动减速度的计算
        据《煤矿安全规程》规定“保险闸发生作用时，全部机械的减速度：下放重载时，不得小于1.5m/s2；提升重载时，不得超过5m/s2”，并且规定“全部机械的减速度不得超过钢丝绳的滑动极限”。
        防滑计算的有关数据：
        钢丝绳在摩擦轮上的围包角：α=188.15°，钢丝绳与摩擦衬垫的摩擦系数：f=0.25，滑动极限：e^fα=2.2725，提升原煤：Σm =109841.7 kg，升降空箕斗：Σm0=96841.7 kg，第一级制动力F_z1=305 kN，第一级制动力矩为M_z1=456 kN·m。