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1、双柳矿井改扩建初步设计 第六章 矿井主要设备第六章 矿井主要设备第一节 提升设备一、矿井辅助提升设备现状白家焉场地主斜井检修绞车装备JK-3/30型提升机，配备YSP560-12型电机，功率560kw，配备BPDK-ZN-ZKT型电控系统。白家焉场地副立井装备2JK-2.5/20型提升机，配备YP355L-8型电机，功率200kW，配备BPDK-ZN-ZKT型电控系统。目前白家焉主斜井与白家焉副立井提升机运行状况良好。改扩建后，地面辅助生产系统基本上转移到郭家山场地，辅助提升任务绝大多数均由郭家山副立井提升系统承担，白家焉副立井仅承担少量辅助提升任务。因此本次设计主要针对白家焉主斜井提煤设备、
2、郭家山副立井设备进行设计选型。二、主斜井原煤运输设备根据改扩建后矿井生产能力300万t/a、开拓方式、采区布置等，主斜井原煤运输采用钢绳芯胶带输送机。胶带输送机运输具有运输量大、运输连续性好、转载环节少、运营费用低、操作简单、易于实现集中控制和自动化管理等优点。采区工作面来煤经胶带输送机转载至主斜井胶带输送机运输至地面。（一）白家焉场地主斜井提升系统经2003年改造，现有的主斜井提升，使用的是大倾角胶带输送机，其技术参数为：运输距离L=610m，倾角25；带宽B=1200mm，带速v=3.15m/s，带强ST2500；运量Q=800t/h ；驱动电机：2560kW，6kV，1：1配置；CST软
3、启动装置：CST750KS-30.25。此次改扩建后，矿井实现300万吨年产量，在前期上组煤开采时，现有皮带满足煤炭提升要求，暂不需要改造；当后期主斜井需要提升下组煤时，延深原主斜井井筒，主斜井皮带在不改变其倾角及运量前提下，改造为：运输距离L=703.6m，倾角25；带宽B=1200mm，带速v=3.15m/s；运量Q=800t/h 主斜井提升系统示意图如下。选型计算胶带输送机参数：带宽B1200mm，带速v3.15m/s，承载托辊组为深槽形托辊159mm（55四节托辊），回程托辊组为V型托辊159mm，钢绳芯胶带ST3150(符合MT668-2008要求)，尾部重锤拉紧。托辊运行阻力系数
4、f0.03传动滚筒摩擦系数 0.35承载托辊布置间距 a0 = 1.2m回程托辊布置间距 au = 3.0m带式输送机宽度 B1200mm，带式输送机运行速度 V3.15m/s 初选胶带强度 ST3150 N/mm每米物料重量 qG=70.55 kg/m每米胶带重量 qB48.48kg/m上托辊每米长转动部分质量 qRO=27.375kg/m下托辊每米长转动部分质量 qRU=10.027kg/m主斜井胶带机圆周驱动力计算带式输送机能力 满足要求式中：物料的最大截面积，取0.165m2折减系数，取0.74主要阻力 FHLfg(2qB+qG)*cos+qRO+qRU)=39315.47N主要特种阻
5、力 FS1F+Fgl=7565.34N式中：F= C0g L(qG+qB) cossin； Fgl=2Iv2gl/v2 b12；C槽形系数，取0.43；0托辊和输送带间的摩擦系数，取0.35；L装有前倾托辊的输送机长度(全长安装)；托辊前倾角度，取1.5；2物料与导料板间的摩擦系数，取0.6；Iv输送能力，0.25 m3/s；l导料槽栏板长度，取6 m；b1导料槽两栏板间宽度，取0.73 m 。附加特种阻力 FS25AP3 =2520N式中：A个清扫器和输送带接触面积，取0.012 m2，设置2个头部清扫器和2个空段清扫器（1个空段清扫器相当于1.5个清扫器）； P清扫器和输送带间的压力，取7
6、0000 N/m2； 3清扫器与输送带间的摩擦系数，取0.6。倾斜阻力 FStqGHg=227846.98N传动滚筒所需圆周驱动力 FuCFH+FS1+FS2+FSt280111.13N式中：C系数，取1.073胶带机所需逆止力矩MLFst-0.8Lng(2qB+qRO+qRU)+qGngH/sindr=134kN.m式中：n胶带下滑时对托辊的模拟阻力系数，取0.012；dr驱动滚筒半径，取0.625m。电动机功率计算带式输送机稳定运行时传动滚筒所需运行功率 PAFu V/1000882.4kW 带式输送机驱动电动机功率 PMPA/1225.6 kW 式中：传动滚筒到驱动电机的总效率，取0.7
7、2为此，选择3台560 kW异步电动机。 输送带张力及安全系数计算带式输送机采用头部双滚筒三电机传动(2:1)，确定两传动滚筒的围包角200。设，F1 、F2、分别为传动滚筒处的输送带趋入点和奔离点的张力，Fumax为起动状态传动滚筒圆周力。其中 Fumax=FUKA 式中KA为启动系数 ，取值KA=1.2，Fumax=336133.4N输送带带不打滑最小张力F2minFumax/3（e1）32170.94N 重载段允许最小张力Szmin=a0(qG+qB)g/8(h/a)max=17515.26N空载段允许最小张力Skmin=auqBg/8(h/a)max=17834.58N根据满足不打滑条
8、件及垂度条件，本条皮带机在满足不打滑条件时 取 F2= 157717.55N，此时F3= F2+(qB*cos+qRU)Lgf-HqBg =18275.63N17834.58N (满足空载段垂度条件)F4=1.004 F3=18348.73N17515.26N (满足重载段垂度条件)F1F2FU437828.68N 输送带的安全系数：n=BSt/F1=8.67，故安全系数满足要求改造后主斜井胶带输送机主要技术参数：输送距离L703.6m，提升高度H328m，倾角25带宽B1200mm，带速v3.15m/s，输送能力Q800t/h胶带：阻燃钢绳芯，ST/S3150拉紧装置：重锤车式拉紧，布置在机
9、尾驱动电机：3560kW，6kV，2：1配置，CST软启动装置：CST750KS-30.25，3台逆止器： DSN280 2台制动器：ST5SH (额定制动力矩181.5kN.m ) 2台即改造后在原有两套驱动装置基础上增加一套驱动，设于原井口房内10.50平面， 皮带强度由ST2500改为ST3150，并对井口房做相应的改造。二、郭家山场地副井提升设备郭家山场地副井担负提升矸石、升降人员、设备（包括综放液压支架及综掘等）、材料等辅助提升任务。经技术经济比较（见表6-1-1），主要考虑节省占用井口时间等因素，且根据建设单位的要求，最终确定采用第一方案。装备JKMD-3.54（III）落地多绳摩
10、擦式提升机一台，提升容器为一对1.5 t矿车一层二车宽窄罐笼，电控设备为PLC控制直流成套设备，主电动机为ZD系列专用直流电动机（1300kW 50r/min）。1、设计基础参数副井井口标高： +849.4m井底水平标高： +450m工作制度：b=330d/a，四班制，其中三班生产，一班检修；最大班提升量：下井工人数 185人提升矸石 60车下放材料 45车下放设备 14次其他 22次提升容器：一对1.5t矿车一层二车罐笼(宽窄各一)，宽罐乘nr1=43人，自重22000kg（含7000kg的可卸载配重），窄罐每层乘nr2=32人，自重22000kg。矿车：1.5 t标准矿车，载矸Q物=270
11、0 kg，自重QC=760 kg。最大件为液压支架，包括平板车在内质量为Q大件=25 t。作业方式：普通罐笼单层装车乘人，两侧进出车。正常提升时(宽窄罐均自重为22t)：提升方式为单层乘人；单层提矸、下料；升降矸石或料石时，对侧应配相同数量的空矿车。升降大件工况(必须卸下宽罐侧7t可卸载配重)：窄罐侧应配一辆9t重车；窄罐升降9t重车时，宽罐内必须配7t配重车或2辆重车；中途上下人员时，宽罐内必须配7t配重或2辆重车，窄罐内乘人。副井提升系统见插图6-1-1表6-1-1 副井提升方案技术经济比较表方案一（采用方案）二三四 内容项目JKMD-3.54落地多绳摩擦式提升机JKM-3.54塔式多绳摩
12、擦式提升机JKMD-3.54落地多绳摩擦式提升机JKMD-3.54落地多绳摩擦式提升机(带减速器，减速比为20)1、提升高度399.4m2、提升容器1.5t矿车单层二车宽窄罐3、主电动机型号规格ZD系列专用直流电动机1300kW50r/min矿井提升专用交-直-交变频低速直联同步电动机1300kW50r/min矿井提升专用交-直-交变频高速同步电动机1300kW1000r/min4、最大提升速度9.163m/s5、主提升绳型号规格38 ZBB 6V37S+FC 1670 ZZ（SS）894 6026、尾绳型号规格16227-ZBB-P8414-1370-1740-1190两根7、电控设备PC控
13、制直流成套设备交-直-交变频成套设备交-直-交变频成套设备8、工人下井时间10.06min9、最大班净作业时间2.65h10、起重设备手动双梁桥式起重机电动超卷扬起重机手动双梁桥式起重机手动双梁桥式起重机11、设备费（万元）62563065564012、土建费（万元）24020024025013、方案特点优点：落地方案占用井口时间短，防震抗震性能较好。缺点：占地面积大；防滑性能比塔式差。优点：塔式方案占地面积小；防滑性能比落地式好。缺点：占用井口时间长；起重设备和电梯比落地式价高。优点：占用井口时间短，防震抗震性能较好缺点：设备基建投资高；占地面积大；防滑性能比塔式差。优点：占用井口时间短，防震抗震性能较好缺点：设备基建投资高；占地面积大；防滑性能比塔式差。需使用减速器，传动效率低。2、提升机设备选型（1）提升高度： Ht=399.4m钢丝绳悬垂高度： Hc=445.3m（2）钢丝绳选型提升主钢丝绳选38 ZBB 6V37S+FC 1670 ZZ（SS）894 602 GB8918-2006四根，其参数见表6-1-2。表6-1-2 副井提升主钢丝绳参数表名 称参 数钢丝绳直径 d138mm公称抗拉强度 B11670 MPa最小钢丝破断拉力总和 Qd11052238N单位长度质量 Pk16.02kg/m最粗钢丝直径 max2.9mm（订货时提出要求）尾绳为扁钢丝绳16
