机电运输提升能力计算

机电提升运输系统能力核定 机电科二一年六月一日副立井提升机能力核定一、副立井概况 矿副立井提升机选用上海冶金矿山机械厂生产的JKD44Z型多绳摩擦式塔式提升机，自2004年10月投入使用，担负着全矿人员、矸石、材料、大小型设备的提升任务。副立井提升高度378.5m。提升容器采用一对特制的一宽一窄多绳罐笼，罐笼自重均为20598kg，钢丝绳为4根首绳、2根尾绳，宽罐主要完成全矿人员、矸石、材料、大小型设备的提升运送任务，窄罐主要作为平衡罐仅用作升降人员。提升机摩擦轮直径4000mm，最大静张力720KN，最大静张力差180KN，配用上海电机厂生产的ZKTD215/63型,1000KW直流电动机，电枢绕组额定电压660V，额定电流1830A，励磁绕组额定电压110V，额定电流168A，电机最大转速38r/min，采用电机与滚筒直连的方式，电控部分采用上海煤科院设计的以西门子S7-300型PLC为核心的提升机控制系统，电机电枢部分由两台西门子6RA70-95-4KV62型直流调速装置并联驱动，电机励磁部分由一台西门子6RA70-75-6DS22型直流调速装置驱动。制动系统采用盘形闸制动，盘形闸压力12MPa，绞车房有两台液压站控制盘形闸，一用一备。提升机具有完善的信号系统，绞车房、井口和井底各有一台信号箱，井底信号必须经井口转发才能到达绞车房，且信号与罐笼到位、安全门、摇台闭锁。井口和井底各有一套操车系统，可自动控制矿车进出罐笼，并且与罐笼到位闭锁。提升机各种保护齐全。二、副立井主提升机各设备参数提 升 概 况提升方式罐笼提升提升用途提人、提料、设备提升高度3785m使用地点副立井提 升 机提升机名称多绳摩擦式提升机出厂编号1198007001提升机型号JKD-44（Z）滚筒个数1个滚筒直径4m导向轮直径3.6m最大静张力720KN最大提升速度7958m/s最大静张力差180KN钢丝绳直径40mm生产厂家上海冶金矿山机械厂出厂日期2004年3月电 动 机型号ZKTD215/63额定功率1000KW电枢电压660V电枢电流1830A励磁电压110V/55V转子电流168A/336A转速38r/min转动惯量9243Kg.m2生产厂家上海电机厂出品号8303-1钢 丝 绳规格型号40ZBB6V37S+FCSS直径40mm抗拉强度1470Mpa单位重量6.80/m破断拉力总和1260.36KN最大丝径2.4mm 生产厂家宁夏恒力钢丝绳股份有限公司钢丝绳全长450m尾 绳规格型号16626ZBBP849绳径16626mm抗拉强度1470Mpa钢丝绳全长420m破断拉力总和/单位重量105kg/m液 压 站型号K730.42CSM最大工作油压14Mpa系统供油量10L/min(低速)系统供油量15L/min(高速)油箱储油量475L系统允许油温范围15-70残压=0.5Mpa液压站用油牌号30#液压油生产厂家上海冶金矿山机械厂出厂日期2004年3月主 要 提 升 容 器名称罐笼最大载重22000自重20598kg提升数量2个矿车配重15000 kg乘人数大罐78人小罐12人大罐提物、提人，小罐只提人，大罐提22吨时小罐配重15吨。矿 车型号U型矿车名义载重2000kg最大载重量/自 重1000kg三、计算牵引力依据：1、副立井绞车电机型号ZKTD215/63，功率1000KW，额定转速38r/min。2、连接方法：低速直联。3、滚筒直径4米，允许最大静张力720KN，最大静张力差180 KN；4、钢丝绳型号40ZBB6V37S+FCSS,直径40mm，单位重量6.80Kg/m,破断力1260.36KN；5、制动采用盘型闸制动，制动力矩691KNM。四、根据以上条件计算副立井主提升绞车允许最大静张拉力差。1、根据电机转速、滚筒直径，计算钢丝绳线速度，根据电机轴功率计算允许最大牵引力，电机和滚筒直联，传动效率为100%：v=（383.14159264）/60=7.958m/s8m/sF1全速=1000/（8100%）=125.00KNF1提物=1000/（880%）=156.25KNF1提人=1000/（860%）=208.33KNF1提大件=1000/（840%）=312.50KN2、滚筒最大静张力差F2=180KN；3、根据钢丝绳破断力和安全系数不小于7（规程第401条）计算最大牵引力F3=1260.36 4/7=720. 21KN4、根据盘型闸制动力矩691KNM，和安全系数不小于3（规程第432条）计算F4=691/(32)=115.12KN由以上F1-F4的值进行比较得出副立井主提升绞车允许最大静张拉力为115.12KN。五、根据允许最大静张拉力较验主提升最大牵引质量计算公式Fjm = （Q+Q（大罐）+n1pHc+n2qHhg，得Q = Fjm/g -Q（大罐）-n1pHc-n2qHh，式中符号表示：Q 罐笼提升人员（物料）质量 单位kgg 重力加速度 取g=9.80665m/s2 Fjm 绞车最大静张力 720KNp 40mm钢丝绳每米质量 6.80kg/m p 16626mm尾绳每米质量 10.5kg/m Hc 主提钢丝绳长度 378.5 mHh 尾绳长度 22.15 mn1 钢丝绳数量 4根 n2 尾绳数量 2根带入上式得：Q = Fjm/g -Q（大罐）-n1pHc-n2qHh， =720000/9.80665-20598-46.80378.5-210.522.15 =42.062 （t） 根据规程第三百八十一条规定罐笼中每人占用面积不小于0.18m2罐笼中乘人位置为5.2m2.6m=13.52 m2，得大罐中最多可乘78人，每人按75Kg计算，得7578=5850Kg42062 Kg根据我矿用的GCW1.7-6型矿车，容积为1.7 m3，自重为760 Kg，计算，矿车装载重量=矿车容积矿车容积利用率 岩体容重/岩体松散系数,故1.7 m3矿车载重量=1.790%2600/1.6=2487kg,每次提升2车矿车总重量=（2487+760）2=6493 kg42062 Kg 提大件一次只准提升1车，采用平板车提升，平板车自重980 kg，所以允许最大提升设备重量=42062 -980 =41082 Kg 经上述较验，提人时最多78人、提物时2车1.7 m3矿车、提大件最大41t。六、根据允许最大静张拉力差较验主提升最大牵引质量依据：Fjm = Q（大罐）(n1p-n2q)Hhg得：Q（大罐）= Fjm /g (n1p-n2q)Hh式中符号表示：Q人（大罐） 罐笼提升人员质量 单位kgQ物 罐笼提升物料质量 单位kgQ大件 罐笼提升大件质量 单位kgQ小罐配重 小罐笼配重车质量 单位kgg 重力加速度 取g=9.80665m/s2 Fcm 绞车牵引力（静张力差） 115.12KNp 40mm钢丝绳每米质量 6.80kg/m p 16626mm尾绳每米质量 10.5kg/m Hh 主提钢丝绳(尾绳)长度 378.5 mn1 钢丝绳数量 4根 n2 尾绳数量 2根带入公式得：Q（大罐）= Fjm /g (n1p-n2q)Hh =115120/9.80665-(46.80-210.5) 378.5=9392Kg 根据规程第三百八十一条规定罐笼中每人占用面积不小于0.18m2罐笼中乘人位置为5.4m2.6m=14.04 m2，得大罐中最多可乘78人，每人按75Kg计算，得7578=5850Kg9392Kg根据我矿用的GCW1.7-6型矿车，容积为1.7 m3，自重为760 Kg，计算，矿车装载重量=矿车容积矿车容积利用率 岩体容重/岩体松散系数,故1.7 m3矿车载重量=1.790%2600/1.6=2487kg,每次提升2车矿车总重量=（2487+760）2=6493 kg9392Kg 提大件一次只准提升1车，采用平板车提升，平板车自重980 kg，在小罐侧没有配重小车的情况下，允许最大提升设备重量=9392 -980 =8412 Kg；小罐侧装入配重小车时，允许最大提升设备重量=9392+14000 -980 =22412 Kg；经上述较验，提人时最多78人、提物2车2吨矿车、提大件最大22吨。结论：副立井提升机在满足各种安全系数和牵引能力的情况下，提人时最多78人、提物2车2吨矿车、提大件最大22吨。 副立井生产能力核定副立井生产能力核算以以下公式进行计算式中:A为副立井生产能力核定（万t/a）； 为每班人员上下井总时间，取7200s； D为每班下其它材料次数。取10次； 为每次下其它材料的循环时间，取540s； R为出矸率，取10.83%； 为每次提矸石重量，取5t； 为每次提矸石的循环时间，取400s； M为吨煤用材料比重，取4.5%； 为每次提升材料重量，取5.2t； 为每次提升材料的循环时间，取400s；所以副立井提升能力核定为则根据副立井核定提升能力计算的本矿原煤核定产量为所以副立井目前的提升能力能够满足年产370.08万吨原煤的需要。 3米绞车提升能力核定一、 3米绞车房概况2#斜井全长550米。采用JK-3型提升机。电机采用湘潭电机厂生产的630KW、YR560-10型交流绕线式异步电机；采用太原山西机器厂生产的ZZL1000型行星齿轮减速机和主滚筒，传动比20；采用洛阳宏创公司的JH104型液压站，压力4.5MPa，采用盘形闸制动；采用洛阳宏创公司的E306型稀油站，压力0.2MPa；采用36的镀锌钢丝绳；单绳单滚筒提升；最大速度4.65m/s；采用转子绕组串电阻调速，采用洛阳源创公司的TKDNT型提升机控制系统，以三菱FX2N-64MT型PLC作为主控制器，对全套系统进行自动调速控制，投切电阻采用可控硅投切。绞车各种保护齐全。二、3米绞车房各设备参数明细提 升 概 况提升方式斜井单钩串车提升提升用途提人、提料提升距离550m使用地点二号斜井井筒倾角250车场甩车场提 升 机提升机名称缠绕式单滚筒提升机出厂编号3提升机型号JK3滚筒个数1个滚筒直径3m滚筒宽度2.2m最大静张力135KN最大提升速度4.657m/s最大静张力差/适用钢丝绳直径36mm旋转部分变位质量/配用减速比20生产厂家山西机器制造公司出厂日期2006年8月电 动 机型号YR56010额定功率630KW定子电压10000V定子电流51.2A转子电压1268V转子电流307.5A转速593r/min功率因数0.593GD2/出厂编号J0714056生产厂家湘潭电机股份有限公司出厂日期2007年10月深 度 指 示 器形式牌坊式滑块指针行程1450mm生产厂家山西机器制造公司生产日期2006年5月减 速 器型号ZZL1000型传动形式平行齿轮传动比20出厂日期2006年6月最大输入转速1000r/min最大输出扭矩33x104Nm生产厂家山西机器制造公司钢 丝 绳规格型号6Vx19+FG直径36mm抗拉强度/单位重量/破断拉力总和1026KN最大丝径/生产厂家宁夏恒力钢丝绳厂钢丝绳全长/测 速 发 电 机型号ZCF32出厂编号M8GA17124额定功率1400W额定转速1500r/min额定电压230V额定电流6.1A励磁电压220V励磁电流0.47A生产厂家上海南洋电机三厂出厂日期2007年9月提 升 容 积名称矿车名义载重1000kg型号U型矿车最大载重/自重650kg提升数量4个矿车一次提升载重提物：最重16000kg其 他 参 数 表安全保护名称/型号/生产厂家/生产日期/电控系统型号TKDNT生产厂家洛阳源创电气有限公司三、计算最大静张牵引力依据：1、3米绞车电机型号YR630-10，功率630KW，额定转速593r/min2、减速机型号ZZL-1000，速比20，传动效率96%。3、滚筒直径3米，允许最大静张力135KN4、钢丝绳型号6V*19+FG,直径36mm，单位重量525Kg/100m,破断力1026KN；5、制动采用盘型闸制动，制动力矩447KN.M。6、钩头破断力613KN；7、斜井坡度25度。四、以上条件计算3米绞车允许最大静张拉力。1、根据电机转速、减速机速比、滚筒直径计算滚筒最大转速和钢丝绳线速度，根据电机轴功率和减速机传动效率计算允许最大牵引力v=593*3.14*3/20=4.657m/sF1=630*96%/4.657=130KN2、滚筒最大静张力F2=135KN；3、根据钢丝绳破断力和安全系数不小于7（规程第401条）计算最大牵引力F3=1026/7=146.5KN4、根据盘型闸制动力矩447KNM，和安全系数不小于3（规程第432条）计算F4=447/(3*1.5)=99.333KN5、根据钩头拉力测试值和安全系数不小于2（规程第412条）计算F5=613/2=306.5KN由以上F1-F5的值进行比较得出3米绞车允许最大静张拉力为99.333KN五、根据允许最大静张拉力计算最大牵引重量钢丝绳最大静拉力计算公式由公式 = m g+ g PL（+）得，m =（ Fmax - g PL（+） ）/ g式中符号表示：m 最大牵引重量 单位kgg 重力加速度 取g=9.8m/s2 钢丝绳运行阻力系数 取0.15-0.25 矿车运行阻力系数 取取0.01-0.015 坡度倾角250 绞车牵引力 单位NP 36钢丝绳每米质量 5.25kg/m L 钢丝绳长度 550 m带入上式得：m = （Fmax - g PL（+） ）/ g =（99333 - 9.85.25550(0.423+0.250.906)）/ 9.8 (0.423+0.0150.906)通过以上计算得：m=18920Kg，即每钩最大提升重量为18920Kg，采用平板车运输大件时，一次只能提1车，平板车自重980 kg，所以允许提升设备重量=18920-980=17940 kg。本矿采用MGC1.1-6型固定式矿车，矿车容积1.1 m3，矿车自重626Kg，矿车载重量=矿车容积矿车容积利用率 岩体容重/岩体松散系数,故1吨矿车载重量=1.190%2600/1.6=1609kg,矿车自重为m=626kg,根据最大牵引重量可知每钩提升矿车数量n为：n=最大牵引重量/（每个矿车自重+载物重量） =18920/（626+1609）=8.5，取n=8辆。在日常运输过程中每钩1吨矿车提升数量空重车都为4辆，符合安全运输要求。主斜井皮带运输机运输能力核定一、主斜井皮带概况 主斜井皮带,采用DX型钢丝绳芯带式输送机，DTL-140/140/2*1250,运输机长1383米，担负矿井原煤提升任务，带宽1.4米，运量1400t/h，带速4.0m/s，带强3500N/mm，倾角16，采用双滚筒双电机驱动。电动机为10KV，21250KW交流鼠笼型异步电动机，南阳防爆电机厂生产，型号YKK630-4.采用美国罗克韦尔公司CST1950KV可控传输系统软启动方式，启动、制动加速度大大小于0.3m/s的规定。具有完善的电液控制系统。CST采用以AB公司SLC-500型PLC为核心的自动控制系统，整条皮带采用天津华宁公司的KTC101型多皮带控制系统，对整条皮带进行集中监视和控制。二、提升能力核定主井采用钢绳芯胶带（或普通胶带）输送机，提升能力核定按下式计算：A= 330（万t/a）式中：A年运输量，万t/a； k输送机负载断面系数，按下表取值： 物料煤动堆积角（）253035k带宽mm）6503553904208001000400435470120014004204555001600180047052020002200480535 本条皮带带宽1400mm，堆煤角选取25，k值选取420B输送机带宽，m；本条皮带带宽1.4m； v输送机带速，m/s；本条皮带带速4m/s；C输送机倾角系数，按下表取值，当输送机倾角在2528时，按2025外推计算取值；本条皮带倾角16选取0.88输送机倾角0881616202025C10.970.970.880.880.810.810.72k1运输不均匀系数，取1.2；松散煤堆容积重，t/m3，取0.850.9；本条皮带选取0.9；t日提升时间，16h或18h；本条皮带选取16h；所有参数带入公式得：A= 330（万t/a） =330（万t/a） =997.5（万t/a）供电系统能力核定一、 供电系统概况我矿在北风井场地建一座110KV变电站，两回110kV电源线路引自柳林电厂110kV不同母线段，架空输电导线为LGJ-150/35，输电距离一回为2.722km，一回为3.135km；全线架设避雷线，采用铁塔架。我公司北翼瓦斯电厂以35KV向110KV变电站的35KV母线提供一路电源，发电高峰时发电量7000KW。110KV变电站内设两台SFS8-25000/110 11022.5%/38.52.5%/11Kv2.5%、 25000kVA电力变压器。另设有两台S7-315/10/0.4kV、 315kVA电力变压器向北风井场地低压负荷用电，另设两台S9-80/10/0.4kV 、80KVA电力变压器为本站供电。站内110kV、35kV、10kV、380V母线均采用单母线分段接线型式。110kV配电装置采用户外布置，35kV、10kV配电装置采用户内布置。主变采用一台运行、一台热备用的运行方式。二、供电能力核定1、正常情况下，两回路电源线应采用分列运行的方式。当采用一回路运行时，另一回路必须带电备用。能力核定计算为工作线路和工作变压器的折算能力，备用线路、备用变压器、备用发电机组不计入供电容量。2、电源线路的供电能力，需符合允许载流量的要求，并应满足线路压降不超过5%的规定。3、电源线路能力核定按下式计算：A=33016（万t/a）式中：A电源线路的折算能力，万t/a； P线路合理、允许的供电容量，kW。按线路允许的载流量计算，但线路电压降不得超过5%；LGJ-150/35型电缆最大允许通过电流325A，额定电压110KV，功率因数选取0.9； w矿井吨煤综合电耗，kWh/t，采用上半年的实际吨煤综合电耗36 kWh/t。 代入公式得A=33016（万t/a）=33016（万t/a）=817（万t/a） 4、主变压器能力核定按下式计算：A=33016（万t/a）式中：A变压器的折算能力，万t/a； S工作变压器容量，kVA；本矿主变容量25000KVA； 为全矿井的功率因数，取0.9； w矿井吨煤综合电耗，kWh/t，采用上半年的实际吨煤综合电耗36kWh/t。代入公式得A=33016（万t/a）=33016（万t/a）=330（万t/a）主排水泵能力核定一、主排水系统概况：井下中央水泵房有三台南阳防爆集团泵业有限公司生产的MSH280-657水泵，一台工作，一台备用，一台检修，水泵流量280M3/h，扬程455m,效率73%，配套电机为南阳防爆电机厂生产的YB630-4型电机,710KW,电压10KV,电流50.8A,转速1481r/min，功率因数0.85，绝缘等级F级。排水管道为两趟直径为245mm无缝钢管，水仓容量1697.5 M3。矿井正常涌水量140 M3/h，最大涌水量210 M3/h，单台水泵能在8.5小时内排完矿井现在24h的正常涌水量，在18小时内排完矿井最大涌水量。2009年三台水泵性能测试排水能力分别为200m3/h、180m3/h、1850m3/h.二、水仓容量核定矿井水仓容量必须满足煤矿安全规程规定，主水仓容量必须符合以下计算要求：1正常涌水量在1000m3/h以下时： V8Qs（m3）式中：V主要水仓的有效容量，m3； Qs矿井每小时正常涌水量，m3/h。实际水仓容积1697.5 M38140 M3三、矿井排水系统能力核定按下式计算：1矿井正常涌水量排水能力：Am=330（万t/a）2矿井最大涌水量排水能力：Am=330（万t/a）式中：An排正常涌水时的能力，万t/a； Bn工作水泵小时排水能力，m3/h；取值性能测试最小值180 m3/h； Pn上一年度平均日产吨煤所需排出的正常涌水量，m3/t；平均每天排水时间9小时，按照性能测试排水能力为185 m3/h的水泵排水，平均每天排水量为1665 m3，按照每天平均产量8000 t计算，得Pn 为0.21m3/t Am排最大涌水时的能力，万t/a； Bm工作水泵加备用水泵的小时排水能力，取值性能测试排水能力最小的两台泵，180+185=365m3/h； Pm上一年度平均日产吨煤所需排出的最大涌水量， m3/t ；按照一天最大排水时间12小时，按性能测试排水能力最大的一台水泵排水能力200 m3/h，一天最大排水量为2400 m3，按照每天平均产量8000 t计算，得Pm 为0.3m3/t。以上两种计算结果取其小值为矿井排水系统能力。1矿井正常涌水量排水能力：Am=330（万t/a）=330=581（万t/a）2矿井最大涌水量排水能力：Am=330（万t/a）=330=803（万t/a）20