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摘要：坡上田煤矿为多矿井整合，为节约投资，挑选出满足一采区副斜井提升设备要求的设备进行安装利用，有不满足部分，再重新购置。结合工作实际，对其一采区副斜井提升设备型号进行了校验，校验过程可供同行借鉴。
关键词：提升设备；校验计算；运输方式
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.09.096
1矿井概况
坡上田煤矿位于安顺市北东方向，直距17km，行政区划隶属贵州省安顺市蔡官镇和轿子山镇所辖。井田内含煤地层为二叠系上统龙潭组，可采煤层自上而下分別为M8、M9、M14号煤层3层，可采煤层中M8、M9号煤层属全区可采，M14号煤层属大部可采。该矿井设计生产能力0.45Mt/a，以两个采区两个高档普采工作面（一采一备）达产。利用已有井筒，初期采用主斜井、一采区副斜井、一采区回风斜井、二采区轨道斜井、二采区进风斜井和二采区回风立井六个斜井开拓。一采区副斜井井筒斜长65m，倾角22°，采用斜井单钩串车提升，担负一采区提矸、下料及设备等辅助提升任务；二采区轨道斜井担负二采区辅助运输任务。
2采区主要运输方式的选择
针对中型矿井选择采区煤炭运输方式时应遵循以下原则：
（1）采区上、下山煤炭运输方式。
①开采倾斜、急倾斜煤层时，采用大倾角带式输送机、上链式输送机、搪瓷溜槽、铸石刮板或溜煤眼。
②开采缓倾斜煤层，普通带式输送机向上运煤的倾角不大于18°，向下运煤的倾角不大于16°。
（2）采区内只有一个回采工作面生产时，采区上下山输送机小时运输能力，不应小于回采工作面运输顺槽输送机小时运输能力；当采区内有一个以上采煤工作面同时生产时，应根据条件计算上下山输送机能力，当有条件时，应在回采工作面运输顺槽与上下山交汇处设置缓冲煤仓。
本矿首采区原煤经采面运输顺槽、采区大巷到主斜井运出地面，无采区上、下山。根据矿井生产能力、开拓方式、采区及工作面布置等，井下原煤输送采用固定带式胶带输送机。胶带输送机运输具有运量大、运输连续性好、转载环节少、运营费用省、操作简单、易于实现集中控制和自动化管理等优点。
3一采区副斜井提升设备的选型计算
3.1设计依据
（1）一采区副斜井井筒参数：井筒斜长65m，倾角22°；（2）提升容器：提矸、下料利用现有MG1.1-6A型矿车，矿车自重610kg，载矸1700kg，载料1000kg；下大件利用现有MP16-6型矿用平板车，自重811kg，最大载重量10000kg；（3）最大班提升量：提升矸石28车，下放材料24车，运送设备5次，其它8次；（4）最大件重量：5.811t（最大件重量5t+平板车重量0.811t）；（5）提升方式：单钩提升，上、下平车场。提矸、下料一次串2辆矸石车或2辆材料车；下大件一次提升1辆矿用平板车，总重5.811t；（6）工作制度：330d/a，16h/d，四六制；（7）现有设备：矿方现有提升设备为一台JTP-1.6×1.5型单绳缠绕式单滚筒绞车，其主要技术参数：滚筒直径Dg=1600mm，滚筒宽度Bg=1500mm，提升机最大静张力（差）Fj=45kN，减速比i=24，提升机最大提升速度Vm=2.5m/s，配套110kW，380V，720r/min电动机。
3.2提升设备校验
3.2.1钢丝绳安全系数校验
（1）提升斜长：Lt=65+30=95m。（2）钢丝绳最大悬垂长度：Lc=65+70=135m。
（3）绳端荷重：提升矸石：Q矸=2×（610+1700）×（sin22°+0015×cos22°）=1760kg。
运送材料：Q料=2×（610+1000）×（sin22°+0——015×cos22°）=1216kg；升降大件：Q大件=5811×（sin22°+0.015×cos22°）=2331kg。
（4）钢丝绳校验：现有钢丝绳为6×7+FC-Ф18-1670型钢丝绳，钢丝绳直径d=18mm，单重pk=114kg/m，抗拉强度σ=1670MPa，最小钢丝破断拉力Qq=180kN。
（5）提升静张力计算：
提升矸石：F矸=＼[1760+1.14×135×（sin22°+02×cos22°）＼]×9.81/1000=18.13kN
运送材料：F料=＼[1216+1.14×135×（sin22°+02×cos22°）＼]×9.81/1000=12.79kN
升降大件：F大件=＼[2331+1.14×135×（sin22°+0.2×cos22°）＼]×9.81/1000=23.73kN。
（6）安全系数校核：升降大件：m大=180/23.73=7.58>6.5。
经校验，现有钢丝绳安全系数符合《煤矿安全规程》的规定。
3.2.2提升机校验
矿方现有提升设备为一台JTP-1.6×1.5型单绳缠绕式单滚筒绞车（内部调剂原黔兴矿地面绞车），其主要技术参数：滚筒直径Dg=1600mm，滚筒宽度Bg=1500mm，提升机最大静张力（差）Fj=45kN，减速比i=24，提升机最大提升速度Vm=2.5m/s。天轮选用非标1200/800型游动天轮，天轮直径Dt=1200mm，最大游动距离S=800mm。
提升机校验：（1）滚筒直径：Dg=80×18=1440mm≤1600mm；天轮直径：Dt=60×18=1080mm≤1200mm；（2）最大静张力（差）验算：Fj（c）max=Fj大件=23.73kN<45kN；（3）缠绳校验：缠绳层数：KC=（95+40+7×1.6×π）×（18+3）/（1500×π×1.64）=0.471<3，经验算，现有提升绞车满足要求。 3.3电动机校验
现有电动机为交流变频调速电动机，电动机额定功率110kW，电压380V，额定转速720r/min。
（1）等效容量校验：等效时间：Td=53.70s；等效力：Fd=10000003600·Q·H=23.76kN
等效功率：Nd=23.76×2.5×1000/（1000×0.85）=69.89kW<110kW。
（2）过负荷校验：λ=Fmax/Fe=36.21×1000/（110×1000×0.85/2.5）
=0.97<1.6（2×0.80），经验算，现有电动机符合要求。
3.4提升系统
天轮中心垂高：3m；天轮游动距离：0.8m；提升机主轴中心至天轮中心的水平距离：15m；提升机主轴中心距井口高差：0.55m；钢丝绳弦长：15.21m；钢丝绳内、外偏角：1.15°。
3.5提升系统运动学、动力学
提升系统变位质量：m矸=26048kg，m料=24648kg，m大件=27518kg；最大提升速度：2.50m/s；低速等速运行速度：1.00m/s；初加速度：0.30m/s2，加速度：0.40m/s2；減速度：-0.40m/s2；末减速度：-030m/s2。
3.6安全制动减速度计算
《煤矿安全规程》规定的提升安全制动减速度为：提升重载制动减速度≤Ac=3.811m/s2，下放重载制动减速度≥0.3Ac=1.143m/s2。设计的提升机最大制动力矩为108kNm>3Mj（静力矩）=56.95kNm；一级安全制动力矩为：44kNm。计算安全制动减速度结果见表1。
经验算，提升系统在各种提升状态下保险闸所产生的制动减速度均满足《煤矿安全规程》第四百三十三条的规定。
3.7电控及信号设备
电控设备采用矿井交流提升机变频调速系统。该系统能实现提升机软启动，提高了机械设备使用寿命，具有调速平稳、调节灵活方便、抗干扰能力强等优点。为实现该提升机安全运行，系统还对减速功能保护装置、防止过卷装置、防止过速装置、限速装置设置为相互独立的双线制，由两套PLC完成提升机所有控制功能及保护。并能实现各种安全制动。提升信号采用矿用多功能斜井提升信号系统。
4结束语
本矿井为多矿井整合，为节约投资，挑选出满足要求的设备进行安装利用，有不满足部分，再重新购置。经过本次选型设计计算，本矿井设备选型计算结果对应所选设备基本参数，可以重新利用。
关键词：提升设备；校验计算；运输方式
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.09.096
1矿井概况
坡上田煤矿位于安顺市北东方向，直距17km，行政区划隶属贵州省安顺市蔡官镇和轿子山镇所辖。井田内含煤地层为二叠系上统龙潭组，可采煤层自上而下分別为M8、M9、M14号煤层3层，可采煤层中M8、M9号煤层属全区可采，M14号煤层属大部可采。该矿井设计生产能力0.45Mt/a，以两个采区两个高档普采工作面（一采一备）达产。利用已有井筒，初期采用主斜井、一采区副斜井、一采区回风斜井、二采区轨道斜井、二采区进风斜井和二采区回风立井六个斜井开拓。一采区副斜井井筒斜长65m，倾角22°，采用斜井单钩串车提升，担负一采区提矸、下料及设备等辅助提升任务；二采区轨道斜井担负二采区辅助运输任务。
2采区主要运输方式的选择
针对中型矿井选择采区煤炭运输方式时应遵循以下原则：
（1）采区上、下山煤炭运输方式。
①开采倾斜、急倾斜煤层时，采用大倾角带式输送机、上链式输送机、搪瓷溜槽、铸石刮板或溜煤眼。
②开采缓倾斜煤层，普通带式输送机向上运煤的倾角不大于18°，向下运煤的倾角不大于16°。
（2）采区内只有一个回采工作面生产时，采区上下山输送机小时运输能力，不应小于回采工作面运输顺槽输送机小时运输能力；当采区内有一个以上采煤工作面同时生产时，应根据条件计算上下山输送机能力，当有条件时，应在回采工作面运输顺槽与上下山交汇处设置缓冲煤仓。
本矿首采区原煤经采面运输顺槽、采区大巷到主斜井运出地面，无采区上、下山。根据矿井生产能力、开拓方式、采区及工作面布置等，井下原煤输送采用固定带式胶带输送机。胶带输送机运输具有运量大、运输连续性好、转载环节少、运营费用省、操作简单、易于实现集中控制和自动化管理等优点。
3一采区副斜井提升设备的选型计算
3.1设计依据
（1）一采区副斜井井筒参数：井筒斜长65m，倾角22°；（2）提升容器：提矸、下料利用现有MG1.1-6A型矿车，矿车自重610kg，载矸1700kg，载料1000kg；下大件利用现有MP16-6型矿用平板车，自重811kg，最大载重量10000kg；（3）最大班提升量：提升矸石28车，下放材料24车，运送设备5次，其它8次；（4）最大件重量：5.811t（最大件重量5t+平板车重量0.811t）；（5）提升方式：单钩提升，上、下平车场。提矸、下料一次串2辆矸石车或2辆材料车；下大件一次提升1辆矿用平板车，总重5.811t；（6）工作制度：330d/a，16h/d，四六制；（7）现有设备：矿方现有提升设备为一台JTP-1.6×1.5型单绳缠绕式单滚筒绞车，其主要技术参数：滚筒直径Dg=1600mm，滚筒宽度Bg=1500mm，提升机最大静张力（差）Fj=45kN，减速比i=24，提升机最大提升速度Vm=2.5m/s，配套110kW，380V，720r/min电动机。
3.2提升设备校验
3.2.1钢丝绳安全系数校验
（1）提升斜长：Lt=65+30=95m。（2）钢丝绳最大悬垂长度：Lc=65+70=135m。
（3）绳端荷重：提升矸石：Q矸=2×（610+1700）×（sin22°+0015×cos22°）=1760kg。
运送材料：Q料=2×（610+1000）×（sin22°+0——015×cos22°）=1216kg；升降大件：Q大件=5811×（sin22°+0.015×cos22°）=2331kg。
（4）钢丝绳校验：现有钢丝绳为6×7+FC-Ф18-1670型钢丝绳，钢丝绳直径d=18mm，单重pk=114kg/m，抗拉强度σ=1670MPa，最小钢丝破断拉力Qq=180kN。
（5）提升静张力计算：
提升矸石：F矸=＼[1760+1.14×135×（sin22°+02×cos22°）＼]×9.81/1000=18.13kN
运送材料：F料=＼[1216+1.14×135×（sin22°+02×cos22°）＼]×9.81/1000=12.79kN
升降大件：F大件=＼[2331+1.14×135×（sin22°+0.2×cos22°）＼]×9.81/1000=23.73kN。
（6）安全系数校核：升降大件：m大=180/23.73=7.58>6.5。
经校验，现有钢丝绳安全系数符合《煤矿安全规程》的规定。
3.2.2提升机校验
矿方现有提升设备为一台JTP-1.6×1.5型单绳缠绕式单滚筒绞车（内部调剂原黔兴矿地面绞车），其主要技术参数：滚筒直径Dg=1600mm，滚筒宽度Bg=1500mm，提升机最大静张力（差）Fj=45kN，减速比i=24，提升机最大提升速度Vm=2.5m/s。天轮选用非标1200/800型游动天轮，天轮直径Dt=1200mm，最大游动距离S=800mm。
提升机校验：（1）滚筒直径：Dg=80×18=1440mm≤1600mm；天轮直径：Dt=60×18=1080mm≤1200mm；（2）最大静张力（差）验算：Fj（c）max=Fj大件=23.73kN<45kN；（3）缠绳校验：缠绳层数：KC=（95+40+7×1.6×π）×（18+3）/（1500×π×1.64）=0.471<3，经验算，现有提升绞车满足要求。 3.3电动机校验
现有电动机为交流变频调速电动机，电动机额定功率110kW，电压380V，额定转速720r/min。
（1）等效容量校验：等效时间：Td=53.70s；等效力：Fd=10000003600·Q·H=23.76kN
等效功率：Nd=23.76×2.5×1000/（1000×0.85）=69.89kW<110kW。
（2）过负荷校验：λ=Fmax/Fe=36.21×1000/（110×1000×0.85/2.5）
=0.97<1.6（2×0.80），经验算，现有电动机符合要求。
3.4提升系统
天轮中心垂高：3m；天轮游动距离：0.8m；提升机主轴中心至天轮中心的水平距离：15m；提升机主轴中心距井口高差：0.55m；钢丝绳弦长：15.21m；钢丝绳内、外偏角：1.15°。
3.5提升系统运动学、动力学
提升系统变位质量：m矸=26048kg，m料=24648kg，m大件=27518kg；最大提升速度：2.50m/s；低速等速运行速度：1.00m/s；初加速度：0.30m/s2，加速度：0.40m/s2；減速度：-0.40m/s2；末减速度：-030m/s2。
3.6安全制动减速度计算
《煤矿安全规程》规定的提升安全制动减速度为：提升重载制动减速度≤Ac=3.811m/s2，下放重载制动减速度≥0.3Ac=1.143m/s2。设计的提升机最大制动力矩为108kNm>3Mj（静力矩）=56.95kNm；一级安全制动力矩为：44kNm。计算安全制动减速度结果见表1。
经验算，提升系统在各种提升状态下保险闸所产生的制动减速度均满足《煤矿安全规程》第四百三十三条的规定。
3.7电控及信号设备
电控设备采用矿井交流提升机变频调速系统。该系统能实现提升机软启动，提高了机械设备使用寿命，具有调速平稳、调节灵活方便、抗干扰能力强等优点。为实现该提升机安全运行，系统还对减速功能保护装置、防止过卷装置、防止过速装置、限速装置设置为相互独立的双线制，由两套PLC完成提升机所有控制功能及保护。并能实现各种安全制动。提升信号采用矿用多功能斜井提升信号系统。
4结束语
本矿井为多矿井整合，为节约投资，挑选出满足要求的设备进行安装利用，有不满足部分，再重新购置。经过本次选型设计计算，本矿井设备选型计算结果对应所选设备基本参数，可以重新利用。