【正文】 的發(fā)展方向。 梯子間和管纜間的布置 梯子間布置應(yīng)與管路、電纜一并考慮，盡量相互靠近布置，以便檢修管路、電纜。一般 梯子間布置在與罐籠長(zhǎng)軸平行的一側(cè)。 管路應(yīng)盡量布置在梯子間的一側(cè)，有時(shí)也可布置于提升間一側(cè)；當(dāng)管路較多時(shí)，則可分開布置于提升間兩側(cè)的管纜間內(nèi)，但部分管路安裝檢修不便。 安全間隙的確定 提升容器相互之間，提升容器與罐梁、井梁、井壁之間的安全間隙是布置井筒、設(shè)計(jì)井筒斷面的重要參數(shù)，應(yīng)按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定選取。 井筒凈斷面尺寸的確定 井筒凈斷面尺寸主要根據(jù)提升容器規(guī)格和數(shù)量、井筒裝備的類型和尺寸、井筒布置方式以及個(gè)中安全間隙來確定，最后用通過精通的風(fēng)速校核。 井筒凈斷面尺寸的確定步驟如 下： 根據(jù)井筒的用途和所采用的提升設(shè)備，選擇井筒裝備的類型，確定井筒斷面布置形式。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 立井井筒斷面設(shè)計(jì) 20 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步選定罐道梁型號(hào)、罐道截面尺寸或罐道繩的類型和直徑，并按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，確定間隙尺寸。 根據(jù)提升間、梯子間、管路、電纜占用面積和罐道梁寬度、罐道厚度以及規(guī)定的間隙，用圖解法或解析法求出井筒近似直徑。當(dāng)井筒凈直徑小于 時(shí)，按 進(jìn)級(jí)；大于 時(shí)，一般以 進(jìn)級(jí)確定井筒直徑。 根據(jù)已經(jīng)確定的井筒直徑，驗(yàn)算罐道梁型號(hào)以及罐道規(guī)格。 根據(jù)驗(yàn)算后確定的井筒直徑和罐道梁、罐道規(guī)格，重新作圖核算，檢 查斷面內(nèi)的安全間隙，并做出必要的調(diào)整。 根據(jù)通風(fēng)要求，核算井筒斷面，如不能滿足，則最后按通風(fēng)要求確 。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主井提升設(shè)備 21 第四章 主井提升設(shè)備 設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)井型： 提升高度： 540m (井口軌面標(biāo)高 +，井下裝載點(diǎn)標(biāo)高 500m，卸載高度 +，箕斗裝載口至箕斗底部的高度 ) 工作制度： 330d16h 設(shè)備選型計(jì)算 提升容器選擇及裝載位置 根據(jù)主井提升高度及提升量要求，提升容器選用一對(duì) JDS－ 16/1504 型多繩摩擦式箕斗，其主要參數(shù)為：載重 16t，質(zhì) 量 (包括首尾繩懸掛裝置 ) ，本體高度 ，提升容器中心距 S=。根據(jù)防滑計(jì)算，箕斗需加防滑配重4108kg。 主井位置二 1 煤層上覆基巖厚度為 ，其中車場(chǎng)水平上 ，車場(chǎng)水平下 。根據(jù)主井井檢孔資料，基巖風(fēng)化帶厚度 ，扣除風(fēng)化帶后，二 1 煤層上覆穩(wěn)定基巖厚 ，其中車場(chǎng)水平上穩(wěn)定基巖厚度 。根據(jù)巖層條件，主井裝載系統(tǒng)位置設(shè)計(jì)考慮了以下二個(gè)方案： 方案一：水平上裝載半上提方式，主井底采用斜巷清撒煤。 該方案沿基巖風(fēng)化帶下部布置煤倉(cāng)及裝載 系統(tǒng)，主井底采用斜巷清撒煤系統(tǒng)。煤倉(cāng)上口在基巖面以下 ，進(jìn)入底部風(fēng)化帶內(nèi) 6m 左右（含煤倉(cāng)上口巷道高度）。煤倉(cāng)上口標(biāo)高 ，裝載皮帶巷標(biāo)高 ，煤倉(cāng)高度 30m，裝載硐室及裝載皮帶巷位于基巖面以下 。主井水窩底標(biāo)高 551m，位于車場(chǎng)水平（ 525m）下 26m，主井水窩與副井水窩深度相同，主、副井底平巷貫通后集中設(shè)斜巷清撒煤系統(tǒng)。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主井提升設(shè)備 22 該方案的主要優(yōu)點(diǎn)是：主井裝載系統(tǒng)及煤倉(cāng)均位于風(fēng)化帶下較穩(wěn)定的巖層內(nèi)，對(duì)硐室的穩(wěn)定和支護(hù)有利。 缺點(diǎn)是：主井水窩低于車場(chǎng)水平 26m，需作清理撒煤斜巷 ，清撒煤不便。 方案二：水平上裝載全上提方式，主井底采用平巷清撒煤系統(tǒng)。 該方案將主井裝載系統(tǒng)及井底水窩全部上提至車場(chǎng)水平上，主井底通過車場(chǎng)水平作平巷清理撒煤。從煤倉(cāng)上口至主井井底最小高度為 ，而車場(chǎng)水平上基巖包括風(fēng)化帶總厚 ，故該方案煤倉(cāng)上口在基巖面以下 ，上倉(cāng)皮帶機(jī)頭硐室頂在基巖面以下 ，煤倉(cāng)上口標(biāo)高 ，裝載硐室及裝載皮帶巷位于基巖面以下 ，裝載皮帶巷標(biāo)高 ，煤倉(cāng)高度 30m，主井水窩底與車場(chǎng)水平標(biāo)高一致，通過車場(chǎng)水平作平巷直接清理主井撒煤。 該 方案的主要優(yōu)點(diǎn)是：主井底采用平巷清撒煤系統(tǒng)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，工程量省，且清撒煤極為方便；減少主井深度 26m。 主要缺點(diǎn)是：整個(gè)裝載系統(tǒng)的上半部分包括部分上倉(cāng)斜巷、全部煤倉(cāng)和整個(gè)膠帶機(jī)頭硐室均位于基巖風(fēng)化帶內(nèi)。而基巖風(fēng)化帶據(jù)主井井檢孔資料，巖性以砂質(zhì)泥巖為主，泥質(zhì)巖類成分被高嶺土化和蒙脫石化，巖體強(qiáng)度大大降低，節(jié)理裂隙發(fā)育，屬較差穩(wěn)定型。因此對(duì)硐室的施工和支護(hù)極為不利，雖然技術(shù)上可采取注漿法施工，但仍存在有風(fēng)險(xiǎn)，作為裝載系統(tǒng)一旦有問題將影響全礦井正常生產(chǎn)。 基于上述分析，設(shè)計(jì)認(rèn)為方案一更有利于主井裝載系統(tǒng)的施工支護(hù) 和長(zhǎng)期穩(wěn)定，風(fēng)險(xiǎn)性較小，故作為設(shè)計(jì)推薦方案。待井筒施工揭露風(fēng)化帶后，應(yīng)對(duì)巖層風(fēng)化程度進(jìn)行專題研究，一旦認(rèn)為風(fēng)化帶風(fēng)化程度較弱，采取技術(shù)措施可以保障裝載系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，不排除按方案二實(shí)施的可能性。 提升鋼絲繩的選擇計(jì)算 立井多繩摩擦式提升，宜采用同向捻的提升鋼絲繩。 ⑴ 提升鋼絲繩的繩端荷重 Qd 箕斗提升時(shí)： Qd＝（ Q+Q2） g， N； （ ） 罐籠提升時(shí)： Qd＝〔 Q2+2（ G+G0）〕 g， N； （ ） 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主井提升設(shè)備 23 式中： Qd —— 鋼絲繩繩端荷重， N； Q2 —— 罐籠的質(zhì)量， kg； Q—— 一次提升量， kg； 2——每次提升的礦車數(shù)； G—— 礦車中的裝載質(zhì)量， kg； G0——礦車的質(zhì)量， kg； G——重力加速度， ； 所以： 箕斗提升時(shí)： Qd＝（ Q+Q2） g＝（ 12300+7000） ＝ 189140N 罐籠提升時(shí)： Qd＝〔 Q2+2（ G+G0）〕 g＝〔 7000+2（ 1000+592）〕 ＝ ⑵ 鋼絲繩最大懸垂度 Hc＝ HH＋ Ht＋ Hkˊ， m （ ） 式中： Hc——尾繩環(huán)的高度， m； HH＝ Hg＋ （ ） s——提升鋼絲繩的中心距， m； Hg——過卷高度，取 ； Ht——提升高度， m； Ht＝ Hz＋ Hs＋ Hx （ ） Hz——裝載水平至井下運(yùn)輸水平的高度，取 20m； Hx——卸載水平至井口的高度，取 20m； Hs——井 筒深度， m； Hkˊ——提升容器在卸載位置時(shí)，容器底部至主導(dǎo)輪軸的高度； Hk′=Hr＋ Hg＋ h＋ H2x （ ） Hr——容器全高， m； h——導(dǎo)向輪中心距樓板層面高度， h＝ ； R——導(dǎo)向輪半徑， m； H2x——主導(dǎo)輪中心至導(dǎo)向輪中心的高度， m； 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主井提升設(shè)備 24 根據(jù)所選提升容器查表得箕斗全高為 ，罐籠全高為 10m。按《煤礦安全規(guī)程》第 397 條表 6 規(guī)定，取 v＝ 6m/s 時(shí)，過卷高度取 ，即 Hg＝ 。 根據(jù)井筒斷 面布置和所選容器得外形尺寸可知，罐籠提升得提升鋼絲繩的中心距為 300mm，箕斗提升的提升鋼絲繩的中心距為 300mm。 根據(jù)主導(dǎo)輪直徑為 查表可知 H2x＝ 5m，且主導(dǎo)輪半徑為 R＝ 。 ① 對(duì)于箕斗井： HH＝ Hg＋ ＝ +＝ Ht＝ Hz＋ Hs＋ Hx＝ 20+500+20＝ 540m Hk′=Hr＋ Hg＋ h＋ H2x＝ 12+++5＝ 所以： Hc＝ HH＋ Ht＋ Hkˊ＝ +540+＝ ② 對(duì)于罐籠井： HH＝ Hg＋ ＝ +＝ Ht＝ Hz＋ Hs＋ Hx＝ 20+500+20＝ 540m Hk′=Hr＋ Hg＋ h＋ H2x＝ 10+++5＝ 所以： Hc＝ HH＋ Ht＋ Hkˊ＝ +540+＝ ⑶ 確定鋼絲繩每米質(zhì)量 P 箕斗提升： P 20()r B canHgm???? ， Kg/m （ ） 罐籠提升： P 2002( )()r B caQ G GnHgm????? ， Kg/m （ ） 式中： B? ——鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度， Pa； 0r ——鋼絲繩密度， Kg/m3； 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主井提升設(shè)備 25 n——鋼絲繩數(shù)目； g——重力加速度， m/s2； ma——提升鋼絲繩的安全系數(shù)； 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定當(dāng)鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度 cH 不大于 1200m 時(shí)，按下列公式計(jì)算 ma： 專為升降物料時(shí)： ma＝ cH 人員和物料混合提升時(shí)： ma＝ cH 同時(shí)鑒于我國(guó)立井多采用抗拉強(qiáng)度為 1550N/mm2和 1700 N/mm2 兩種鋼絲繩，不妨取鋼絲繩的公稱抗拉強(qiáng)度 B? ＝ 1550N/mm2＝ 1550106Pa。查表并計(jì)算可得鋼絲繩密度為 9552Kg/m3。 ① 對(duì)于主井（箕斗井） ma＝ cH ＝ ＝ 所以： P6123 00 700 0155 0 104 ( 572 .85 ) 955 2 ???????＝ Kg ② 對(duì)于副井（罐籠井） ma＝ cH ＝ ＝ 所以： P6700 0 2 (100 0 592 )155 0 104 ( 569 .5 ) 955 2 ? ? ???????＝ Kg 根據(jù)計(jì)算出的 P 值，主井提升鋼絲繩決定選用繩 619 股（ 1+6+12）繩纖維芯，直徑為 的鋼絲繩，其參考質(zhì)量為 ， 430000N。副井提升鋼絲繩決定選用繩 67 股（ 1+6）繩纖維芯，直徑為 的鋼絲繩，其參考質(zhì)量為 ，鋼絲破斷拉力總和為鋼絲破斷拉力總和為345000N。 ⑷ 驗(yàn)算鋼絲繩的安全系數(shù) 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主井提升設(shè)備 26 箕斗提升時(shí)： 2()za nQm g Q Q n P H c?? ? ? ? ? ? 4 4 3 0 0 0 09 . 8 (1 2 3 0 0 7 0 0 0 4 2 . 6 5 5 7 2 . 8 5 )?? ? ? ? ? ? ? 罐籠提升時(shí)： ? ?202 za Qm g Q G G n P H?? ? ? ? ? ? ????? ? ?4 3 4 5 0 0 09 . 8 7 0 0 0 2 1 0 0 0 5 9 2 4 1 . 9 8 5 6 9 . 5?? ? ? ? ? ? ? ?? 9. 58 所以鋼絲繩的安全系數(shù)均能滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求。 多繩摩擦式提升機(jī)的選擇 提升機(jī)的選擇是在確定主導(dǎo)輪直徑口和鋼絲繩最大凈張力差 Fe 后，查提升機(jī)特征表確定的。 ⑴ 主導(dǎo)輪直徑 根據(jù)《安全規(guī)程》規(guī)定，摩擦式提升機(jī)的主導(dǎo)輪直徑 D 與鋼絲繩直徑 d 之比應(yīng)符合下列要求： 有導(dǎo)向輪時(shí)： D≥90d 對(duì)箕斗井： D/d＝ 2800/＝ 11490 對(duì)罐籠井： D/d＝ 2800/23＝ 12290 所以主導(dǎo)輪直徑選 D＝ ，主、副井均能滿足《安全規(guī)程》的要求。 鋼絲繩最大靜張力 Ff的計(jì)算，對(duì)于等重尾繩及輕尾繩提升系統(tǒng)的 Ff。 箕斗提升時(shí)： Ff＝〔 Q2+Q+np（ Hk′+Ht） +nqHH〕 g N （ ） ＝〔 7000+12300+4（ +540） +4〕 ＝ N 罐籠提升時(shí)： 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主井提升設(shè)備 27 Ff＝〔 Q2+2（ G+G0） +np（ Hk′+Ht） +n1qHH〕 g N （ ） ＝〔 7000+2（ 1000+592） +4（ +540） +4〕 ＝ N ⑵ 鋼絲繩作用在主導(dǎo)輪上的最大靜張力差 Fc 箕斗提升時(shí)： Fc＝〔 Q+︱ ΔHt︳〕 g＝（ 12300+0） ＝ 120540 N （ ） 罐籠提升時(shí)： Fc=〔 4G+(ΔH+1)〕 g＝（ 41000+1） ＝ 39210 N （ ） 式中： Δ——提升鋼絲繩與平衡尾繩總單位質(zhì)量 之差，對(duì)于等重尾繩的提升系統(tǒng)Δ＝ 0，上式中 Δ 取其絕對(duì)值； 電動(dòng)機(jī)容量選擇 本部分內(nèi)容，不進(jìn)行運(yùn)的學(xué)和動(dòng)力學(xué)的計(jì)算，只進(jìn)行近似計(jì)算： 102K Q VNP?????