主井提升系统选型核算1 概述井下开拓深度由地表正+140米至井下-189米。

即从+140米至-189米，提升深度为329米。

井筒设计三个中段，分别为-80米、-140米、-190米，井底深度为13米，井筒总深度为342米。

井下运输设备使用YFC0.5（6）型翻转式矿车，容积0.5m3，轨距600毫米，自重0.59吨。

电机车使用ZK3型3吨电机车或ZK1.5型1.5吨电机车做牵引。

井下矿石体重γ=3.01吨/m3，松散系数为1.5，装满系数取0.9，每车矿石重量计算为Q=3.01×0.5×0.9÷1.5=0.903吨。

主井设计为主提升井，提升矿石和废石，井筒装备梯子间、管道电缆间。

主井提升系统采用单绳缠绕式提升机，单罐带平衡锤提升方式。

2 提升容器规格的选择2.1 小时提升量计算在选择提升容器规格之前，需先求出小时提升量：CAnAs=————tr·ts式中：C——不均衡系数，箕斗提升时取1.05；罐笼提升时取1.2；兼做副井提升时取1.25。

An——矿石年产量，9.9万吨/年计算tr——年工作日数，矿山连续工作制时取tr=330d/a，非连续工作制时取tr=306d/a。

矿山目前采用八小时连续工作制，三班制作业。

ts——每日工作小时数（按三班作业计），罐笼提升作主提升时，取18h；并作主副提升时取16.5h；只作副提升时，一般取15h。

该井筒做为主提升井使用。

CAn 1.25×99000As= ——= ——————=23吨/小时tr·ts 330×16.5概算罐笼所能完成的小时提升量时，应根据矿车的外形尺寸选择其规格，一般选用单层罐笼，只有当产量较大时，才考虑选用双层罐笼。

由于井筒断面事前已定，而且井筒深度较深，要满足生产能力需要综合考虑和计算。

2.2 罐笼规格选择在提升系统选择时，由于井筒断面的限制，此方案采用平衡锤单罐笼提升方式。

而矿山采用多中段生产，因此在确定以单罐笼带平衡锤提升的前提下，选择罐笼规格时，应校核罐笼所能完成的小时提升量，最后按速度图计算每小时提升量，验算此一次提升量是否满足提升任务要求。

同时，根据中国建筑工业出版社《采矿设计手册》矿山机械卷提出为减小罐笼质量，增加有效负荷，可采用轻型结构罐笼。

根据9.9万吨/年生产规格，所选罐笼每次提升量应As为：Q′=———（K1√H + μ+θ）1800式中：As——罐笼每小时提升量，为23吨/小时K1——系数，K1=3.7~2.7，当H＜200m时取上限，H＞600m时取下限。

按3.0计算。

H——最大提升高度，按329米高度进行计算。

μ——罐笼提升时μ=0θ——装卸矿车的停歇时间，按冶金工业出版社《采矿手册》第5卷表27-18进行选择。

先按双层普通罐笼双面车场只在一个水平进出车考虑，θ=35S23H=329米，Q′=———（3.0√329 + 35）=1.14吨/次1800而按所使用的0.5m3的矿车，采用双层单车罐笼一次有效提升量为：Q=ρs×C m×V式中：ρs——矿石松散密度吨/m3，C m——矿车装满系数，取0.9。

则：Q=3.01÷1.5×0.9×0.5×2=1.806吨/次根据计算进行比较，采用双层单车单罐带平衡锤提升方式，矿井的提升能力在329米以内能够满足9.9万吨/年生产能力的要求。

根据实际情况的要求，矿井卷扬直径不宜过大。

因此在进行罐笼型号选择时，应充分结合卷扬机的相关参数，在满足实际生产要求的前提下，罐笼应选择轻型罐笼（轻型钢罐笼或轻型铝合金罐笼）。

烟台市昆仑黄金设备有限公司提供的2#双层罐道钢罐笼，能基本满足要求，其相关参数为：底盘尺寸1800×1080mm2，最大载重量为4500Kg，自重2740Kg，柔性罐道，罐道间距为1120mm，轨距为600mm，罐道总高度（含悬挂装置）为6.8~7.0m。

2.3 平衡锤的选择采用单容器提升时，一般匹配平衡锤。

以提升物料为主的井筒，平衡锤重量为：Q c=Q r+Q/2+q r式中：Q r——容器自重KgQ——一次提升量Kgq r——矿车自重KgQ c——平衡锤重量KgQ c=2740+1806÷2+590×2=4823Kg2.4 辅助装置2.4.1 罐道罐道是提升容器的主要导向装置，根据罐笼型号确定了本次设计采用柔性罐道，平衡锤采用柔性罐道。

2.4.2 罐笼承接装置在中间水平、井底和井口车场设置井口摇台，不设置托台和承接梁。

2.4.3 安全装置矿井提升的安全装置有防坠器、安全门和过卷保护装置等。

在单绳提升中，安全规程规定：提人或提人和物料的罐笼，必须设动作可靠的断绳保险器（防坠器）。

竖井井口各中段与水平巷道联接处，必须设高度不小于1.5米的栅栏。

进、出口设安全门，安全门只准在通过人员或车辆时打开。

提升设备除了应在深度指示器上设置防止过卷的终端开关外，尚须在井架上设终端开关。

除设置电气过卷保护装置和过卷挡梁外，在井筒上端和井底设置楔形罐道。

3 钢丝绳的选择井下开拓有三个不同的中段，钢丝绳的选择以井筒最低中段深度329米进行计算。

卷扬机采用单绳缠绕式提升机。

Q+Q r单绳提升钢丝绳每米重量：P′= ——————11×σb÷m－H0式中：Q——一次提升量Kg Q=1806KgQr——容器自重Kg Qr=2740+590×2=3920KgH0——钢丝绳最大悬重高度mH0——H井筒+H井架井架高度暂定18.25米H0=329+18.25=347.25米σb——钢丝绳公称抗拉强度Mpa 选择1770MPam——提升钢丝绳的安全系数，按7.5进行计算。

1806 +3920 5726ρ′= ——————————= ————11×1770÷7.5-347.25 2251=2.55(Kg/m)根据GB/T8918-1996钢丝绳主要用途推荐表中用于主井提升用途的钢丝绳选用6×19W+Fc同向捻线接触钢丝绳。

同时根据重量计算查该标准表各钢丝绳型号，与φ=28mm钢丝绳基本对应。

查该标准表15，φ=28mm钢丝绳天然纤维芯钢丝绳近似重量为289kg/100m，选用公称抗拉强度1770MPa，对应钢丝绳最小破断拉力457KN，最小钢丝破断拉力总和为1.191倍，钢丝直径不大于2.6毫米。

实际安全系数校核：m′=Q d÷【(Q+Qr+PH0)g】式中：m′——安全系数Q d——钢丝破断力总和Nρ——钢丝吨每米长度重量kg/m457000×1.191 544287 m′= ———————————————— = —————(1806+1180+2740+2.89×347.25)×9.8 65950 =8.25≥7.5因此钢丝绳型号选择为：28NAT6×25F i+FC1770ZZGB/T8918-1996并按相关安全规程进行使用、维护与检查、试验。

4 卷扬机尺寸的选择4.1 卷扬直径计算缠绕式卷扬机的主要尺寸是卷筒的直径D和宽度B，根据矿山安全规程，卷筒直径与钢丝绳直径d及钢丝直径δ的关系为：井下提升设备D≥80d D≥1200δ式中：D——卷扬直径mmD≥80×28=2240mmD≥1200×1.8=2140mm根据计算，卷扬直径应在2.5米左右。

4.2 提升机的最大静张力与最大静张力差验算最大静张力T j max=(Q+Qr+ρH0)g最大静张力差△T j=(Q+ρH0)g式中符号同前T j max=（1806+2740+1180＋2.89×347.25）×9.8=65950N≈66KN△T j最大静张力差的计算如果选用单罐带平衡锤提升方式，则△T j=（Mc+PH0-Qr）×9.8=(4823+2.89×347.25-2740)×9.8=30248N=30.2KN根据最大静张力与最大静张力差计算，查冶金工业出版社的《采矿手册》第5卷表27-3中JK-A型单绳缠绕式矿井提升机技术参数，卷扬机型号2JK-2.5/20A可以满足要求。

4.3 卷扬机卷筒宽度计算H＋L按双卷筒单层缠绕计算：B=（———＋n1）(d＋ε)πD式中：B——卷筒宽度mmH——井筒提升高度mL——试验绳长，一般取30mn1——摩擦圈数，取3ε——绳槽间隙，取3mm，其它同前347.25＋30B=（————＋3）(28＋3)3.14×2.5=1583mm通过计算可知，2.5米卷扬机宽度1.2米双卷筒需要双层缠绕。

该矿井主井提升采用双层缠绕应该满足《金属非金属矿山安全规程》关于钢丝绳双层缠绕的有关规定。

查《采矿手册》第五卷表27—3，选择卷扬机型号为2JK—2.5/20A双卷筒提升机，其相关技术参数为D=2.5m、B=1.2m，两卷筒中心距为d=1.29m，最大静张力为90KN，最大静张力差为55KN，最大钢丝绳为31mm，最大提升速度为 4.78m/S、3.8m/S，减速器型号为PTH900（2），传动比i=20，电动机最大功率为223KW，转速580r/min。

5 天轮的选择按照有关安全规程的要求，D t≥80d绳、D t≥1200δ钢丝，根据所选择的钢丝绳，钢丝直径δ=1.8mm。

因此：D t≥80×28=2240mmD t≥1200×1.8=2160mm根据有关人员商议及井下实际情况，天轮可以选择D t=2.5m。

型号为TSG2500/30，采用四螺栓滚动轴承座，变位重量550kg，允许的钢丝绳全部钢丝破断拉力总和为66150kg。

从以上选择来看，钢丝绳直径基本满足选择的卷扬机、天轮直径的要求，但对钢丝绳钢丝直径的要求应不大于2.08毫米。

6 井架和提升机房的配置6.1 井架井架高度（天轮安装高度）：对于罐笼提升：h ja=h r+h gj+1/4D t式中：h ja——井架高度mh r——提升容器全高（容器底部至连接装置最上面一个绳卡间的距离）m，厂家提供的数据为6.8～7.0m。

h gj——过卷高度m，安全规程规定Vm＜6m/s时，h gj≥6mD t——天轮直径m则：h ja=7.0+6.0+1/4×2.5=13.6m考虑到井上钢丝绳罐道液压拉紧装置的安装高度，现设计井口轨道面至天轮高度为18.25米，满足要求。

6.2卷筒中心至井筒提升中心线间的水平距离：b=bmin≥0.6h ja+3.5+D (式中符号同前)bmin≥0.6×16+3.5+2.5=15.5m为满足卷筒中心到提升中心的最少距离，卷筒中心到提升中心的距离b取27米。