摩擦式提升机使用0.25 的摩擦衬垫的探讨

摩擦式提升机使用0.25 的摩擦衬垫的探讨

摩擦式提升机在我国立井开拓的煤矿中被广泛应用,其中摩擦衬垫的摩擦系数,是影响防滑安全和经济运行的灵敏因素。近年研究开发的衬垫材料的摩擦系数已经达到 0.25以上。2003 年以前是按照 0.23 的摩擦系数设计的提升系统。如果改用0.25 的摩擦衬垫并对提升系统重新设计,可提高现有提升设备的安全可靠性。

1.设备情况

某矿主井装备一对 12t 多绳斗,提升机为JMD- 3.5X4 I落地摩擦式提升机,最大静张力 570KN,最大静张力差180kN.最大提升速度861m/s。配主电机 ZKID型1400kw47r/min 低速直联直流电机。主钢丝绳4根365mm,钢丝破断拉力总和 967.3kN,单重 5.634kg/m,最粗钢丝2.2mm扁尾绳 2 根,单重 11.17kg/m。

井口标高 +40.5,卸载标高+57.5m,井下装载点标高 - 360.0m。

提升机摩擦衬垫的摩擦系数“=0.23,为了满足《煤矿安全规程》的防滑要求,即立井提升各种载荷时保险闸所产生的制动减速度，上提时5m/s:下放时25m/s的要求。箕斗自重 16.5t,为了满足防滑要求增加配重 6.5t,斗总重达23t。钢丝绳的安全系数 8.68。

提升系统的最大运行速度 8.61m/s,年工作制 350d.

18h/d,年生产能力312.9 万t。

2、技术经验

2.1 提高生产能力

为了提高主井的生产能力,使用 K25SC 摩擦衬垫摩擦系数μ=0.25。重新设计的新箕斗与旧箕斗横断面一样,可以不用改造井筒箕斗罐道,新箕斗本体比旧斗加长1.2m有效载重 14t,箕斗自重 21t,最大限度的减少算斗配重。新箕斗的绳端载荷 35t 与旧斗相同钢丝绳规格也没有改动.因此井架的安全系数没变。

2.1.1 提升机校验

钢丝绳的实际最大静张力 449.7kN,小于提升机允许的最大静张力570kN。

钢丝绳的实际最大静张力差 137.2kN,小于提升机允许的最大静张力差180kN。钢丝绳直径90 倍等于3.285m,小于 3.5m。钢丝绳最粗钢丝直径 1200 倍等于 264m,小于3.5m提升机允许衬垫比压(MPa)2.0>151(实际值)

2.1.2 提升动力学计算

2.1.5 钢丝绳防滑安全校验

(1)提升钢丝绳滑动极限减速度计算

①重载上提滑动极限减速度

②重载下放滑动极限减速度

③空载上提滑动极限减速度

④空载下放滑动极限减速度:

(2)提升钢丝绳安全制动减速度计算保险闸的变位制动力取 F= 313.6kN,K= 2.29 <3 采用二级恒力矩制动

2.1.6 电机过载能力校验

1600kWw主电机的制造要求电机厂家尽量按旧电机的基础尺寸制造,以减少安装工作量。提升机滚筒的摩擦衬垫换成0.25的摩擦衬垫年生产能力达 356.1万t,比改造前提高43.2万t。

2.2 提高安全可靠性

提高主井提升机的安全可靠性,其箕斗防滑配重可减少4t,箕斗总重 19t。

根据《煤炭安全规程》算出提升钢丝绳的最小安全系数6.97。其实际安全系数由原来的 8.68 提高到 9.51。

根据提升系数的配置情况算出!=025时提升钢丝绳重载上提安全制动减速度 4.41(m/s)重载下放安全制动减速度1.90(m/s);空载上提安全制动减速度 3.12(m/s);空载下放安全制动减速度314(m/s)。

保险闸采用两级恒力矩制动,其变位制动力取 294KN算出提升钢丝绳重载上提安全制动减速度3.76(/s)<441(m/s);重载下放安全制动减速度 1.62(m/s)<1.90(m/s)空载上提滑动极极限减速度 3.00(m/s)<312(m/s);空载下放安全制动减速度 3.02(m/s)<314(/s)。满足钢丝绳防滑要求,在各种提升状态下,保险闸产生的制动减速度的计算值,不能超过滑动极限,且上提重载时<5m/s下放重载时 <1.5m/s。

3、设计内容探讨

3.1井下消防洒水设计

(1) 井下消火栓总流量。《煤炭工业矿井设计规范》(GB50215-2005)第 13.69条第1款要求“井下消火栓用水量应为 5~10L/s,其消火栓用水量大小应根据矿井生产能力与井下火灾危险程度确定。”《煤矿井下消防、洒水设计规范》(G50383 2006)第 312条第2 款要求“一个矿井井下消火栓总流量应按 7.5L/s 计算”,且该条条文为强制性条文。这两部规范的要求存在不同之处因此设计人员在确定矿井井下消火栓总流量时应留有安全余地.以保证同时满足这两部规范的要求。

(2)井下消防洒水管道管材。《煤炭工业矿井设计规范》未对井下消防洒水管道管材作具体规定。《煤矿井下消防、洒水设计规范》第 8.1.1条推荐井下消防洒水管道使用钢管,第 81.2条给出了钢管壁厚的计算公式。但随着近年来各种矿用新型管材投入使用,探讨其他管材作为井下消防洒水管道管材的可能性,也是符合设计发展方向的。

(3)井下自动喷水灭火装置。《煤炭工业矿井设计规范》第 13.6.5条第2 款要求在带式输送机巷道易发火点处设置由烟感或温感控制的自动喷水灭火装置,第 13.6.9条第2 款也对自动喷水灭火装置的设计参数做出了规定。从中可知井下自动喷水灭火装置与地面建筑所设置的自动喷水灭火装置有较大不同。井下自动喷水灭火装置的烟感或温感控制设备的选型是设计及施工时的难点.设计人员有必要收集有关设备的详细资料,以丰富设计方法。

3.2 地面消防设计

(1)室内外消防流量。《煤炭工业给水排水设计规范》(MT/T5014- 96)第2.3.4 条规定锅炉房厂房等火灾危险性较小的工业建筑可不设室内消防给水,而这些建筑通常体积较大根据《建筑设计防火规范》(GB50016 - 2006).其室外消防流量较大。因此.设计人员在设计相关建筑消防给排水工程时 ,即使建筑内不设消防给水.也不应忽略其室外消防设计的要求。

(2)消防水幕。《煤炭工业给水排水设计规范》

END

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