立井箕斗技術(shù)改造設(shè)計(jì)

摘 要：為了滿足煤礦礦井安全生產(chǎn)高效的需要，進(jìn)一步提高立井提升運(yùn)輸能力，解決立井提升瓶頸限制生產(chǎn)的問題。通過立井提升箕斗由現(xiàn)在的6噸，經(jīng)過對(duì)箕斗的技術(shù)革新和改造，可以提高到提升9噸，提高了生產(chǎn)能力。同時(shí)又要保證提升系統(tǒng)的安全可靠，經(jīng)過系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)驗(yàn)算和校驗(yàn)，各項(xiàng)參數(shù)滿足規(guī)定要求，從而滿足立井箕斗提升運(yùn)輸安全生產(chǎn)的需要。

關(guān)鍵詞：箕斗；改造；能力；可靠；安全

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.095

1 原始數(shù)據(jù)

煤礦主井目前許多使用一對(duì)6噸 “JD”系列多繩提煤箕斗，閘門結(jié)構(gòu)為曲軌連桿下開式扇形溜槽閘門。卸載方式為曲軌卸載。其缺點(diǎn)是，由于閘門由曲軌連桿機(jī)構(gòu)自鎖，在開閉過程中沖擊較大，造成閘門轉(zhuǎn)動(dòng)軸彎曲等現(xiàn)象。在多年的使用中，曾發(fā)生過閘門會(huì)自動(dòng)打開而造成井筒裝備及箕斗損壞的事故。

為了滿足礦井安全生產(chǎn)高效的需要，需進(jìn)一步提高提升能力，由現(xiàn)在的6噸提高到9噸，同時(shí)又要保證提升系統(tǒng)的安全可靠，以滿足安全生產(chǎn)的需要。

2 改造內(nèi)容

根據(jù)上述條件，在箕斗結(jié)構(gòu)型式方面，由于原箕斗閘門為曲軌連桿下開式扇形溜槽閘門結(jié)構(gòu)，卸載方式為曲軌卸載。箕斗在卸載時(shí)，固定在井架上的卸載曲軌，使扇形溜槽閘門曲軌連桿機(jī)構(gòu)沿自身曲軌移動(dòng)并解除自鎖；同時(shí)扇形溜槽閘門繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸向下打開進(jìn)行卸載。其缺點(diǎn)是：閘門結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大；卸載過程中扇形溜槽閘門超出箕斗外形；在多年的使用中曾發(fā)生過閘門會(huì)自動(dòng)打開而造成井筒裝備及箕斗損壞的事故，影響安全生產(chǎn)。所以在箕斗改造中，將箕斗閘門改為上開門式曲軌卸載方式。閘門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，使用安全可靠。

3 箕斗改造后主要結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點(diǎn)

上開門式曲軌卸載方式箕斗，其閘門的結(jié)構(gòu)為側(cè)扇形閘門，卸載方式為曲軌自動(dòng)卸載。與現(xiàn)有的曲軌卸載方式比較，其側(cè)扇形閘門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要扇形溜槽閘門及連桿自鎖裝置。其特點(diǎn)是：1.閘門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開閉靈活，使用安全可靠。2.閘門開閉不超出箕斗外形，運(yùn)行中閘門不會(huì)自動(dòng)打開。3.采用曲軌自動(dòng)卸載，卸載輔助時(shí)間少。4.在現(xiàn)有的老礦井改造中，箕斗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，增加提升能力。 5.可以在不改變?cè)肪膊贾玫那疤嵯逻M(jìn)行改造設(shè)計(jì)。6.適用于多繩提升箕斗的改造，一次性投資少；新建礦井可直接采用。

4 方案的實(shí)施

在箕斗改造中由于采用新的上開式閘門曲軌自動(dòng)卸載的方式，沒有扇形溜槽閘門曲軌連桿自鎖機(jī)構(gòu)。閘門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，安全可靠。在方案的實(shí)施過程中，重新設(shè)計(jì)新的上開式閘門曲軌自動(dòng)卸載箕斗；在井架上必須安裝新曲軌。并對(duì)提升系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算。附方案圖。

5 經(jīng)濟(jì)效益

箕斗改造后，由現(xiàn)在6噸提高到9噸，如果完全實(shí)現(xiàn)上述改造方案，則年提升能力可提高30%。同時(shí)能大大提高提升系統(tǒng)的安全可靠性。

6 設(shè)計(jì)計(jì)算

6.1 計(jì)算參數(shù)

1.井架高43.45m。2.提升高487.85m。3.四繩箕JDS9/110×4。4.容器自重12000kg。5.減速器XP1000，效率η≥0.93，件速比i=10.5。6.天輪徑4m。7.變位質(zhì)量2048kg。8.絞車變位質(zhì)量9100kg。9.提升量Q=9000kg。10.絞車滾筒徑2.8m。11.電機(jī)功率Pe=1000KW，GD2=18610N·m2，過載系數(shù)λ=2.95。12.運(yùn)行參數(shù)：Vm=6.8m/s，加速度0.75m/s2，減速度0.75m/s2。13.鋼絲繩：6V×21+7FCΦ26.5。懸掛長(zhǎng)度550m，P繩=15.632653kg/m。Qd=256000。14.尾繩P8×4×7-107×18，P繩=16.4kg/m，△=1.183673469kg/m。

6.2 系統(tǒng)各環(huán)節(jié)驗(yàn)算

鋼絲繩驗(yàn)算：Ma=8.72>mn=6.925，所選鋼絲繩合格。

提升機(jī)校驗(yàn)，D≥90d=2790mm，合格。提升機(jī)：JKM-2.8×4（I）E，額定最大靜張力：Fje=33500kg；額定最大靜張力差；Fje=10000kg；變位重量：9100kg。提升機(jī)強(qiáng)度：Fjmax=30020.0kg<33500kg，滿足要求。最大靜張力差：Fjc=9589.3（kg）<10000kg，滿足要求。根據(jù)以上計(jì)算，所選提升機(jī)滿足要求。

6.3 電機(jī)驗(yàn)算

最大速度Vm=6.8m/s，加速度=0.75m/s2，減速度=0.75 m/s2。 電機(jī)功率：P=889.97KW，選1000KW滿足要求。提升系數(shù)變位質(zhì)量Σm=88241.38kg。電機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量：Md=26704.4kg。最大加速度：a1≤2.28m/s，滿足加速要求。對(duì)于多繩摩擦提升，按防滑條件計(jì)算允許加速度：a1=1.145m/s2。

6.4 減速器驗(yàn)算

a1≤1.51m/s2 原減速器不更換。等效力計(jì)算：Fdx=112974.9N。等效功率：Pd=826.053KW

7 結(jié)論

在提升和減速器不變以及提升速度和加、減速度不變的情況下，將電機(jī)更換為：ZDT-183-2B、Pe=1000KW。則可以提升9噸。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：艾爾肯·阿布都熱合曼（1963-），男，維吾爾族，新疆烏魯木齊人，研究生，高級(jí)工程師，副教授，主要研究方向：機(jī)電設(shè)備安裝工程。