背脊岭煤矿.docx
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背脊岭煤矿
广安市思源集团背脊岭煤矿有限公司
扩建工程施工设计
说明书
（+80井底车场部份）
设计生产能力：
150kt/a
工程编号：
总工程师：
项目负责人：
设计:
四川广安鑫福煤业有限公司
二○一○年四月
背脊岭煤矿+80车场施工设计说明
此施工设计是根据初步设计进行的。
是对初步设计更进一步地细化、优化设计。
笫一节井底提升
一、提升设备
本矿为低瓦斯矿井，采用立井-平硐综合开拓，设计生产能力为150kt/a。
主立井担负原煤、矸石、材料、设备及人员的升降任务。
井下轨道暗斜井、二采区轨道上山各装备一套单绳缠绕式提升设备，担负各自采区煤炭、矸石、设备和材料等的升降任务。
根据矿井开拓布置，轨道暗斜井按150kt/a的矿井生产能力进行选型计算；二采区轨道上山按75kt/a的生产能力进行选型计算。
主立井现已安装有1套2JK-2.5×1.5/20型单绳缠绕式提升机，提升机滚筒直径为2.5m、宽度为1.5m，提升机配置JR1410-10型电动机（200kW，6kV，590r/min），提升速度为3.86m/s。
立井深度为248m，井架高度为18m，采用1t矿车单层单车罐笼提升，一次提升1个1t矿车，罐笼重量为3160kg，高度为5350m，一次最大载人数为12人。
主立井提升采用TSG2500/16型固定天轮。
二、井底车场
（一）设计依据
本矿为立井和平硐综合开拓，主立井采用罐笼提升煤炭、设备、材料等，井下水平运输大巷和石门采用架线式电机车牵引1t矿车运输。
（二）井底车场形式选定
根据主立井与大巷的位置关系，矿井主立井与+80m井底车场设置装车场，车场形式为刀把式。
（三）井底车场通过能力计算
1、主立井井底车场
（1）井底车场空重车线长度的确定
井底车场空、重车线长度按1.5列车长设计。
大巷运输设备选用ZK3-6/250-2架线电机车。
每台机车牵引13辆装煤矿车或8辆装矸。
空、重车线长度计算如下：
L=MnLk+NLj+Lf
=1.5×13×2.2+1×2.7+15.6
=61.2m
式中：
L—空、重车场长度m；
M—列车数目列；
n—每列车矿车长，辆；
Lk—每辆矿车带缓冲器的长度，m；
N—机车数，台；
Lj—每台机车的长度，m；
Lf—列车制动距离，m。
计算结果L=61.2m，设计主立井井底车场空重车线长度为140m，满足要求。
（2）调车方式
机车牵引重车自+80m运输大巷进入井底车场，驶入重车线后停车摘钩，经渡线道岔至空车线；重车经井底车场重车线进入罐笼，空车经罐笼推车器推出罐笼进入空车存车线，经机车牵引返回。
（3）井底车场通过能力
Njd=
式中：
Njd—井底车场通过能力，kt/a；
356400—年运输工作时间（分），年工作日330d，每天18h；
1.15—运输不均衡系数；
Qjd—每一调度循环进入井底车场的所有列车的净载煤炭重量，13t；
Tjd—每一调度循环时间，min；
Njd=
=322.3kt/a
车场通过能力富裕系数计算：
N=
式中：
N—车场通过能力富裕系数，%；
A—矿井煤炭产量，150kt/a
N=
=115%
富余系数115%＞30%，满足规范要求。
第二节暗斜井提升
一、设计依据
1、矿井年产量：
设计能力为150kt
2、出矸率按25%进行能力计算，其出矸量为37.5kt
3、提升任务：
煤炭、矸石、设备材料
4、矿井服务年限：
年
5、井筒倾角：
β=25°
6、井筒斜长：
L斜坡=293m（《初设》）
7、上部车场标高：
m
8、下部车场标高：
m
9、矿井工作制度：
年工作日br=330天，每日工作小时数t=16h
10、矿车形式：
矿车容积1.1m3，自量m0=600kg，单个矿车的载货量煤炭m=1000kg/m3（或矸石1800kg/m3），矿车最大牵引力60000N。
11、提升方式：
平车场单钩串车提升
二、选型计算
1、计算一次循环时间
计算中参数：
斜坡最大绳速Vm=2.45m/s，加减速度为a1=a3=0.5m/s2；车场内加减速度为a1‘=a5’=0.3m/s2，运行速度Ｖ0=1.5m/s；提升斜坡长L，上下车场取LH=LB＝30m，提升长度L=LB+L斜坡+LH＝353m。
一次绞车换向及矿车摘挂钩时间θ1＝25s。
⑴、重车在上、下车场运行阶段
初加、减速阶段：
t1，=t5，=
＝5（s）
L1，=L5，=
＝3.75（m）
等速阶段：
L2，=L4，=30-3.75＝26.25（m）
t2，=t4，＝
＝17.5（s）
⑵、重车在斜坡运行阶段
主加（减）速阶段：
t1＝t3＝
＝1.9（s）
L1＝L3＝
＝3.75（m）
正常等速运行阶段：
L2＝353-（2×3.75+2×30）=285.5（m）
t2=
＝116.5（s）
⑶、一次循环时间ＴX
TX＝380.6（s）
⑷、轨道上山提升速度图：
详见图1。
2、列车组的矿车数
⑴、一次提升量
Q1=
=5.4（t/次）
⑵、一次提升量确定串车个数
n=5.4/1=5.4（个）
⑶．按连接器强度校验矿车数
n≤
=8.6（个）
⑷、按充分发挥绞车提升能力计算串车数
n≤
＝7.96（个）
从上述计算分析，选取串车中矿车数为n=5辆煤车（2辆矸车）。
3、选择钢丝绳
⑴、钢丝绳端荷重即钩头牵引力
F＝5×1600×0.4362×10
＝34896（N）＜60000N（矿车最大牵引力）
符合要求。
⑵、钢丝绳悬垂长度计算:
Lc=363.5m
⑶、钢绳单位长度的重量
取ma=6.5（参照《煤矿安全规程》），预选6×19+FC-1670-24-（a）型钢丝绳，σB＝1670N/mm2
mp≥
＝1.34（kg/m）
根据计算结果，选用6×19+FC-1670-24-（a）型钢丝绳，其绳径为24mm，pk＝2.07kg/m，全部钢丝绳破断拉力总和QZ=317000N，钢丝绳直径δ＝1.6mm。
⑷．验算钢丝绳的安全系数
按n=5计算：
k=
=8.04＞6.5符合《煤矿安全规程》要求。
4、提升绞车选择
⑴、绞车滚筒直径
按“煤矿安全规程”计算：
Dg≥60×24=1440（mm）
Dg≥900×1.6=1440（mm）
预选Dg＝1.6m。
⑵、提升系统最大净拉力
按n=5计算：
Fmax=5×1600×0.4362×10+2.07×231.5×0.6039×10
=39.44（kN）＜45kN（提升绞车最大净张力）
⑶、绞车滚筒宽度
Bg=
=828（mm）
根据计算:
可预选JTPB-1.6×1.2/20型电控绞车，滚筒直径1600mm，滚筒宽度1200mm；提升绞车最大净张力为45kN，绳径Φ24mm（标配Φ24.5）；提升高度（滚筒容绳量）640m/三层；最大提升速度vmax＝2.45m/s。
⑷、预选电动机功率
按n=5计算：
Pe=
=125.05（kW）
从上述计算知：
绞车选用功率125kW（标配）、电压0.66kV的隔爆型绕线转子三相异步电动机（10极）。
三、提升能力验算
1、年实际提升能力
当n=5时：
AN’=
=208092（t）=208.092（kt）
2、提升能力富裕系数
at＝208.092/187.5＝1.11
从计算知：
当串车数5个（煤车）时，年实际提升能力可达208.092kt，满足矿井煤矸总量187.5kt/a的提升要求。
富裕系数偏小。
四、提升系统
轨道上山提升系统详见图2。
从计算知：
当串车数5个（煤车）时，年实际提升能力可达208.092kt，满足矿井煤矸总量187.5kt/a的提升要求。
富裕系数偏小。
四、提升系统
轨道上山提升系统详见图2。
1、天轮选择
天轮按DK≥40×24=960mm，选取1000mm。
选用游动天轮，型号规格参数如下：
型号：
TD－1000/800，天轮直径1000mm，钢丝绳直径Ф24，最大游动距离800mm，两轴承中心距离1250mm。
2、井架（天轮台）高度
HJ＝40×tg5°-0.5
＝3.0（m）取3m,符合设计规范要求。
3、井口至井架中心水平距离
LJ＝2＋18＋20＝40（m）
4、按允许偏角计算钢丝绳最小弦长
单钩提升：
LXmin＝
＝7.63m取11m。
5、滚筒中心至天轮中心水平距离
Ls＝
＝10.7（m）取9m。
6、钢丝绳外偏角核算（单钩提升）
外偏角αk＝tg-1
=1°12’<1°30’
符合《煤矿安全规程》要求。
7、钢丝绳仰角（滚筒直径与天轮直径不同）
绳仰角β=tg-1
+sin-1
=16°2”＞15°符合设计规范要求。
五、结论
经上述计算：
选JTPB-1.6×1.2/20型电控绞车，滚筒直径1600mm，滚筒宽度1200mm；提升绞车最大净张力为45kN，绳径Φ24mm；提升高度（滚筒容绳量）640m/三层；最大提升速度vmax＝2.45m/s。
选用隔爆型绕线转子三相异步电动机，功率为125kW，电压为0.66kV，转速585r/min（或由厂家配置）。
提升系统选TD－1000/800型游动天轮，天轮直径1000mm，钢丝绳直径Ф24，最大游动距离800mm，两轴承中心距离1250mm。
当串车数5个（煤车）时，年实际提升能力可达224.74kt，满足矿井煤矸总量187.5kt/a的提升要求，所以对初设进行了调整。
六、提升安全
1、暗斜井轨道上山提升系统须设置防跑车装置、挡车栏（须与绞车联动）、阻车器。
2、绞车提升钢丝绳安全系数为8.04大于6.5符合《煤矿安全规程》的规定。
七、经过计算，选用JTPB-1.6×1.2/20型电控绞车，完全能满足要求，所以对初设进行了调整。
第三节巷道断面
巷道断面施工设计，根据以上对初设的调整也进行了相应变更。
巷道的支护，根据岩层变化现场施工可调整。
-40水平的施工设计正在进行中，待设计完后一并附补充说明。
二〇一〇年三月十五日
附：
+80井底车场布置图、巷道断面图
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