摩擦式提升機(jī)使用0.25 的摩擦襯墊的探討

摩擦式提升機(jī)在我國立井開拓的煤礦中被廣泛應(yīng)用,其中摩擦襯墊的摩擦系數(shù),是影響防滑安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的靈敏因素。近年研究開發(fā)的襯墊材料的摩擦系數(shù)已經(jīng)達(dá)到 0.25以上。2003 年以前是按照 0.23 的摩擦系數(shù)設(shè)計(jì)的提升系統(tǒng)。如果改用0.25 的摩擦襯墊并對(duì)提升系統(tǒng)重新設(shè)計(jì),可提高現(xiàn)有提升設(shè)備的安全可靠性。

1.設(shè)備情況

某礦主井裝備一對(duì) 12t 多繩斗,提升機(jī)為JMD- 3.5X4 I落地摩擦式提升機(jī),最大靜張力 570KN,最大靜張力差180kN.最大提升速度861m/s。配主電機(jī) ZKID型1400kw47r/min 低速直聯(lián)直流電機(jī)。主鋼絲繩4根365mm,鋼絲破斷拉力總和 967.3kN,單重 5.634kg/m,最粗鋼絲2.2mm扁尾繩 2 根,單重 11.17kg/m。

井口標(biāo)高 +40.5,卸載標(biāo)高+57.5m,井下裝載點(diǎn)標(biāo)高 - 360.0m。

提升機(jī)摩擦襯墊的摩擦系數(shù)“=0.23,為了滿足《煤礦安全規(guī)程》的防滑要求,即立井提升各種載荷時(shí)保險(xiǎn)閘所產(chǎn)生的制動(dòng)減速度，上提時(shí)5m/s:下放時(shí)25m/s的要求。箕斗自重 16.5t,為了滿足防滑要求增加配重 6.5t,斗總重達(dá)23t。鋼絲繩的安全系數(shù) 8.68。

提升系統(tǒng)的最大運(yùn)行速度 8.61m/s,年工作制 350d.

18h/d,年生產(chǎn)能力312.9 萬t。

2、技術(shù)經(jīng)驗(yàn)

2.1 提高生產(chǎn)能力

為了提高主井的生產(chǎn)能力,使用 K25SC 摩擦襯墊摩擦系數(shù)μ=0.25。重新設(shè)計(jì)的新箕斗與舊箕斗橫斷面一樣,可以不用改造井筒箕斗罐道,新箕斗本體比舊斗加長1.2m有效載重 14t,箕斗自重 21t,最大限度的減少算斗配重。新箕斗的繩端載荷 35t 與舊斗相同鋼絲繩規(guī)格也沒有改動(dòng).因此井架的安全系數(shù)沒變。

2.1.1 提升機(jī)校驗(yàn)

鋼絲繩的實(shí)際最大靜張力 449.7kN,小于提升機(jī)允許的最大靜張力570kN。

鋼絲繩的實(shí)際最大靜張力差 137.2kN,小于提升機(jī)允許的最大靜張力差180kN。鋼絲繩直徑90 倍等于3.285m,小于 3.5m。鋼絲繩最粗鋼絲直徑 1200 倍等于 264m,小于3.5m提升機(jī)允許襯墊比壓(MPa)2.0>151(實(shí)際值)

2.1.2 提升動(dòng)力學(xué)計(jì)算

2.1.5 鋼絲繩防滑安全校驗(yàn)

(1)提升鋼絲繩滑動(dòng)極限減速度計(jì)算

①重載上提滑動(dòng)極限減速度

②重載下放滑動(dòng)極限減速度

③空載上提滑動(dòng)極限減速度

④空載下放滑動(dòng)極限減速度:

(2)提升鋼絲繩安全制動(dòng)減速度計(jì)算保險(xiǎn)閘的變位制動(dòng)力取 F= 313.6kN,K= 2.29 <3 采用二級(jí)恒力矩制動(dòng)

2.1.6 電機(jī)過載能力校驗(yàn)

1600kWw主電機(jī)的制造要求電機(jī)廠家盡量按舊電機(jī)的基礎(chǔ)尺寸制造,以減少安裝工作量。提升機(jī)滾筒的摩擦襯墊換成0.25的摩擦襯墊年生產(chǎn)能力達(dá) 356.1萬t,比改造前提高43.2萬t。

2.2 提高安全可靠性

提高主井提升機(jī)的安全可靠性,其箕斗防滑配重可減少4t,箕斗總重 19t。

根據(jù)《煤炭安全規(guī)程》算出提升鋼絲繩的最小安全系數(shù)6.97。其實(shí)際安全系數(shù)由原來的 8.68 提高到 9.51。

根據(jù)提升系數(shù)的配置情況算出!=025時(shí)提升鋼絲繩重載上提安全制動(dòng)減速度 4.41(m/s)重載下放安全制動(dòng)減速度1.90(m/s);空載上提安全制動(dòng)減速度 3.12(m/s);空載下放安全制動(dòng)減速度314(m/s)。

保險(xiǎn)閘采用兩級(jí)恒力矩制動(dòng),其變位制動(dòng)力取 294KN算出提升鋼絲繩重載上提安全制動(dòng)減速度3.76(/s)<441(m/s);重載下放安全制動(dòng)減速度 1.62(m/s)<1.90(m/s)空載上提滑動(dòng)極極限減速度 3.00(m/s)<312(m/s);空載下放安全制動(dòng)減速度 3.02(m/s)<314(/s)。滿足鋼絲繩防滑要求,在各種提升狀態(tài)下,保險(xiǎn)閘產(chǎn)生的制動(dòng)減速度的計(jì)算值,不能超過滑動(dòng)極限,且上提重載時(shí)<5m/s下放重載時(shí) <1.5m/s。

3、設(shè)計(jì)內(nèi)容探討

3.1井下消防灑水設(shè)計(jì)

(1) 井下消火栓總流量?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50215-2005)第 13.69條第1款要求“井下消火栓用水量應(yīng)為 5~10L/s,其消火栓用水量大小應(yīng)根據(jù)礦井生產(chǎn)能力與井下火災(zāi)危險(xiǎn)程度確定?！薄睹旱V井下消防、灑水設(shè)計(jì)規(guī)范》(G50383 2006)第 312條第2 款要求“一個(gè)礦井井下消火栓總流量應(yīng)按 7.5L/s 計(jì)算”,且該條條文為強(qiáng)制性條文。這兩部規(guī)范的要求存在不同之處因此設(shè)計(jì)人員在確定礦井井下消火栓總流量時(shí)應(yīng)留有安全余地.以保證同時(shí)滿足這兩部規(guī)范的要求。

(2)井下消防灑水管道管材。《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》未對(duì)井下消防灑水管道管材作具體規(guī)定。《煤礦井下消防、灑水設(shè)計(jì)規(guī)范》第 8.1.1條推薦井下消防灑水管道使用鋼管,第 81.2條給出了鋼管壁厚的計(jì)算公式。但隨著近年來各種礦用新型管材投入使用,探討其他管材作為井下消防灑水管道管材的可能性,也是符合設(shè)計(jì)發(fā)展方向的。

(3)井下自動(dòng)噴水滅火裝置?！睹禾抗I(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 13.6.5條第2 款要求在帶式輸送機(jī)巷道易發(fā)火點(diǎn)處設(shè)置由煙感或溫感控制的自動(dòng)噴水滅火裝置,第 13.6.9條第2 款也對(duì)自動(dòng)噴水滅火裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)做出了規(guī)定。從中可知井下自動(dòng)噴水滅火裝置與地面建筑所設(shè)置的自動(dòng)噴水滅火裝置有較大不同。井下自動(dòng)噴水滅火裝置的煙感或溫感控制設(shè)備的選型是設(shè)計(jì)及施工時(shí)的難點(diǎn).設(shè)計(jì)人員有必要收集有關(guān)設(shè)備的詳細(xì)資料,以豐富設(shè)計(jì)方法。

3.2 地面消防設(shè)計(jì)

(1)室內(nèi)外消防流量。《煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(MT/T5014- 96)第2.3.4 條規(guī)定鍋爐房廠房等火災(zāi)危險(xiǎn)性較小的工業(yè)建筑可不設(shè)室內(nèi)消防給水,而這些建筑通常體積較大根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016 - 2006).其室外消防流量較大。因此.設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)相關(guān)建筑消防給排水工程時(shí) ,即使建筑內(nèi)不設(shè)消防給水.也不應(yīng)忽略其室外消防設(shè)計(jì)的要求。

(2)消防水幕?！睹禾抗I(yè)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》

END

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