立井箕斗技术改造设计

摘 要：为了满足煤矿矿井安全生产高效的需要，进一步提高立井提升运输能力，解决立井提升瓶颈限制生产的问题。通过立井提升箕斗由现在的6吨，经过对箕斗的技术革新和改造，可以提高到提升9吨，提高了生产能力。同时又要保证提升系统的安全可靠，经过系统各个环节验算和校验，各项参数满足规定要求，从而满足立井箕斗提升运输安全生产的需要。

关键词：箕斗；改造；能力；可靠；安全

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

1 原始数据

煤矿主井目前许多使用一对6吨 “JD”系列多绳提煤箕斗，闸门结构为曲轨连杆下开式扇形溜槽闸门。卸载方式为曲轨卸载。其缺点是，由于闸门由曲轨连杆机构自锁，在开闭过程中冲击较大，造成闸门转动轴弯曲等现象。在多年的使用中，曾发生过闸门会自动打开而造成井筒装备及箕斗损坏的事故。

为了满足矿井安全生产高效的需要，需进一步提高提升能力，由现在的6吨提高到9吨，同时又要保证提升系统的安全可靠，以满足安全生产的需要。

2 改造内容

根据上述条件，在箕斗结构型式方面，由于原箕斗闸门为曲轨连杆下开式扇形溜槽闸门结构，卸载方式为曲轨卸载。箕斗在卸载时，固定在井架上的卸载曲轨，使扇形溜槽闸门曲轨连杆机构沿自身曲轨移动并解除自锁；同时扇形溜槽闸门绕转动轴向下打开进行卸载。其缺点是：闸门结构复杂，重量大；卸载过程中扇形溜槽闸门超出箕斗外形；在多年的使用中曾发生过闸门会自动打开而造成井筒装备及箕斗损坏的事故，影响安全生产。所以在箕斗改造中，将箕斗闸门改为上开门式曲轨卸载方式。闸门结构简单，重量轻，使用安全可靠。

3 箕斗改造后主要结构及技术特点

上开门式曲轨卸载方式箕斗，其闸门的结构为侧扇形闸门，卸载方式为曲轨自动卸载。与现有的曲轨卸载方式比较，其侧扇形闸门结构简单，不需要扇形溜槽闸门及连杆自锁装置。其特点是：1.闸门结构简单，开闭灵活，使用安全可靠。2.闸门开闭不超出箕斗外形，运行中闸门不会自动打开。3.采用曲轨自动卸载，卸载辅助时间少。4.在现有的老矿井改造中，箕斗结构简单，重量轻，增加提升能力。 5.可以在不改变原箕斗井筒布置的前提下进行改造设计。6.适用于多绳提升箕斗的改造，一次性投资少；新建矿井可直接采用。

4 方案的实施

在箕斗改造中由于采用新的上开式闸门曲轨自动卸载的方式，没有扇形溜槽闸门曲轨连杆自锁机构。闸门结构简单，重量轻，安全可靠。在方案的实施过程中，重新设计新的上开式闸门曲轨自动卸载箕斗；在井架上必须安装新曲轨。并对提升系统进行验算。附方案图。

5 经济效益

箕斗改造后，由现在6吨提高到9吨，如果完全实现上述改造方案，则年提升能力可提高30%。同时能大大提高提升系统的安全可靠性。

6 设计计算

6.1 计算参数

1.井架高43.45m。2.提升高487.85m。3.四绳箕JDS9/110×4。4.容器自重12000kg。5.减速器XP1000，效率η≥0.93，件速比i=10.5。6.天轮径4m。7.变位质量2048kg。8.绞车变位质量9100kg。9.提升量Q=9000kg。10.绞车滚筒径2.8m。11.电机功率Pe=1000KW，GD2=18610N·m2，过载系数λ=2.95。12.运行参数：Vm=6.8m/s，加速度0.75m/s2，减速度0.75m/s2。13.钢丝绳：6V×21+7FCΦ26.5。悬挂长度550m，P绳=15.632653kg/m。Qd=256000。14.尾绳P8×4×7-107×18，P绳=16.4kg/m，△=1.183673469kg/m。

6.2 系统各环节验算

钢丝绳验算：Ma=8.72>mn=6.925，所选钢丝绳合格。

提升机校验，D≥90d=2790mm，合格。提升机：JKM-2.8×4（I）E，额定最大静张力：Fje=33500kg；额定最大静张力差；Fje=10000kg；变位重量：9100kg。提升机强度：Fjmax=30020.0kg<33500kg，满足要求。最大静张力差：Fjc=9589.3（kg）<10000kg，满足要求。根据以上计算，所选提升机满足要求。

6.3 电机验算

最大速度Vm=6.8m/s，加速度=0.75m/s2，减速度=0.75 m/s2。 电机功率：P=889.97KW，选1000KW满足要求。提升系数变位质量Σm=88241.38kg。电机转子变位质量：Md=26704.4kg。最大加速度：a1≤2.28m/s，满足加速要求。对于多绳摩擦提升，按防滑条件计算允许加速度：a1=1.145m/s2。

6.4 减速器验算

a1≤1.51m/s2 原减速器不更换。等效力计算：Fdx=112974.9N。等效功率：Pd=826.053KW

7 结论

在提升和减速器不变以及提升速度和加、减速度不变的情况下，将电机更换为：ZDT-183-2B、Pe=1000KW。则可以提升9吨。

参考文献：

[1]矿井运输提升[M].洪晓华.中国矿业大学出版社，2005（06）.

[2]矿井提升机械设备[M].夏荣海，郝玉琛.中国矿业大学出版社，1987（06）.

[3]煤矿专用设备设计计算[M].王志勇，夏琴芬.北京煤炭工业出版社，1984（08）.

作者简介：艾尔肯·阿布都热合曼（1963-），男，维吾尔族，新疆乌鲁木齐人，研究生，高级工程师，副教授，主要研究方向：机电设备安装工程。