7章 矿井提升设备的组成

6×7、西鲁绳6X(19)、瓦林吞绳6W(19)、填充型绳6T(25)都属于线接触钢 丝绳。
线接触钢丝绳往往采用经过选配的不同直径的钢丝捻成，以使股内 各层钢丝相互贴紧呈线接触。
西鲁型绳是股内最外两层钢丝数目相等而直径不等，外粗内细，每根外层 钢丝却紧贴在下层钢丝的沟槽内。
瓦林吞型绳股外层钢丝是由粗细不同的两种直径钢丝交替捻制而成。
缺点：
箕斗运行过程中，由于煤和重力作用使闸门被迫打开。因此，箕斗 必须装设可靠的闭锁装置(两个防止闸门自动打开的扭转弹簧)。闭锁 装置一旦失灵，闸门就会在井筒中自行打开，同时打开的箕斗闸门， 超出箕斗平面投影尺寸，因此将撞坏罐道、罐道梁及其它设备；并污 染风流，增加井筒清理工作量；也有砸坏管道、电线等设备的危险。
二、箕斗及其装载设备
箕斗是提升矿石的单一容器，仅用于提升煤炭、矿石或部分提升矸 石。 根据井筒倾角不同可分为立井用箕斗和斜井箕斗。
（一）立井箕斗及其装载设备
1.立井箕斗
根据卸载方式可分为翻转式，侧卸式及底卸式。 根据提升钢丝绳的数目有单绳和多绳箕斗。 立井提煤采用底卸式箕斗，其型式有多种。 其它地区一些矿井多采用曲轨连杆下开折页平板闸门底卸式箕斗。 标准箕斗可用于刚性罐道或钢丝绳罐道，在采用绳罐道时，除箕斗 本身应考虑平衡外，还要求装煤后仍保持平衡，故在斗箱上部装载 口处增设了可调节的溜煤板3，以便调节煤堆顶部中心位置。
在利用上式计算箕斗实际货载质量时，如果用箕斗斗箱 几何容积Vs来计算，还应乘以装满系数φ（一般取0.9）， 这一点在自制箕斗时应注意。
第二节 提升钢丝绳的结构及其作用
提升钢丝绳是矿井提升设备的一个重要组成部分，它直接关系到矿井 正常生产、人员生命安全及经济运转，因此应给予特别重视。
一、矿用钢丝绳的机构及其分类
线接触钢丝绳的股内各层钢丝是等捻距编捻，从而使股内各层钢丝 互相平行而呈线接触。
线接触钢丝绳在承受拉伸载荷时，内层钢丝虽会承受较外层钢丝稍 大的应力，但它避免点接触的应力集中和钢丝挤压凹陷变形，消除钢 丝在接触点处的二次弯曲现象，减少了钢丝绳摩擦阻力，使钢丝绳在 弯曲上有较大的自由度，抗疲劳性能显著增加。因此，线接触钢丝绳 的寿命高于点接触钢丝绳。
平板闸门特点：
① 闸门结构简单、严密，关闭闸门时冲击小；卸载时撒煤少； ② 由于闸门是向上关闭，对箕斗存煤有向上捞回的趋势，故当煤未卸 完(煤仓已满)产生卡箕斗而造成断绳坠落事故的可能性小；
箕斗卸载时，闸门开启主要借助煤的压力，因而传递到卸载曲轨上 的力较小，改善了井架受力状态等。 ③ 过卷时闸门打开后，即使脱离了卸载曲轨也不会自动关闭，因此可 以缩短卸载曲轨的长度。
点接触钢丝绳的股内各层钢丝捻成等捻角(不等捻距)，所以各层 钢丝间呈点接触，这样当钢丝绳受到拉伸载荷时，绳内各层钢丝 的受力在理论上相等。
矿井常用的6×19，6×37钢丝 绳就属于点接触钢丝绳。这种 钢丝绳的缺点是当受拉伸、尤 其是受弯曲时，由于钢丝间的 点接触处应力集中而产生严重 压痕，往往由此而导致钢丝疲 劳断裂而早期损坏。
箕斗的结构是由斗箱4，框架2， 闸门5及连接装置12等基本部件组 成。此外，还有连杆6，卸载滚轮7 及闭锁装置(2个防止闸门自动打开 的扭转弹簧10)等。
当箕斗提升至地面煤仓时，卸 载滚轮7进入固定在井架上的卸载 曲轨内。箕斗继续向上提升时，固 定在箕斗框架上的曲轨赡同时向上 运动。在井架上的曲轨作用下，迫 使滚轮7沿箕斗框架上的13向下运 动，并转动连杆6，便闸门5借助煤 的压力打开，开始卸载，如图中点 画线位置所示。箕斗下放时，以相 反的顺序关闭闸门。
当前国内外广泛采用的预先定量装载 设备，有定量斗箱式和定量运输机2种。
当箕斗到达井底装煤位置时，通过一 定的控制元件开动控制缸2，将定量斗 箱闸门4打开，斗箱1中的煤便沿溜槽5 全部装入箕斗；利用压磁测重装置6， 来控制箕箱中的装煤量。
(二)斜井箕斗及其装载设备
当斜井倾角大于25°，使用矿车提升煤炭，煤将洒出，因此采用 斜井箕斗。箕斗提升的优点较多，即使倾角较小，但产量较大时仍应 采用其斗提升。根据卸载方法不同，斜井其斗有前倾卸载式和后壁卸 载式2种。
我国单绳箕斗系列有4、6、8t三种规格。
2．立井箕斗的装载设备
过去采用鼓形自动定量方式的其斗装 载设备洒煤量很大，一般达提煤量的10 ％，有时竞高达40％。目前已普遍采用 新型箕斗装载设备采用预先定量装载方 式，其洒煤量可以大大降低，一般仅为 提升量的1％，最大不超过3％。还能保 证提升工作的正常化。
填充型钢丝绳是股的外层钢丝嵌在一根细的填充钢丝和一根粗钢丝之间的 沟槽中，因而外层钢丝数目为填充钢丝的两倍。
面接触钢丝绳是由线接触钢丝绳发展而来。它是将线接触钢丝绳股进 行特殊碾压加工，使钢丝产生塑性变形而最后捻制成绳，股内各层钢 丝呈面接触。 所有线接触钢丝绳均可加工成面接触钢丝绳。 面接触钢丝绳的特点是：
为了增加钢丝绳的抗腐蚀能力，钢丝表面可以镀锌加以保护。 钢丝韧性可分为特号、Ⅰ号及Ⅱ号。专为升降人员用的以及升降人员 和物料用的，不得低于特号，专为升降物料和平衡用的，不得低于Ⅰ号。
绳芯有金属绳芯和纤维绳芯两种，前者由钢丝组成，后者可用剑麻、 黄麻或有机纤维制成。
绳芯的作用是：
①支持绳股,减少股间钢丝的接触应力,从而减少钢丝的挤压和变形； ②钢丝绳弯曲时,允许股间或钢丝间相对移动,借以缓和其弯曲应力， 并且起弹性垫层作用，使钢丝绳富有弹性； ③贮存润滑油，防止绳内钢丝锈蚀。
斗箱1与主框2在箕斗中部以铰链连接，通过连接装置与提升钢丝 绳相连。斗箱后部有与之铰连的扇形闸门6。闸门6上安有一对卸载滚 轮7。斗箱1上安有前后两轮轴，前轮4的轮缘宽，后轮5的轮缘窄。
箕斗卸载过程：进行卸载时，轨道3弯曲，且在其外侧附加一轨距 较宽的附加轨道8，因后轮轮缘窄，必随轨道3运动，而前轮轮缘宽可 沿附加轨道8运动，因此，斗箱后部下落，而被附加轨道8拾起，自动 进行卸载。
结构紧密，表面光滑，与绳槽的接触面积大，耐磨，抗挤压性能好； 股内钢丝接触应力极小，从疲劳观点看，钢丝绳寿命较长； 钢丝绳有效断面积大，抗拉强度高； 钢丝间相互紧贴，耐腐蚀 能力强； 钢丝绳伸长变形较小。
第七章 矿井提升设备的组成
煤矿提升设备是由机械设备和电气设备组成的大型综合设备。其主 要组成部分包括提升容器、提升钢丝绳、矿井提升机、电气控制装置、 天轮及井架等。
第一节 提升容器的类型及结构 第二节 提升钢丝绳的结构及其作用 第三节 矿井提升机的组成部分及其作用 第四节 提升机制动系统的作用及其类型
罐道可分为刚性及柔性两种类型。
刚性罐道有钢轨罐道、木罐道及方型钢罐道三种。
柔性罐道即钢丝绳罐道。
为了便于矿车进出罐笼，在井口、中间水平及井底车场使用承接装置。 承接装置有承接梁、罐座及摇台三种。
承接梁是最简单的承接装置。仅用于井底车场，且易发生蹾罐事故。 罐座用于井口，当罐笼提升至井口车场位置且稍超过井口时，操纵手柄 可使罐座伸出，罐笼下放落在罐座上后，进行装卸车工作。罐笼下放时， 要先将罐座上的罐笼稍为提起，待罐座靠配重自动收回后，罐笼才能下放。 罐座不允许用于中间水平。 罐座特点：停车准确，便于矿车的出入，承担冲击载荷；提升操作复杂， 容易过卷，井口罐笼提升时对钢丝绳产生冲击载荷，影响使用寿命，容易 产生蹲罐事故。 摇台主要是由能绕转轴转动的两个钢臂组成。摇台的应用范围广，井底、 井口及中间水平都可以使用，特别是多绳摩擦提升必须使用摇台。由于摇 台的调节高度受摇臂长度的限制，因此对停罐准确性要求较高。它是由2个 转轴2，2个钢臂1，1个连杆3，2个重锤4以及一套操作手把5组成。当将手 把5向罐笼方向推动时，通过连杆3使转轴2转动，固定在转轴2上的钢臂t搭 在题笼底上，即将绕内铁轨与车场轨道连接起来，矿车即可进、出罐笼。 松开手把5，钢臂1在重锤4的作用下自动拍起。
制动绳防坠器是以井筒中专门设置的制动钢丝绳为支承元件的防 坠器，它不仅能用于钢丝强罐道，而且同样可以用于刚性罐道。其 特点是采用定点抓捕及用专设的缓冲器进行缓冲。
与单绳罐笼相比，多绳罐笼稍有不同。 不同点为： 罐笼质量较大； 罐笼中留有添加配重的空间； 罐笼内部常设有可以升降的自动框架，使轨道与矿车可同时升降， 以保证与运输水平轨道良好相接； 不设防坠器； 设钢丝绳张力平衡装置，用来自动调节各绳的张力差等。
一、罐笼
罐笼分为普通罐笼和翻转 罐笼2种。
标准普通罐笼载荷按固定 车箱式矿车的名义货载质量 确定为lt、1.5t和3t三种。分 单层和双层。
1t和1.5t双层普通罐笼用 于主井提升时，每层可装一 辆矿车，当用于副井提升时， 上层罐笼可不装阻车器。
3t普通罐笼只考虑作为副 井提升容器。
单绳1t单层普通罐笼结构：
普通罐笼罐体采用混合式结构，由两个垂直的侧盘体用横粱7连接 而成，两侧盘体各由四根立柱8包钢板9组成，罐体的节点采用铆焊结 合型式，罐体的四角为切角型式，这样既有利于井筒布置又制造方便， 罐笼顶部设有半圆弧形的淋水棚6和可以打开的罐盖14，以供运送长材 料之用。罐笼两端设有帘式罐门l0。
罐笼通过主拉杆3(不设保险链)和双面夹紧楔形绳环2与提升钢丝绳 1相连。为了将矿车推进罐笼，罐笼底部设有轨道11。为了防止提升过 程中矿车在罐笼内移动，罐笼底部还装有阻车器12及其自动开闭装置。 为了防止罐笼在井筒运动过程中任意摆动，罐笼用罐耳5或15沿着安装 在井筒内的罐道运行。
• 提升钢丝绳是由一定数量的钢丝(直径为0.4~4mm)捻成股，再由若 干个股围绕绳芯捻成绳。
矿用钢丝绳的钢丝为优质碳素结构钢，直径小于0.4mm的钢丝易于 磨损和腐蚀，直径超过4mm的钢丝在生产中难以保证理想的抗拉强度和 疲劳性能。
钢丝的公称抗拉强度有五级：1400、1550、1700、1850及2000MPa。在 承受相同终端载荷的情况下，抗拉强度大的钢丝绳，其绳径可以选小，但 是，抗拉强度过高的钢丝绳弯曲疲劳性能差。通常矿井提升用钢丝绳选用 1550及1700MPa为宜。
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为了保证人员和生产的安全。升降人员的罐笼必须装设可靠的防 坠器。当钢丝绳或连接装置万一断裂时，防坠器可使罐笼支承在井 筒内的罐道或防坠绳上，而不致坠入井底造成重大事故。
防坠器的类型很多，其结构与罐道的类型有关系。我国防坠器主 要有木罐道防坠器、钢轨罐道防坠器及制动绳防坠器三种。
木罐道防坠器与钢轨罐道防坠器，其罐道本身既是罐笼运行的导 向装置，又是断绳时防坠器的支承元件，但二者的制动原理不同， 前者为切割式后者为摩擦式。虽然它们具有结构简单的优点，但很 难控制其制动力达到设计要求，而且维护工作量大，故只在一些老 矿井还有使用。
钢丝绳的结构，指的是钢丝绳股的数目、 捻向、捻距以及绳股内钢丝数目、直径大小 及排列方式等参数。这些参数直接影响钢丝 绳的性能和使用寿命，了解各参数对钢丝绳 性能的影响，对正确合理地选择钢丝绳是有 益的。
（一）点接触、线接触及面接触钢丝绳
各层钢丝之间有点、线、面三种接触方式，故分为点、线、面接 触钢丝绳。
装载设备主要有扇形闸门1，其上安有滚轮4和重物2。进行装载时， 下行空箕斗5推动滚轮4将闸门1开启，煤即可装入箕斗中；待箕斗装满 上升后，闸门1在重物2的作用下关闭。
箕斗实际货载质量用下式计算：
Q V ', N
式中 V —— 箕斗斗箱有效容积(m3)可从表7-6中查出； γ' —— 货载的散集密度，t/m3。
河北工程大学机电学院
第一节 提升容器的类型及结构
提升容器按构造不同可分为罐笼、箕斗、矿车、斜井人车及吊 桶等。 罐笼可用来升降人员和设备，提升煤炭和矸石，以及下放材料 等。当提升煤炭、矸石或下放材料时，可将煤车、矸石车或材 料车装入罐笼内即可，当升降设备时可将设备直接放入罐笼内 或将设备装在平板车上，再把平板车装入罐笼。 箕斗只用于提升煤炭或矸石。当用箕斗时，井底需设井底煤仓 (或矸石仓)和装载设备。煤炭或矸石通过翻笼从矿车中翻卸至 煤仓或矸石仓，再经装载设备装入箕斗。 根据井筒倾角的不同，箕斗可分为立井箕斗和斜井箕斗两种。 煤矿立井多采用底卸式箕斗和普通罐笼。斜井多采用矿车和斜 井箕斗。 吊桶是立井凿井时使用的提升容器。