矿井提升设备

矿井提升设备概述

矿井提升设备是沿井筒提升煤炭、矸石．升降人员和设备，下放材料的大型机械设备。它是矿山井下生产系统和地面工业广场相联接的枢纽，是矿山运输的咽喉。因此，矿井提升设备在矿山生产的全过程中占有极其重要的地位。

随着科学技术的发展及生产的机械化和集中化，目前，世界上经济比较发达的一些国家．提升机的运行速度已达20～25m／s，一次提升量达到50t，电动机容量巳超过10000kw，其安全可靠性尤为突出。在矿井生产过程中，如果提升设备出了故障，必然会造成停产。轻者，影响煤炭产量；重者，则会危及人身安全。

此外，矿井提升设备是一大型的综合机械-电气设备，其成本和耗电量比较高，所以，在新矿井的设计和老矿井的改建设计中，确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件，保证提升设备在选型和运转两个方面都是合理的，即要求矿井提升设备具有经济性。

矿井提升设备的主要组成部分是：提升容器、提升钢丝绳、提升机(包括拖动控制系统)、井架(或井塔)、天轮及装卸载设备等。

由于井筒条件(竖井或斜井)及选用的提升容器和提升机类型的不同，可组成各有特点的矿井提升系统。较常见的提升系统有：

(1)竖井单绳缠绕式箕斗提升系统；

(2)竖井单绳缠绕式罐笼提升系统；

(3)竖井多绳摩擦式箕斗提升系统；

(4)竖井多绳摩擦式罐笼提升系统；

(5)斜井箕斗提升系统；

(6)斜井串车提升系统。

图0-1所示是单绳缠绕式箕斗提升系统示意图。处在井底车场的重矿车，由推车机推人翻车机8(也称翻笼)，把矿车内煤炭卸入井底煤仓，再经装载设备11把煤炭装入主井底的箕斗内。与此同时，已提至井口卸载位置的重箕斗，通过井架上的卸载曲轨的作用，箕斗底部的闸门开启，把煤炭卸人地面煤仓6。处在井上、井下的两箕斗分别通过接装置与两根提升钢丝绳7相连接，两根提升钢丝绳7的另一端则绕过安装在井架3上的天轮2，以相反的方向固接在提升机卷筒l上。启动提升机，一根钢丝绳向卷筒上缠绕，使井底重箕斗向上运动；与此同时，另一根钢丝绳自卷筒上松放，使井口轻箕斗向下运动，从而完成了提升煤炭的任务。

图0-2所示是多绳摩擦式罐笼提升系统示意圈。多绳摩擦轮1安装在提升井塔上，主绳8搭放在摩擦轮l上，其两端通过连接装置分别与处于井口和井底的两个罐笼3，7连接，两罐笼底部通过尾绳环与尾绳6连接。当启动摩擦轮时，重载罐笼3被提升到井口上车场(图示位置)，重矿车4被推车机推出罐笼，经翻车机5卸载后，煤炭由胶带输送机运出。当升降人员或设备时，可在井口下车场进、出罐笼或装卸物料。

图0-3所示是斜井箕斗提升系统示意图。

与竖井单绳缠绕式提升系统相似，在井底车场设有翻车机1和井底煤仓2，地面也设有卸载设备7和地面煤仓8。

当年产量和井筒倾角较小时，可采用串车提升。

图0－1 单绳缠绕式箕斗系统示意图

1－提升机；２－天轮；３－井架；４－箕斗；５－卸载曲轨；６－地面煤仓；

７－提升钢丝绳；８－翻车机（也称翻笼）；９－井底煤仓；10－给煤机；11－装载设备

图0－2多绳摩擦式罐笼提升系统示意图

1—摩擦轮；2—导向轮；3—罐笼；4—矿车；5—翻车机；

2—6—尾绳；7—罐笼；8—主绳；9—摇台

图0-3 斜井箕斗提升系统示意图

1—翻笼硐室；2—装载仓； 3—装载闸门；4—箕斗；5—井筒；6—井架栈桥；

7—卸载曲轨； 8—卸载仓；9—天轮；10—提升机

矿井提升机

［内容提要］矿井提升机是矿井提升设备的主导设备，又是目前应用最为广泛的提升机械，因此学好这一章是学好其他章节的基础。本章应重点掌握： ( 1 ）不同类型提升机的工作原理、型号、适用范围； ( 2 ）提升机主要部件的结构，工作原理及维护要点； ( 3 ）矿井提升机的选型计算和制动力矩的计算。

根据矿井提升机工作原理和结构的不同，可分为如下类型：

单绳缠绕式提升机是较早出现的一种，它工作可靠，结构简单，但仅适用于浅井及中等深度的矿井，且终端载荷不能太大。对于深井且终端载荷较大时，提升钢丝绳和提升机卷筒的直径很大，从而造成体积庞大，重力猛增，使得提升钢丝绳和提升机在制造、运输和使用上都有诸多不便。因此，在一定程度上限制了单绳缠绕式提升机在深井条件下的使用。

摩擦提升机的出现及其发展，在一定程度上解决了单绳缠绕式提升机在深井条件下所出现的问题。但是，事物总是一分为二的。摩擦提升一般均采用尾绳平衡，以减小两端张力差，提高运行的可靠性。因此，在容器与提升钢丝绳连接处的钢丝绳断面上，静应力将随容器的位置变化而变化。当容器位于井口卸载位置时，尾绳的全部重力及容器的重力均作用在该断面上；当容器抵达井底装载位置前，该断面仅承受容器的重力。也就是说，在整个提升过程中，与容器连接处的提升钢丝绳断面中要承受一个幅值为。σj =qH / S 0的静应力变化（ q 为尾绳每米重力， N / m ; H 为提升高度， m ; S 0为提升钢丝绳横截面积，cm 2 ）。

一些国家的使用经验证明，为了保证提升钢丝绳的必要使用寿命，在提升钢丝绳任意断面处的应力波动值一般不应大于165 N / mm 2 ，否则会影响其使用寿命。

由此可知，矿井越深，静应力的波动值越大，其许用极限值为σj =165N / mm 2，因此，摩擦提升在深井的使用亦受到一定的限制。

而缠绕式提升机一般不设平衡尾绳，故在提升钢丝绳与容器连接处断面的应力波动值要比摩擦提升小，为此， Robert Blair 设计了一种多绳缠绕式提升机，称为布雷尔式提升机。多绳缠绕式提升机的工作原理与单绳缠绕式相同，不同的是，几根提升钢丝绳同时缠绕在一个分段的卷筒上，它属于多绳多层缠绕式，主要用于深井和超深井中，其工作原理如图所示。

缠绕提升机

摩擦提升机

单绳缠绕

单卷筒

可分离单卷筒 双卷筒