第03章矿井运输提升课件
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一是另选强度较高的提升钢丝绳型号；
二是把提升机卷筒直径增大一级。重新计算B′ 到满足B′<B为止。
► 若提升机用于竖井主井提升，当提升钢丝绳在 卷筒上作单层缠绕时，当B′〉B。根据《煤矿安全 规程》规定竖井主井提升的提升钢丝绳可在卷筒 上缠两层，作双层缠绕时，提升钢丝缠在卷筒上 的实际缠绕宽度B′可按下式计算：
BH3k 0 D 3p nD3d(3-6)
式中：Dp为平均缠绕直径；K为缠绕层数； n′为错绳圈数。
其中：
D PD k2 14d2(d)2
(3-7)
➢ 为了避免绳圈总在一个地方过渡，每季 度要将提升钢丝绳错动1/4圈，根据提升钢 丝绳的使用年限，一般取n′= 2～4圈。
为了保证提升机在其设计强度范围内工 作，使提升机的工作负荷不超过其设计值， 还必须验算提升工作的最大静张力Fjmax及最 大静张力差Fjc使其满足所选提升机规定的数
单卷筒提升机： 只有一个卷筒，一般仅用 作单钩提升。
国产单绳缠绕式提升机有JT和JK两个系列： JT系列提升机卷筒直径为800～1600mm,主
要用于井下运输提升工作；
JK系列提升机卷筒直径为2～5m，主要用 于地面井口提升工作。
第二节 提升机和天轮的选型计算
一、提升机的选型计算 选择提升机的主要参数有：
类型：按卷筒的数目，分为双卷筒和单卷筒。
双卷筒提升机：它的两个卷筒在与轴的连接 方式上有所不同：其中一个卷筒通过楔键或热装 与主轴固接在一起，称为固定卷筒，又称为死卷 筒；另一个卷筒滑装在主轴上，通过离合器与主 轴连接，故称之为游动卷筒，又称为活卷筒。
采用这种结构的目的是考虑到在矿井生产过 程中提升钢丝绳在终端载荷作用下产生弹性伸长， 或在多水平提升中提升水平的转换，需要两个卷 筒之间能够相对转动，以调节绳长，使得两个容 器分别对准井口和井底水平。
图3-3 不同的D/d时载荷 与耐久性的关系
❖ 《煤矿安全规程》规定，对于安装在地面的提 升机，其直径与钢丝绳直径的关系如下：
D80d
D1200
(3-1) (3-2)
式中：D′为提升机卷筒直径；d为提升钢丝绳直 径；δ为提升钢丝绳中最粗钢丝绳直径。
❖ 对于安装在井下的提升机则有：
D60d
(3-3)
(3)为了减少钢丝绳在卷筒上固定处的拉力， 钢丝绳在卷筒上松绳时，不能全部松放，应在 卷筒表面保留三圈摩擦圈，则卷筒的实际容绳 宽度B′为：
B(HD303)(d) (3-5)
式中：H为提升高度；D为提升机卷筒直径；d为提升 钢丝绳直径；ε为提升钢丝绳绳圈间的间隙，一般为 2-3mm，卷筒直径较大时，取大值。
卷简直径D； 卷筒宽度B； 提升机最大静张力Fjmax及最大静张力差Fjc。 其中卷筒直径D为选择提升机规格型号的依 据;其他三个参数为校核参数。
►选择提升机卷筒直径的主要原则是：
使钢丝绳在卷筒上缠绕时所产生的弯 曲应力不要过大，以保证提升钢丝绳具有 一定的承载能力和使用寿命。理论与实践 已证明，绕经卷筒和天轮的钢丝绳，其弯 曲应力的大小及其疲劳寿命取决于卷筒与 钢丝绳直径的比值。
第一节 缠绕式提升机
工作原理： 将两根提升钢丝绳的一端以相反的方向分
别缠绕并固定在提升机的两个卷筒上；另一端 绕过井架上的天轮分别与两个提升容器连接。 这样，通过电动机改变卷筒的转动方向，可将 提升钢丝绳分别在两个卷筒上缠绕和松放，以 达到提升或下放容器，完成提升任务的目的。 目前，单绳缠绕式提升机在我国矿山中使用较 为普遍。
D900
(径 DD。
选定了标准卷简直径后，卷筒的标准宽度B则 为巳知，然后根据实际需要在卷筒上缠绕的钢丝 绳长度来计算卷筒的实际宽度B′。在提升机卷筒 上应容纳以下几部分钢丝绳：
(1)提升高度H，m;
(2)提升钢丝绳试验长度，规定每半年剁绳头一 次，每次剁掉5m，按提升钢丝绳的使用寿命为 三年计，则试验长度为30m；
► 图3-2所示是锁股(密封)钢丝绳进行弯曲 试验的结果，由图示可知，在同一钢丝绳直 径条件下，卷简直径愈大，弯曲应力愈小; 在相同卷简直径条件下，绳径愈小，弯曲应 力愈小，即比值D／d愈大，弯曲应力愈小。
图3-2 钢丝绳弯曲应力图
► 图3-3所示为在不同的D／d弯曲条件下，钢 丝绳试验载荷与其耐久性的关系。由图3-3可 知，在试验载荷相同时，D／d愈大，钢丝绳所 能承受的反复弯曲次数愈多，疲劳寿命愈长。
第03章矿井运输 提升课件
多绳缠绕式提升机(布雷尔式提升机) ：
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3-1所 示。
图3-1 双绳布雷尔式提升机工作原理图
三峡工程的钢丝绳卷扬平衡重式垂直升船机可一次 通过一艘3000吨级客轮。升船机最大升降高度113 米，最大升降重量11800吨。这一升船机建成后， 在世界同类型升船机中是规模最大的。
值[Fjmax]和[Fjc]，可按下式计算：
F jm aQ x Q g zgp H [F jm]ax (3-8)
FjcQ gpH [Fjc ]
(3-9)
二、天轮的选型计算
类型：天轮安装在井架上，作支承、引 导钢丝绳转向之用，根据原煤炭工业部的标 准，天轮分为三种：井上固定天轮；凿井及 井下固定天轮；游动天轮。
提升系统有8台卷扬机，卷筒和电动机均安装有可靠 的制动装置。由于卷扬机钢丝绳一端系住承船箱， 另一端系住重量相等的平衡重铁块，卷扬机只要能 克服钢丝绳弯曲阻力、滑轮阻力、惯性力和承船箱 内正误差范围内水体的重量即可，计算总提升力为 600吨。钢丝绳为特制镀锌钢丝绳，直径为85毫米， 共192根，安全系数大于或等于8，提升速度为0.2 米／秒。提升高度113米时，只需要约10分钟。
如果B′< B，则所选提升机满足宽度要求，如 小很多，可适当加大绳圈间隙。如果B′>B：
► 若提升机用于有升降人员的竖井副井提升， 根据《煤矿安全规程》规定，钢丝绳在卷筒上只 能缠绕一层。但是如果B′比B稍大一点，所选提 升机仍可满足宽度要求，但是要是B`-B的差值暂 时固定在卷筒内。如果B′-B的差值较大，则所选 提升机的宽度不满足要求，则应采取措施：
二是把提升机卷筒直径增大一级。重新计算B′ 到满足B′<B为止。
► 若提升机用于竖井主井提升，当提升钢丝绳在 卷筒上作单层缠绕时，当B′〉B。根据《煤矿安全 规程》规定竖井主井提升的提升钢丝绳可在卷筒 上缠两层，作双层缠绕时，提升钢丝缠在卷筒上 的实际缠绕宽度B′可按下式计算：
BH3k 0 D 3p nD3d(3-6)
式中：Dp为平均缠绕直径；K为缠绕层数； n′为错绳圈数。
其中：
D PD k2 14d2(d)2
(3-7)
➢ 为了避免绳圈总在一个地方过渡，每季 度要将提升钢丝绳错动1/4圈，根据提升钢 丝绳的使用年限，一般取n′= 2～4圈。
为了保证提升机在其设计强度范围内工 作，使提升机的工作负荷不超过其设计值， 还必须验算提升工作的最大静张力Fjmax及最 大静张力差Fjc使其满足所选提升机规定的数
单卷筒提升机： 只有一个卷筒，一般仅用 作单钩提升。
国产单绳缠绕式提升机有JT和JK两个系列： JT系列提升机卷筒直径为800～1600mm,主
要用于井下运输提升工作；
JK系列提升机卷筒直径为2～5m，主要用 于地面井口提升工作。
第二节 提升机和天轮的选型计算
一、提升机的选型计算 选择提升机的主要参数有：
类型：按卷筒的数目，分为双卷筒和单卷筒。
双卷筒提升机：它的两个卷筒在与轴的连接 方式上有所不同：其中一个卷筒通过楔键或热装 与主轴固接在一起，称为固定卷筒，又称为死卷 筒；另一个卷筒滑装在主轴上，通过离合器与主 轴连接，故称之为游动卷筒，又称为活卷筒。
采用这种结构的目的是考虑到在矿井生产过 程中提升钢丝绳在终端载荷作用下产生弹性伸长， 或在多水平提升中提升水平的转换，需要两个卷 筒之间能够相对转动，以调节绳长，使得两个容 器分别对准井口和井底水平。
图3-3 不同的D/d时载荷 与耐久性的关系
❖ 《煤矿安全规程》规定，对于安装在地面的提 升机，其直径与钢丝绳直径的关系如下：
D80d
D1200
(3-1) (3-2)
式中：D′为提升机卷筒直径；d为提升钢丝绳直 径；δ为提升钢丝绳中最粗钢丝绳直径。
❖ 对于安装在井下的提升机则有：
D60d
(3-3)
(3)为了减少钢丝绳在卷筒上固定处的拉力， 钢丝绳在卷筒上松绳时，不能全部松放，应在 卷筒表面保留三圈摩擦圈，则卷筒的实际容绳 宽度B′为：
B(HD303)(d) (3-5)
式中：H为提升高度；D为提升机卷筒直径；d为提升 钢丝绳直径；ε为提升钢丝绳绳圈间的间隙，一般为 2-3mm，卷筒直径较大时，取大值。
卷简直径D； 卷筒宽度B； 提升机最大静张力Fjmax及最大静张力差Fjc。 其中卷筒直径D为选择提升机规格型号的依 据;其他三个参数为校核参数。
►选择提升机卷筒直径的主要原则是：
使钢丝绳在卷筒上缠绕时所产生的弯 曲应力不要过大，以保证提升钢丝绳具有 一定的承载能力和使用寿命。理论与实践 已证明，绕经卷筒和天轮的钢丝绳，其弯 曲应力的大小及其疲劳寿命取决于卷筒与 钢丝绳直径的比值。
第一节 缠绕式提升机
工作原理： 将两根提升钢丝绳的一端以相反的方向分
别缠绕并固定在提升机的两个卷筒上；另一端 绕过井架上的天轮分别与两个提升容器连接。 这样，通过电动机改变卷筒的转动方向，可将 提升钢丝绳分别在两个卷筒上缠绕和松放，以 达到提升或下放容器，完成提升任务的目的。 目前，单绳缠绕式提升机在我国矿山中使用较 为普遍。
D900
(径 DD。
选定了标准卷简直径后，卷筒的标准宽度B则 为巳知，然后根据实际需要在卷筒上缠绕的钢丝 绳长度来计算卷筒的实际宽度B′。在提升机卷筒 上应容纳以下几部分钢丝绳：
(1)提升高度H，m;
(2)提升钢丝绳试验长度，规定每半年剁绳头一 次，每次剁掉5m，按提升钢丝绳的使用寿命为 三年计，则试验长度为30m；
► 图3-2所示是锁股(密封)钢丝绳进行弯曲 试验的结果，由图示可知，在同一钢丝绳直 径条件下，卷简直径愈大，弯曲应力愈小; 在相同卷简直径条件下，绳径愈小，弯曲应 力愈小，即比值D／d愈大，弯曲应力愈小。
图3-2 钢丝绳弯曲应力图
► 图3-3所示为在不同的D／d弯曲条件下，钢 丝绳试验载荷与其耐久性的关系。由图3-3可 知，在试验载荷相同时，D／d愈大，钢丝绳所 能承受的反复弯曲次数愈多，疲劳寿命愈长。
第03章矿井运输 提升课件
多绳缠绕式提升机(布雷尔式提升机) ：
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3-1所 示。
图3-1 双绳布雷尔式提升机工作原理图
三峡工程的钢丝绳卷扬平衡重式垂直升船机可一次 通过一艘3000吨级客轮。升船机最大升降高度113 米，最大升降重量11800吨。这一升船机建成后， 在世界同类型升船机中是规模最大的。
值[Fjmax]和[Fjc]，可按下式计算：
F jm aQ x Q g zgp H [F jm]ax (3-8)
FjcQ gpH [Fjc ]
(3-9)
二、天轮的选型计算
类型：天轮安装在井架上，作支承、引 导钢丝绳转向之用，根据原煤炭工业部的标 准，天轮分为三种：井上固定天轮；凿井及 井下固定天轮；游动天轮。
提升系统有8台卷扬机，卷筒和电动机均安装有可靠 的制动装置。由于卷扬机钢丝绳一端系住承船箱， 另一端系住重量相等的平衡重铁块，卷扬机只要能 克服钢丝绳弯曲阻力、滑轮阻力、惯性力和承船箱 内正误差范围内水体的重量即可，计算总提升力为 600吨。钢丝绳为特制镀锌钢丝绳，直径为85毫米， 共192根，安全系数大于或等于8，提升速度为0.2 米／秒。提升高度113米时，只需要约10分钟。
如果B′< B，则所选提升机满足宽度要求，如 小很多，可适当加大绳圈间隙。如果B′>B：
► 若提升机用于有升降人员的竖井副井提升， 根据《煤矿安全规程》规定，钢丝绳在卷筒上只 能缠绕一层。但是如果B′比B稍大一点，所选提 升机仍可满足宽度要求，但是要是B`-B的差值暂 时固定在卷筒内。如果B′-B的差值较大，则所选 提升机的宽度不满足要求，则应采取措施：