我国矿井提升机的现状及未来大型千米深井提升设备技术发展趋势

中信重工机械股份有限公司是国内矿井提升机设计、制造的主

以国际先进水平为目标，不断优化机械、液压和电气控制系统

成套电动机：国产和进口著名厂家各种型式优质电动机。

全部规格产品取得煤矿矿用产品安全标志证书全部规格产品取得煤矿矿用产品安全标志证书

新型智能闸控系统

速度行程

电气传动实验室、过程与网络控制实验

与NSK合作共建轴承实验室

轴承实验室

提升机盘形制动器及液压站试验台

提升机井塔

近年随着我国国民经济的飞速发展，我国对矿产资源的需求量大

煤炭作为我国的主要能源，分别占一次能源生产和消费总量的

深井开采研究内容

目前深井提升可能采用的提升机械为单绳缠绕式提升机（单筒和双

国内现有的多绳摩擦式提升机标准一般不推荐在深度超过

从机械设计角度考虑，影响我国深井提升机械发展的

为提升高度

同样的公称抗拉强度为1770MPa的6Q×19＋6V×21的40mm 升深度与提升载荷均远小于国外的安全规程。

等公司在十九世纪七八十年代就在缠绕式提升机上普遍采用了平

目前国际上单次提升最高的提升机――南非的南深金矿采用

在采用6.5的安全系数

包括附加设备例如绳附加装置，

目前国内常用提升容器的容器系数为1左右，根据资料

，单次提升高度已达3000

以6×

丝绳为例

直径40mm

强度1570Mpa 破断力：

理论高度：1667m

强度1770Mpa 破断力：

理论高度：1880m

五、我国深井提升机械在现有安全规程下的发展前景 随着我国深井及超深井提升设备的生产及投入使用， 逐步暴露出目前在大型深井提升设备的设计及使用上 还有一些关键技术急需解决。以我国可能出现2000米 深的矿井为例进行分析。假设： 单台提升机年产量要达到100万吨/a，根据《煤矿工 业设计规范》， 提升高度：2000m 年工作日：300天 日工作小时数：14 提升不平衡系数：1.2 提升富裕系数：1.2 钢丝绳安全系数：6.5 常用经济速度为：13.42m/s

五、我国深井提升机械在现有安全规程下的发展前景
根据国内安全规程设计单绳缠绕式双筒提升机：
卷筒直径 卷筒宽度 钢丝绳直径 提升高度 最大静张力 最大静张力差 提升速度 电机功率 9m 4.8m （约）110mm 2000m 135600kg合1329KN 1129KN 13.4m/s 16507KW

五、我国深井提升机械在现有安全规程下的发展前景
根据国内安全规程设计的多绳缠绕式提升机：
卷筒直径 卷筒宽度 钢丝绳直径 提升高度 最大静张力 最大静张力差 提升速度 电机功率 6.5m 4.8m×2 （约）80mm 2000m 135600kg合1356KN 1156KN 13.4m/s 16507KW

五、我国深井提升机械在现有安全规程下的发展前景
显然在目前国内安全规程规定下，设计和制造提升高度达到2000米的 提升机面临巨大的困难。而困难主要来自于钢丝绳的安全系数以及提 升机的缠绕层数限制。安全系数的限制使得在2000米深度提升时，提 升钢丝绳的总质量已远大于提升容器与载荷的质量。而缠绕层数的限 制使得卷筒宽度很大，增大了机器本身的重量与机器占地面积。 总体来说，这种应用于超深井提升的特大型矿井提升机金属耗量大, 制造较困难, 成本昂贵以及超大直径的钢丝绳制造复杂，使用及运输 都存在问题，因此其实现的可能性较小。如果现有的安全规程不改变 ，则在2000米左右深度提升时为保证产量将仅能采用多绳摩擦式提升 机进行2段提升。

六、我国提升机在超深井中 的发展趋势 如果未来我国未来在安全规程上做出有利于深井提
升的改变，即在2000米深井提升时可以采用更小的安全 系数以及3－4层的缠绕层数，同时选用公称抗拉强度 1970MPa甚至更高公称抗拉强度的钢丝绳，以及采用铝 合金制造的容器系数小到0.5左右的提升容器，那么据 此进行设计提升机械，有如下参数： 提升深度：2000米 钢丝绳安全系数：4.9 钢丝绳系数为1.177 容器系数：0.5 缠绕层数：4层 钢丝绳公称抗拉强度：1960MPa

六、我国提升机在超深井中的发展趋势 根据国外安全规程设计的双筒提升机参数表 卷筒直径 卷筒宽度 钢丝绳直径 提升高度 最大静张力 最大静张力差 提升速度 电机功率 5.5m 2m 58mm 2000m 577KN 477KN 13.4m/s 6811KW

六、我国提升机在超深井中的发展趋势 根据国外安全规程设计的多绳缠绕式提升机参数表 卷筒直径 卷筒宽度 钢丝绳直径 提升高度 最大静张力 最大静张力差 提升速度 电机功率 4m 2m 42mm 2000m 577KN 477KN 13.4m/s 2×3407KW

七、超深井用提升机的结构要求与攻关目标 国内现有的提升机设计参数及机械结构并不能满足 2000m超千米深井提升需要，未来如果要满足超千米深 井提升需要在现有结构上要做出改变。 超千米深井用5.5×2规格双筒提升机与我单位现有 的2JK-5.5X2.3双筒提升机的系统参数对比： 超千米深井双筒 普通双筒提升机 提升机 直径 卷筒宽度 最大静张力 最大静张力差 5.5m 2m 577KN 477KN 5.5m 2.3m 450KN 180KN

七、超深井用提升机的结构要求与攻关目标 主轴与卷筒的结构要求 由于提升系统最大静张力及最大静张力差的增大，钢 丝绳作用在提升机主轴上的拉力以及扭矩随之增大，因 此必然要求超千米深井提升机具有结构更强的主轴。 提升系统卷筒缠绕层数的增加，使得卷筒的缠绕系数 比2层缠绕时要大1.6倍左右，伴随着提升系统最大静张 力的增大与缠绕系数的增大，意味着钢丝绳在卷筒上会 产生远大于现有结构的缠绕压力，这必然要求提升系统 的卷筒有更高的刚度和强度。