提升机是矿井的主要设备，用于升降人员和物料。按照工作原理，提升机可分为单绳缠绕式和多绳摩擦式。

  矿井提升装备由主机、闸控系统、电动机、电控系统四部分所组成，还包括其他配套辅机。近年来，随着矿山超深、重载、高速需求的增多，矿井提升机大型化发展迅速，各组成部分都取得了显著的技术进步，国内多座矿山已经使用了大型、特大型提升机。本研究主要从主机技术、闸控技术、电动机技术、电气控制以及其他辅机方面介绍提升设备的最新技术进展。

  随着提升设备的大型化，相关单位及时修订了主要类别矿井提升机的产品质量标准，增补了大型规格，且许多大规格提升产品已投入运行，如表1 所列。

  (1) 单绳缠绕式提升机 2018 年 10 月 1 日开始实施的 GB/T 20961—2018《单绳缠绕式矿井提升机》，是修订标准。该标准将单筒最大规格增加到JK-5×3.5，双筒最大规格增加到 2JK-6×2.5。目前实际投运的单筒提升机最大规格为 JK-5×2.4，双筒提升机最大规格为 2JK-6×2.4。

  (2) 多绳摩擦式提升机 2024 年 7 月 1 日开始实施的 GB/T 10599—2023《多绳摩擦式提升机》，是修订标准。该标准将落地式最大规格增加到 JKMD-7.5×6，井塔式最大规格增加到 JKM-7.5×8，并且同规格产品的提升能力有了显著增加。目前实际投运的落地式提升机最大规格为 JKMD-6.2×4，井塔式最大规格为 JKM-6.75×6。

  (3) 凿井提升机 2015 年 10 月 1 日开始实施的JB/T 12193—2015《凿井提升机》，为首次制订标准。其中单筒凿井提升机最大规格为 JKZ-5.5×5，双筒凿井提升机最大规格为 2JKZ-5.5×4。目前实际投运的单筒凿井提升机最大规格为 JKZ-5.5×3，双筒凿井提升机最大规格为 JKZ-5×3。

  (4) 井下防爆提升绞车和提升机 2017 年 7 月1 日开始实施的 JB/T 13006—2017《井下电器防爆单绳缠绕式矿井提升机和矿用提升绞车》，为首次制订标准。该标准以“井上提升绞车和提升机的绳径比(D/d) 为 80，而井下提升机可以降至 60”为突破口，使井下提升绞车和提升机的提升能力大幅度增加。该标准中单筒最大规格为 JKB-4.5×3，双筒最大规格为2JKB-5×2.3。目前实际投运的单筒最大规格为 JKB-4×2.4，双筒最大规格为 2JKB-3.5×2。

  (1) 特大型剖分结构摩擦轮、天轮、导向轮的开发 受运输所限，大直径提升机的摩擦轮、天轮、导向轮都采用剖分结构，即分体发货、现场组装。各厂家剖分结构不完全一样，但基本遵循“精准定位+可靠连接”的原则，通过定位销将两瓣结构准确定位，通过高强度螺栓连接。目前已生产了摩擦轮直径为 6.75、6.50、6.20 m，天轮直径为 6.2、6.0 m，导向轮直径为 6 m 等一系列产品。

  (2) 多绳天轮装置升级 采用轴瓦一体化加工、定位块定位，增加轴瓦润滑槽等多项升级技术，消除了轴瓦螺母剪断、异响的故障，延长了天轮寿命。

  (3) 滚动轴承支承游动轮的多绳天轮装置将游动天轮的支撑由轴瓦改为滚动轴承的新型天轮装置，降低了旋转阻力，避免了轴瓦磨损，减少了加油的维护工作量。

  (4) 采用高速铣刀的多绳提升机铣槽装置 采用高速铣刀主动铣削模式，代替原有车刀被动车削模式，提高了绳槽处理效率和精度，平衡了张力。

  (5) 应用剖分式滚动轴承 靠近电动机端采用剖分式滚动轴承，可在更换或维护轴承时，不需拆装电动机，减少了停机时间。此技术还可对老提升产品做改造。国内某厂家 2015 年对河北北洺河铁矿 JKM-3.5×6ZⅢ提升机进行了传动端轴承改造，利用原有轴承座，将整体滚动轴承更换为剖分滚动轴承。改造后，设备一直稳定运行至今。

  (6) 轴承干油集中润滑装置 该润滑装置由干油泵、分配阀、管路及接头组成，可准确、定时、定量、可靠地对各润滑点进行集中自动润滑，既保证了润滑效果，也降低了维护工作量。

  (7) 高比压摩擦衬垫 针对超深、重载摩擦式提升机，摩擦衬垫的比压往往成为选型“瓶颈”。2018 年依托国家科技部重点课题“深竖井大吨位高速提升装备与控制关键技术”，国内某厂家成功开发了新型高比压摩擦衬垫，并通过实验室检测和第三方检测验证。衬垫比压可由原来的 2.0 MPa 提升为 2.5 MPa。

  (8) 应急提升系统 这是一套独立于主提升系统的辅助系统，在主提升设备故障或全矿停电的极端状态下，能轻松实现人员安全升井。此产品既可应用于多绳摩擦式提升机，也可应用于单绳缠绕式提升机。

  (1) 盘形制动器 国内厂家新开发了正压力为125、150、200、250 kN 的制动器，并取得应用。国产制动器碟形弹簧、密封圈、管接头采用国际知名品牌，并采用精密铸造、数控加工、镜面磨削等技术，其制动器性能达到与进口品牌等同的水准。

  (2) 液压站中闸控品种多样化 除原有的恒力矩 (二级制动) 液压站、高压恒减速液压站外，新开发了上提、下放二级制动油压可分别设定的中低压双设定值二级制动液压站，6.3 MPa 的恒减速液压站，智能型高压双通道恒减速液压站，智能型高压三通道恒减速液压站。

  (3) 闸检测系统 应用于闸检测系统的各类保护技术先进、功能完善。以西门子 PLC 作为主控制器，配置高精度传感器，完成对外部变量的采集、检测值的内部运算、保护及报警功能输出，可实现对提升机闸盘间隙、温度、偏摆和制动油压值的动态检测。国内某厂家开发的“矿井提升机智能恒减速电液制动系统”通过鉴定。结论为：该系统具有制动原理科学、智能化程度高、制动性能优越、安全可靠性高等优点，有效提升了矿井提升机安全运行水平。系统整体达到了国际领先水平，在制动控制原理及方法上具有国际领先水平。

  (1) 低速交流同步变频电动机 目前国产电动机额定功率已达 8 000 kW，额定转速为 51 r/min，为国内一线电动机厂家制造，配套于辽宁本溪思山岭JKM-6.75×4PⅣ 特大型提升机。依据市场需求，国内厂家具备更大功率、转矩电动机设计、制造能力，且目前国产电动机基本实现了对进口电动机的替代。

  (2) 低速永磁同步变频电动机 它具有节能、质量轻、维护量少的优点，在提升机中的应用率明显提高。该类电动机功率已可达 5 000 kW，目前在提升机上的实际应用功率为 2 000 kW，具有广阔的发展前景。

  (1) 无人值守控制管理系统该系统实现了矿井提升从机房到井筒的全流程集中监控和就地无人值守，减少了各环节操作间隙时间，系统运行效率至少提高了 5%，减员增效效果显著。

  (2) 智慧罐笼 该装置可实现电梯式运行模式，在罐内选择去向，具有操车控制及显示功能，可与集控人员语音通话和视频；具有罐内人员识别和权限管理功能，罐笼及各中段上下区域图像监控和识别功能，以及罐笼钢丝绳张力自动检验测试功能等。

  (3) 低速直驱高压变频调速技术 国内厂家的高压级联变频器取得了显著进步。国内厂家目前已掌握了低速直驱同步电动机高性能矢量控制、零速悬停控制等技术，开发了 7 MW 级高性能四象限变频器。与中压三电平变频器相比，它具有电流小、谐波小、单元故障可旁路运行、性能好价格低的优点。它采用双变频器并联方案，可满足 7 000 kW 的电动机配套要求。

  (4) 低速直驱永磁变频节能技术 国内厂家开发的产品采用永磁电动机最优控制策略，自动补偿齿槽转矩脉动，根据负载转矩、转速、运行功率等条件，智能切换控制方案，使系统始终工作在最优状态。该技术启动转矩大，低速时过载能力强，高速时运行效率高；永磁电动机转子位置静态辨识功能可靠性高，能够结合编码器自动实现转子位置定位，精度高；内置高精度永磁电动机负载观测器，进行转矩前馈控制，提高系统动态响应。结合高动态响应特点，它实现了提升机悬停功能，减小系统启停机械冲击；具有永磁电动机关键参数自学习功能，更加精确构建永磁电动机模型，实现系统高效、高性能运行。目前，此类产品已取得近 20 台的应用业绩。

  (1) 钢丝绳 新开发了用于主绳的 7 股绳，这是国内矿业标准新增结构。此种结构是根据国外使用经验专门为深井开采设计的，取代了传统的 6×36 WS、抗旋转和三角股等钢丝绳。这种新型钢丝绳具有 7 条外股，可提高圆度，减小振动；压实股增加了金属面积；较多的表面暴露有助于肉眼检查；加固芯(钢＋PPC) 提高了径向刚度；塑料涂层芯确保其稳定性。

  新开发了用于尾绳的新型平行夹扁钢丝绳，它采用夹铆钉方式来进行编织，相比传统编织方式具有更加好的耐磨性和抗裂性，从而延长钢丝绳常规使用的寿命。平行夹扁钢丝绳的编织结构使得股与股间相互牵制，增加了整体的稳定性，可减少钢丝绳的变形和松弛；编织方式使得钢丝绳的承载能力得到提升。夹铆钉的加固作用能增加钢丝绳的强度和刚度，使其可承受更大的拉力和负荷；钢丝绳的股线更牢固，不易松散，来提升了使用安全性。平行夹扁钢丝绳安装后，不像编织扁钢丝绳绑得紧，而是有适当活动空间，可以自动调整平衡度，平直平稳平整性能优于编织扁钢丝绳。

  (2) 特大型罐笼、箕斗 国产厂家的最大罐笼尺寸 (长×宽×高) 为 10.8 m×3.8 m×13.8 m，载质量可达 150 t，自重≤135 t，将配套应用于陕煤曹家滩煤矿副井 JKM-6.5×8PⅣ 提升机；最大箕斗尺寸 (长×宽×高) 为 2.945 m×2.21 m×18.8 m，容积为 50 m3，载质量可达 75 t，自重达 72 t，将配套应用于紫金金沙钼业沙坪沟钼矿 JKM-6×6PⅣ 特大型提升机。

  (3) 换绳车 该设备用于立井摩擦式提升机主绳、平衡圆尾绳、罐道绳等更换工作。采用机械化专用设备，实现提升主绳自动化更换，全程绳不落地，人员仅在井口连接绳头，危险作业由换绳车完成。该装置用人少，用时短，劳动强度低，已得到普遍应用。

  (4) 双码择绳调换智能保护设施 该智能保护设施应用于立井摩擦提升矿井中，可实现滑绳溜车保护、双码择绳调换、自动卡绳等多功能，方便完成天轮、衬垫、轴瓦、容器等更换工作。此设备已得到普遍应用。

  (5) 钢带式防过卷缓冲装置 该装置是集缓冲装置、拖罐装置、防撞梁为一体的多功能防过卷保护设施，采用金属材料的塑性变形吸能缓冲，使制动平缓且无反弹。逆止锁由提升容器的动能直接驱动，防止容器反向下滑，提高托罐可靠性。此设备已得到普遍应用。

  重载、超深提升机有别于常规提升机，其具有典型特点，常规技术不足以解决重载、超深提升机的问题，因此针对重载、超深提升机，开发了一系列新的关键技术。

  (1) 重载、超深提升钢丝绳的选型技术 超深、重载的多绳摩擦式提升机，提升钢丝绳损坏机理为：在提升重载的加速阶段，提升侧钢丝绳受力最大，在扭转应力作用下，提升钢丝绳上部产生松捻和应力集中，松捻后的钢丝绳在经过摩擦轮时承受弯曲应力。如果钢丝绳绳芯支承力不足，就会在松捻后弯曲时造成绳股变形和应力集中加剧。当钢丝绳绕过摩擦轮后，松捻后的钢丝绳会突然紧捻，造成钢丝绳内部应力重新分配。在内部应力巨变的过程中，在经过导向轮和天轮时，钢丝绳又承受了反向弯曲应力，反向弯曲加速了内部钢丝绳的损坏。另外，井筒深度的增加会带来较大的交变应力、腐蚀等，为此需从钢丝绳抗扭转、减小弯曲应力、增加绳芯支撑力、延缓反向弯曲、加强防腐等多方面来提高钢丝绳寿命。基于上述原因，超深、重载的多绳摩擦式提升机，广泛选用了进口多层抗旋转压实股注塑钢丝绳。

  (2) 载荷动态电气校核技术 通过在钢丝绳与容器间安装高精度张力传感器，实现运行前的张力及张力差实时精确测量，避免过载危险，避免电动机和变频器过载，避免滑绳及机械疲劳，实现监控和联锁保护，促进矿井提升的高效和安全运行。

  (3) 钢丝绳振动控制技术 该技术通过变频器钢丝绳振动控制功能，调控电动机功率和转矩，实现提升系统加/减速度变化率、转矩变化可控调整，主动抑制钢丝绳振动，实现提升系统平稳运行。

  (4) 大型副井锁罐技术 该技术可实现装卸载大件时罐笼的稳定，通过主动释放钢丝绳弹性伸长，不需要反向开动绞车；选择性使用双补功能与锁定功能，既保证正常提升时的高效率，又能保证装卸载大件的高安全；摇台闭锁控制满足解锁不完全时，摇台不能打开，罐笼不能运行，杜绝摇台误操作对罐笼等设备的损坏。

  (5) 高速平稳停车控制技术 该技术具有零速悬停功能，能轻松实现预定的减速度平稳停车，实现电气制动停车后抱闸，有效抑制停车时钢丝绳和容器出现的纵向跳动。

  (6) 紧急制动平缓控制技术 该技术采用嵌入式高性能芯片的全数字控制器，制动控制精度高，可自动调节制动力矩建立时间，大大降低紧急制动初期的设备冲击，平滑减小进入或退出恒减速的加速度变化率，消除制动过程中钢丝绳的弹性振动。

  提升机是一套机、电、液、辅机组成的复杂系统，任何一个环节如果有一定的问题，都会影响提升机的安全可靠运行。提升系统的各部件分属不同的厂家生产制造，各厂家长期形成了合作共赢的关系，协同发展，促使我国的提升技术整体有了很大提升。

  目前，很多部件如电动机、容器、锁罐摇台、装卸载系统等，不仅配套国内提升机厂家，也逐步成为国外提升机厂家的配套选择，国产化率稳步提升。但大功率变频器仍是明显短板，国产品牌与 ABB、西门子仍存在差距，这是国内厂家需着重关注的研发方向。返回搜狐，查看更加多