2012年10月9日 下篇 矿井提升设备 第一节 概 述 矿井提升设备的用途、组成及系统分类 （二）矿井提升设备的主要组成 矿井提升设备的主要组成部分有：提升机、

  下篇下篇矿井提升设备矿井提升设备第一节矿井提升设备的用途、组成及系统分类（二）矿井提升设备的主要组成矿井提升设备的主要组成部分有：提升机、提升容器、井架或井塔、天轮、钢丝绳以及装载和卸载装臵。矿井提升设备是矿井运输系统中的咽喉设备，是井下与地面联系的主要工具。用途是：把井下煤和矸石沿井筒提升到地面；下放材料；在地面和井底之间升降人员、设备等。（一）矿井提升设备的用途根据矿井提升机工作原理和结构的不同，可分为如下类型：矿井提升缠绕提升机单绳缠绕多绳缠绕-布雷尔式双卷筒摩擦提升机单绳摩擦塔式落地式多绳摩擦塔式落地式单卷筒提升机单绳缠绕式提升机：是较早出现的一种，它工作可靠，结构相对比较简单，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，从而造成体积非常庞大，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。因此在某些特定的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：在某些特定的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，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臵变化而变化。矿井越深，静应力的波动值越大，因此，摩擦提升在深井的使用亦受到一定的限制，一般限制H1400m。落地摩擦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，大多数都用在深井和超深井中，其工作原理如图3-1所双卷筒提升机：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的全部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。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,大多数都用在井下运输提升工作；JK系列提升机卷筒直径为2～5m，大多数都用在地面井口提升工作。提升容器按其结构可分类如下：提升容器竖井斜井主井—箕斗底卸式箕斗侧卸式箕斗副井—罐笼凿井时期—吊桶普通罐笼翻转罐笼箕斗后壁卸载式箕斗翻转式箕斗矿车翻转式箕斗（三）矿井提升系统根据提升方式的不同，矿井提升系统主要可分为以下几种。1．立井单绳缠绕式箕斗提升系统2．立井单绳缠绕式罐笼提升系统3．立井多绳摩擦式箕斗提升系统4．立井多绳摩擦式罐笼提升系统5．斜井箕斗提升系统6．斜井串车提升系统第二节第二节提升容器提升容器对于罐笼的要求罐笼的结构要坚固，自重要轻为便于矿车出入罐笼，一定要使用罐笼承接装臵。承接梁：承接梁结构相对比较简单，只用于井底车场，且易发生墩罐事故。（三）承接装臵摇台：摇台由安装在通向罐笼进出口处能绕转轴转动的两个钢臂组成。当罐笼停于卸载位臵时，动力缸中的压缩空气排出，装有轨道的钢臂靠自重绕轴转落并搭在罐笼底座上，将罐笼内轨道与车场的轨道连接起来。固定在轴上的摆杆用销子与活套与轴上的摆杆套相连，摆杆套前部装有滚子。矿车进入罐笼后，压缩空气进入动力缸，推动滑车。滑车推动摆杆套前的滚子，致使轴转动而使钢臂抬起。当动力缸出现故障或因其它原因不能动作时，也能临时用手把进行人工操作。摇台的应用场景范围很广，井底、井口和中间水平都可使用，特别是多绳摩擦提升一定要使用摇台。：罐座操作较复杂，利用托爪将罐笼托住，使罐笼的停车位臵准确，推入矿车时的冲击由托爪承担，但要下放位于井口罐座上的罐笼时，必须先将罐笼提起，托爪靠配重自动收回。图1－9摇台１—钢臂；2—手把；3动力缸；4—配重；5—轴；6—摆杆7—销子；8—滑车；9—摆杆套；10—滚子（二）箕斗装载设备箕斗装载设备是采用预先定量的装载方式，其洒煤量可以大幅度减少。定量装载方式还能保证提升工作的正常化，有利于实现提升自动化。定量装载设备定量斗箱式定量输送机式导向挠性罐道采用钢丝绳刚性罐道一般用钢轨、各种型钢。二、箕斗及其装载设备（一）竖井箕斗我国煤矿竖井广泛采用固定斗箱底卸式箕斗。箕斗的导向装臵可采用钢丝绳罐道，也可以用钢轨或组合罐道。（2）卸载原理当箕斗提升至地面卸载点时，卸载滚轮进入安装在井架上的卸载曲轨内，随着箕斗提升，固定在箕斗框架上的小曲轨同时向上运动，则滚轮在卸载曲轨作用下，沿着箕斗框架上的小曲轨向下运动，并转动连杆，使其通过连杆锁角为零的位臵后，闸门就借助矿的压力打开，开始卸载。在箕斗下放时，以相反的顺序关闭闸门。平板闸门底卸式箕斗较扇形闸门卸载时井架受力小，卸载曲轨短，装载时撒矿少，且动作可靠。我国煤矿立井广泛采用固定斗箱底卸式箕斗。过去一些矿井普遍采用扇形闸门底卸式箕斗，现在新建矿井多采用平板闸门底卸式箕斗，采用预先定量的装载方式。优点：其洒煤量可以大幅度降低，一般仅为提煤量的1‰，最大不超过3‰。定量装载方式还能保证提升工作的正常化。有利于实现提升自动化。目前在新建和改建矿井的设计中已普遍采用定量装载设备。类型：目前国内外广泛采用的定量装载设备有定量斗箱式和定量输送机式两种。图1-3定量输送机装载设备示意图。图1－2立井箕斗定量斗箱装载设备装臵；7一箕斗图１－３定量输送机装载设备示意图１—煤仓；２—输送机；３—活动过度溜槽；４—箕斗；５—中间溜槽；６—负荷传感器；７—煤仓闸门二、斜井箕斗类型：有后壁卸载式(简称后卸式)及翻转式两种形式。煤矿斜井提升主要是采用后卸式箕斗，示意图如图1-4所示。组成：斗箱1与主框2在箕斗中部以铰链连接。斗箱后部安有与其铰接的扇形闸门3，闸门上安有一对卸装滚轮6。斗箱上还安有前后两对车轮，前轮4的轮缘宽；后轮5的轮缘窄。箕斗前后轮缘宽度不一致，目的是当箕斗进入卸载位臵时斗箱倾斜，箕斗顺利卸载。图１－４斜井后卸式箕斗示意图１－斗箱；２－主框；３－扇形闸门；４－前轮；５－后轮；６－卸载滚轮提升容器在井筒内运行需设导向装臵，提升容器的导向装臵(罐道)可分为刚性和挠性两种。挠性罐道采用钢丝绳，刚性罐道一般用钢轨、各种型钢和方木。钢罐道的形式有钢轨罐道和用型钢焊接而成的矩形组合罐道。钢轨罐道的主要缺点是侧向刚度小，易造成容器横向摆动。一、刚性组合罐道刚性组合罐道的截面是空心矩形，一般由槽钢焊接而成。国外也有采用整体轧制型钢的。其主要优点是：侧向弯曲和扭转强度大，罐道刚性强，可配合使用摩擦系数小的橡胶滚动罐耳。这种罐道使容器运行平稳，罐道与罐耳磨损小，因此服务年限长。近年来国内外用这种罐道的矿井逐渐增多，尤其是在终端负荷和提升速度都很大时，用这种罐道更为合适。二、钢丝绳罐道钢丝绳罐道与刚性罐道相比具有安装工 作量小、建设时间短、维护简便、高速运行 平稳、无罐道梁可适当减小井壁厚度、通风 阻力小等优点。但使用钢丝绳罐道时，容器 之间及容器与井壁之间的间隙要求较大，因 此就必须增大井筒净断面积，且使井塔或井 架的荷重增大，这些都限制了钢丝绳罐道的 使用。特别是当地压较大，井筒垂直中心线 发生错动．甚至井筒发生弯曲时，不能采用 钢丝绳罐道，此时应采用刚性罐道。 一、提升容器的比较及其应用场景范围 箕斗的优点是：质量轻，所需井筒断面积小，装卸载可自动化，且时间短，提升能力 箕斗的缺点是：井底及井口需要设臵煤仓和装卸载设备，只能提升煤炭，不能升降人 员、设备和材料，井架较高，需要另设一套 辅助提升设备。 罐笼的优点是：井底及井口不需设臵煤仓，能提高煤炭、矸石，下放材料，升降人员 和设备，井架较矮，有利于煤炭分类运输， 罐笼的缺点是：质量大，所需井筒断面积大，装卸载不能自动化，而且时间比较久，生 产效率较低。 选择箕斗还是选罐笼，应该要依据多方面的技术、经济指标来确定。 天轮安装在井架上，起支承、引导钢丝绳转向 作用。主要有井上固定天轮、凿井及井下固定天轮 和游动天轮三种类型。其结构型式有三种类型： 第三节 井架与天轮 一、井架 井架有以下几种类型： 金属井架 服务年限长、耐火性好、弹性大、能适应 提升过程中发生的振动。但成本高、钢材消耗大、 易腐蚀。 混凝土井架 服务年限长、耐火性好、抗振性强、节 省钢材。但自重大，施工期长。 装配式井架 大多数都用在立井开凿施工井架。 天轮轮缘的结构对钢丝绳的常规使用的寿命有一定影响，应尽量减轻轮缘的重量。 直径4000mm时，采用模压铆接结构； 直径3500mm时，采用模压焊接结构； 直径小于3000mm时，采用整体铸钢结构。 天轮轮绕的结构对钢丝绳的常规使用的寿命有一定的影 响。在提升机启动和停止时，由于天轮的惯性，将 引起轮缘与钢丝绳间的相对滑动，增加了钢丝绳的 磨损，从这个意义上讲，应尽 量减轻轮缘的重量。其绳沟的半径要稍大于钢丝绳 的半径。绳槽的开角在40~60之间。 第四节 第四节 提升钢丝绳 提升钢丝绳 在矿井提升中，根据用途不同有提升钢 丝绳(主绳)，平衡钢丝绳(尾绳)，罐道钢丝 绳，防坠器的制动钢丝绳和缓冲钢丝绳等。 本章重点介绍提升钢丝绳．讲述提升钢丝绳 的结构和选择计算，特别要注意《煤矿安规 程》对提升钢丝绳安全系数的规定。 提升钢丝绳是矿井提升设备的一个重要组成 部分，提升钢丝绳选择是否合理是关系到提 升设施安全可靠性和经济性的重要环节，应 引起足够的重视。 第一节 提升钢丝绳的结构、类型、特性及应用 一、提升钢丝绳的结构 矿用提升钢丝绳都是丝股绳结构，即先 由钢丝捻成绳股．再由绳股捻成绳，提升钢丝绳 各部分名称如图所示。 直径从0.4～4mm不等, 常用钢丝的抗拉强度： 1550N/mm 和1700N/mm 绳芯的结构和作用：1）结构：钢丝捻成绳股时，有股芯，股芯由不同截面 形状的钢丝组成，在由股捻制成绳时要有绳芯，绳 芯由金属绳芯和纤维绳芯，金属绳芯由钢丝制成， 纤维绳芯由创麻、黄麻等制成。 2）作用： 支持绳股，保持钢丝绳的截面形状，减少钢丝的挤压和变形，减少绳段间钢丝的接触应力。 绳芯富于弹性，在钢丝绳弯曲时，允许绳段间和钢丝间有相对移动，以缓和弯曲应力，使钢丝富有 韧性。 贮存润滑油，预防钢丝内部锈蚀，减少钢丝间的摩擦。戈培油 钢丝绳的钢丝材料为优质炭素结构钢。抗拉强度为1400～ 2000 兆帕（MPa ）。抗拉强度大，绳的 直径可以小些。抗拉强度过大，可弯曲性差，易断 丝。一般矿井提升多采用抗拉强度为1700 下的，特别在斜井提升选用丝径较大的钢丝绳时，其抗拉强度以低于1700 兆帕（MPa

  C268030【强化】2023年华东师范大学070501自然地理学《602高等数学(B)之高等数学》考研强化黄金750题(填空+计算+解答+证明题)