概述1.1矿井提升机的介绍矿山生产的全过程离不开矿山运输和提升工作。因此，运输和提升工作的好坏必然的联系到矿山生产能否正常高效进行。如果说运输线路是矿山生产的动脉，那提升设备则是其咽喉，可见其重要性和必要性。提升机是联系井下和地面的主要运输工具，矿井提升工作是整个采矿工程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。废石的提升、工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。矿井提升机是矿井提升设备中的动力部分，动机、减速器、主轴装置、制动装置、深度指示器、电控系统和操纵台等组成。根据提升机工作原理和结构的不同，矿井提升机分类如图1-1。[16]1-1矿井提升机分类我国目前普遍的使用的有单绳缠绕式双圆柱卷筒提升机和多绳摩擦式提升机两种。根据井筒条件（竖井或斜井）及选用的提升容器和提升机的类型不同，可组成各种不同的矿井提升系统。较常见的有[17]竖井单绳缠绕式箕斗提升系统；竖井单绳缠绕式罐笼提升系统；竖井多绳摩擦式箕斗提升系统；竖井多绳摩擦式罐笼提升系统；斜井箕斗提升系统；斜井串车提升系统单绳缠绕式矿井提升机设计401.2矿井提升机生产的全部过程简介矿井提升机是沿井筒提运矿石和废石、升降人员、下放材料和工具的设备。提升容器有罐笼和箕斗。根据井筒倾角的不同罐笼分为普通罐笼和翻转罐笼。斜井箕斗分为翻转式和后壁卸载式两种。罐笼可用来提升矿石、人员、材料与设备等，但是箕斗不能用来提升人员。不一样矿井提升机的工作方式和工作环境各有所相同，但其根本的工作原理是相似的，矿井提升机提升原理示意图如图1-2所示：通过滚筒或齿轮的旋转带动皮带或链条升降，以此来实现箕斗或罐笼的升降，在井下和地面之间往复运动，进行对煤和人员、货物的运输。[11]1-2矿井提升机提升原理示意图1.3矿井提升的特点安全性所谓安全性，就不可以发生突然事故。由于矿井提升设备在矿山生产中所占单绳缠绕式矿井提升机设计40的地位十分重要，其运转的安全性，不仅直接影响整个矿井的生产，而且还涉及人员的生命安全。因此各国都对矿井提升设备提出了极严格的要求。在我国这些规定包括在《煤矿安全规程》只中。可靠性所谓可靠性，是指能可靠地连续长期运转而不需在短期内检修。矿井提升设备所担负的任务十分艰巨，不仅每年要把数十万吨到数百万吨的煤炭和矿石从井下提升到地面，而且还要完成其他辅助工作。一个年产150万吨的矿井，停产一天就要损失大约20万元。因此矿井提升机至少要服务二十年以上而不需大修。经济性矿井提升设备是矿山大型设备之一，功率大，耗电多，大型矿井提升机的功率超过1000KW。因此矿井提升设备的造价以及运转费用，也就成为影响矿井生产技术经济指标的主要的因素之一。1.4矿井提升机系统现状矿井提升机作为矿山企业的关键机电设施，对于矿山的高效，安全生产与经济的运营有非常非常重要的作用，他不仅装机容量大，是矿山的主要耗电大户，而且他作为一个典型的位势力矩负载，要求其拖动电动机在其机械特性的四个象限内频繁周期性地进行启动，制动和方向运行。对其在运行过程中的加速度，减速度以及个运行阶段的行程和最后的停车位置都有精确的要求和严格的限制，因为提升机始终是电力拖动与控制的典型应用装置和研究对象，正确地处理好矿井提升机的系统极其自动化问题，对保证矿井的生产，安全和效益具备极其重大意义。进入90年代，随着计算机控制技术和电力电子技术的快速的提升，在提升机拖动系统中，采用电动机+可控硅整流+全数字调节+PLC控制+上位机监控控制方式。对这种控制方式主要有以下几点优点：硬件结构相对比较简单，故障点少，可靠性高；可控进度高，工作稳定性高；故障自诊断能力强，大大的降低了使用维护成本；具有较高的可购置性，扩展方便，运行灵活性高。这种提升机控制方式在近几年都在普及，然后由于个别厂家压缩成本，而在保护方面出现了偷工减料的现象，导致安全风险隐患的存在。首先第一个隐患就是，测速环节，好多厂家都是用霍尔传感器，好一点的用增量编码器，这种测速方式误差大，受现场环境大，测速不准确，因此保护就不完全，这个测速环节必须用测速发电机，这样在PLC的程序才可以更好的做到与速单绳缠绕式矿井提升机设计40度有关的保护。第二隐患就是过分依赖变频器，提升机是煤矿企业的核心设备，而变频器是提升机的核心设备，必然的联系生命安全，变频器对环境要求高，而现在煤炭企业的现场环境差是不容忽视的，运营时间长的不免对变频器造成损害，变频器故障，这样就导致了提升机的瘫痪。另一方面由于煤矿自身管理问题存在以下安全技术缺陷1、提升设备的安全保护设施不全。目前矿山使用的提升设备，其安全保护设施普遍不全，其问题大多有：（1）矿山企业的机电管理人员普遍反映，不知道按规定究竟要安设哪些安全保护设施；（2）部分提升设备购置时就未配全保护设施（如：普遍缺少深度指示器失效保护设施（3）部分矿山企业因种种原因有意甩开保护设施（拆除或断线），导致该项保护设施不起作用。2、设备长期带病运行。金属非金属地下矿山尤其是大量的小型矿山，因技术力量薄弱，设备的选型、安装、调试、维护、管理等均是参照周边同类矿山，因此同类问题往往体现出很强的地域性。这些小型矿山，不知道怎么来维护设备。较严重的问题有：安全保护设施不起作用，形同虚设；保险闸损坏不及时修复；斜井提升井口不装阻车器；声光信号装置不全；实际提升荷载长期超设备设计能力；斜井人车不进行定期维护和检验，手动落闸没办法实现等，存在严重的安全风险隐患。3、带式制动矿用提升绞车大范围的使用在小型矿山的主提升。近几年的检验中发现，小型金属非金属地下矿山企业普遍采用带式制动矿用提升绞车用于矿山主提升。此外，有不少企业采用卷筒直径Φ0.8m的小绞车用于矿山主提升，使用的设备种类五花八门，有调度绞车、建筑卷扬机、电控卷扬机、运输绞车等，些设备的共同点是工作制动器（常用闸）采用手动带式闸，因无深度指示器，也就没有深度指示器失效保护、过卷保护和开始减速时能自动示警的警铃，由于卷筒直径小，实际使用时卷筒上缠绕钢丝绳的层数难以符合规定标准要求（标准规定：用于斜井专门升降物料时不允许超出层）。更令人担忧的是，甚至有些矿山将这样的设备用于竖井提升。单绳缠绕式矿井提升机设计404、老设备未进行技术改造。自20世纪70年代开始，我国的仿苏产品——KJ型单绳缠绕式提升机在使用后陆续发现存在一些结构性缺陷。如强度不够（由于该产品卷筒结构为薄壁强支结构）、制动力矩较小、制动可靠性低等，时至今日，这类提升机有一部分已报废，有一部分已经改造，但也还有一部分未经任何改造依然在矿山使用。1.5矿井提升机的发展的新趋势近几十年来，随着各种新技术在矿用提升设备上的运用，提升设备的结构、制动方式和自动控制等方面都有了很大的改进，总的发展的新趋势为[1415]1、矿井提升机在总体上向大负载、高速度、大型化方向发展。为了确认和保证提升设备无事故运行，在提升设备有可能出事故的各个重要环节上， 设有各种检测、 控制、保护设施。为了更好的提高生产效率，消除操作上的人的因素，在提升设备上配 备全自动运行控制装置。 2、无论是煤矿还是金属非金属矿山，无论是国内还是国外，随着矿井开采 深度的加大，提升的井筒越来越深， 缠绕式提升机由于受缠绕层数的限制， 已不 能满足开采的需要，因而逐渐被多绳摩擦式提升机所代替。 3、提升设备电气控制技术发展迅速。 目前，直流提升系统已经向直流整流装置 +编码测速技术 +PLC+PLC独立保护 +工业电视+计算机监控 +网络的方向发展；交流提升系统是向变频技术 +编码测速 技术+PLC+PLC独立保护 +工业电视 +计算机监控 +网络的方向发展；电气控制技术 的发展使提升机的控制更加自动化，各种保护功能更加齐全，操作更简单， 有效 地提高了提升系统运行的稳定性和安全可靠性。 单绳缠绕式矿井提升机设计 常见提升机的简介2.1 缠绕式、摩擦式提升机的工作原理 我国目前普遍的使用的有单绳缠绕式和多绳摩擦轮式两种， 以下就重点介绍此 两种提升机的工作原理。 2.1.1 单绳缠绕式提升机的工作原理 缠绕式提升机的主要部件有主轴、 卷筒 主轴承 调绳离合器、减速器、 深度 指示器和制动器。示意图如图 2-1 所示。 [13] 2-1缠绕式矿井提升机 单绳缠绕式提升机是较早出现的一种类型， 工作原理最简单， 就是将钢丝 绳的一端固定在提升机的卷筒上，另一端绕过井架上的天轮与提升容器相连接， 利用两个卷筒上钢丝绳的缠绕方向的不同， 当提升机转动时， 使两个容器一个上 升一个下降，以完成提升任务， 这种提升机在我国矿山中普遍的使用。 按卷筒数目 的不同，有单筒及双筒提升机两种。 双筒提升机在主轴上装有两个卷筒， 其中之 ，称为固定卷筒；另一卷筒则滑装在主轴上，通过离合器与主轴连接，称为游动卷筒。 将两种卷筒做成这样的目的， 是为了在需要 调绳及更换提升水平时， 两个卷筒可以有相对运动。 单卷筒提升机只有一个卷筒， 通常用于单钩提升，但是如果在单卷筒上固定两根钢丝绳，且其缠绕方向相反， 也可作双钩提升，这时，由于一根钢丝绳自卷筒上松放， 另一根则向卷筒上缠绕， 卷筒表面得到了充分的利用， 所以单卷筒提升机相对于双卷筒提升机来说， 质量和 单绳缠绕式矿井提升机设计 40体积都小很多。不过单卷筒提升机做双钩提升时，绳长的调节颇为不便，为此， 可以把单卷筒制成可分离式的两部分， 一部分与主轴固接， 另一部分通过离合器 与主轴相连，这种型式的称为可分离式单卷筒提升机。 2.1.2 多绳摩擦式提升机的工作原理 多绳摩擦式提升机的主要部件有主轴、 主导轮、主轴承、车槽装置、减速器、 深度指示器、制动装置及导向轮。由于使用了数根钢丝绳代替一根钢丝绳，钢丝 绳的直径变小，摩擦轮虽变为摩擦筒（亦称主导轮）而稍有加宽，但其直径亦变 小。由于多绳不易在同一时间内断裂， 故较为安全， 多绳摩擦式提升机的结构图 示如图 2-2。 [13] 2-2多绳摩擦式矿井提升机 由于开采深度的增加， 需要缠在卷筒上的提升钢丝绳变长， 因而矿井提升机 的卷筒宽度加大，这带来了一系列问题，如提升机主轴太长、绳弦偏角太大、机 器加重而使转动惯量加大等。 未解决这个矛盾， 德国人 Koepe提出将钢丝绳搭 在摩擦轮上，利用摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来带动钢丝绳运动。 与卷筒缠 绕式相比，摩擦轮的宽度显著地变窄了， 同时由于跨度变小， 提升机主轴的直径 与长度均有所降低，结果显著地减轻了机器的重力，而且由于回转力矩的减少， 亦将降低提升电动机的容量。 多绳摩擦提升设备的布置方式可分为塔式和落地式两类。 其提升系统示意图 如图 2-3 2-4所示。 单绳缠绕式矿井提升机设计 40多绳摩擦提升机的结构特点是与它的动力传递原理以及安装特点紧密关联 的。即由于它是靠摩擦力来传递动力的， 它必须有较高摩擦系数的衬垫， 为了保 持几根绳的绳槽处的深浅相同，即各绳的摩擦半径相同，需设切槽装置， 为了补 偿钢丝绳蠕动或滑动对深度指示器指示位置的影响， 设置了深度指示器自动调零 装置，为了在使用圆尾绳时尾绳可以松捻而避免打结， 在罐笼底部下方设有尾绳 悬挂装置。摩擦提升依靠衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来传递动力， 因此其工作可 靠性就在于提升钢丝绳与安在主导轮上的摩擦衬垫之间是不是产生滑动， 即是否有 足够的摩擦力。 2.2 缠绕式、摩擦式提升机的特点、存在的问题以及解决的方法 2.2.1. 缠绕式提升机的特点、缺点以及问题的解决 缠绕式提升机最大的特点是其结构及工作原理十分简单，是利用钢丝绳的 缠绕方向的不同来实现物料的提升。但是，正是因为其结构、工作原理简单也导 致其存在以下很多的问题和不足。

  新四年级上册数学第六单元《商是两位数的除法(例6例7)》名师教学设计人教版