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矿用主井单绳缠绕式箕斗提升机的设计

发布时间:2025-02-25来源:产品中心点击:1

  (2)提升容器一般根据矿井年产量和井筒深度来选择。金届矿山的设计经验定明,产量在700t/d左右,井深在300m上下,一雕可考虑采用罐笼提升而产量大于1000t/d,井深大于300圆时宜采用箕斗提升。

  以上所述为确定提升方式的一般原则。在具体设计工作中,应根据真实的情况,结合矿井条件,考虑确定。对于新并没计,应参照《定型成套装备》的有关法律法规来确定提升方式,并尽量选用定型设备。

  双卷筒提升机的两个卷筒在与轴的连接方式上不一样,其中一个卷筒通过楔键或热装与主轴连接在一起,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。

  提升钢丝绳是提升系统的重要组成部分。它必然的联系到矿井的正常生产和人员的安全,还影响提升机的设计,又是提升系统中经常更换的易耗品。因此无论从安全生产还是经济运行上考虑都要给予足够的重视。

  在矿井提升系统中,应该根据不同的用途,选用合适的钢丝绳,扬长避短,充分的发挥他们的效能,为此必须对其结构、性能及选择计算做详细的了解。

  矿山提升设备是矿山运输中的咽喉设备占有特殊地位是井下与地面联系的主要工具。

  矿山提升设备的用途是沿井筒提运矿石和废石,升降人员下放材料工具和设备。矿山提升设备在工作中如果若发生机械和电气故障就会造成停产甚至人身伤亡。为了能够更好的保证生产和人员的安全,所以对矿山提升设备要求运行准确,安全可靠,必须配有性能好的控制设备和保护设施。矿山提升设备的耗电量一般占总耗电量的30%~40%,所以为降低矿石的成本必须经济合理地选择和使用矿山提升设备。矿山提升设备又是矿井最大的固定设备之一,是一套较复杂的机械—电气机组。

  (3)地面生产系统靠近井口,采用箕斗可简化煤流过程;若远离井口,并需窄轨运输,则宜采用罐笼提升;

  (4)对于采用单容器提升还是双容器提升,主要根据同时开采的水平数,对于煤矿多数以单水平开采,故一般都会采用双容器提升。当多水平提升时,一般都会采用单容器加平衡锤的提升系统;

  在选用钢丝绳时还应考虑以下因素:单绳缠绕式提升机为防止缠绕时绳松捻,钢丝绳的捻向应与绳在卷筒上缠绕时的螺旋线方向一致,目前但绳缠绕多为右旋,所以多选用右同向捻绳。为加强工作性能,增强可靠性最好选用金属绳芯钢丝绳。

  绳芯有金属绳芯、石棉芯、合成纤维芯及有机芯四种,绳芯的作用是:①减少钢丝之间的挤压变形和接触应力;②使钢丝绳富有弹性,抗冲击和缓和弯曲应力;③贮存润滑油.防止内部锈蚀和减少丝间摩擦。

  早在公元前,我国劳动人民就用作为提水工具,据记载,800多年前我国的采矿工业就采用辘轳来提升矿石和人员等,以后又发展成畜力提升机。19世纪,随着蒸汽机的出现,资本主义国家采用了蒸汽拖动的矿井提升机(直至目前在国内外一些矿山还能看到),

  使提升机的能力大幅度的提升。后来又出现了电动机利用电力拖动机。由于电力拖动无论在效益上还是在使用条件上都优于蒸汽拖动,因此电力拖动提升机迅速取代了蒸汽拖动提升机。随着电动机和电子技术的发展,目前的电力拖动矿井提升机与原始的电力拖动提升机已有很大不同。尤其是近几十年来,微电子和计算机技术的迅速发展,便矿井提升机能轻松实现全自动化运行,可以记录机器运行参数和各种生产指标以及进行数据综合与处理,并具有为保证设施安全可靠运行的各种保护系统,使提升机运行与整个矿井系统连接,联成一个自动运行系统。

  提升方式与井筒开拓、井上下运输等环节都有着密切关系。因此在新井设计时,对提升方式要全面考虑。在合理确定提升方式时,原则上要考虑以下诸因素:

  (7)从节能和安全方面出发,竖井单绳提升一般都会采用双钩提升,而不采用单钩提升。但在多水平提升时,最好采用带平衡锤的单钩提升。

  (8)一般情况下主井均采用箕斗提升方式。因为这样的形式提升能力大、运转费用低,此外易于实现自动化控制。

  (9)定斜井提升的合理方式,一般来说,小型矿井主井多用串车。产量较小时还可考虑单钩。大型斜井提升宜用胶带远脑机及双钩箕斗.井筒倾角过大,中等井型也可使用箕斗提升方式,以防矿物洒出。斜井副井升降人员时则采用人车。

  ②在磨损严重条件下使用的钢丝绳,如斜井提升等,应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝绳,或线接触、面接触钢丝绳。

  ④一般立井或斜井箕斗提升用同向捻较好;多绳摩擦提升用左右捻各半;斜井串车提升用交互捻,单绳缠绕多为右旋,所以多选右捻。

  以上仅是一般的设计原则,在具体设计时,必须根据矿井的具体条件,提出若干可能方案,对基本投资、运转费、技术的先进性等诸方面做技术比较后确定。并且要考虑到我国提升设备的生产和供应情况,才能确定是合理的的方案。

  根据设计的任务要求和具体的生产条件,本设计是针对副井提升设备的选型设计。基于以上的设计原则,本提升设备是采用单绳缠绕式双罐笼提升设备。

  箕斗设计和选用主要应考虑其结构坚固,有足够的刚度,装卸载快,闸门工作可靠。

  1-提升机;2-天轮;3-井架;4-箕斗;5-卸载曲轨;6-煤仓;7-钢丝绳;8-翻笼;9-煤仓;10-给煤机;11-装载设备

  箕斗是单一用途的提升容器,仅用于提升煤炭或矿石。其结构和工作示意图如图2-1所示。我国煤矿广泛采用固定斗箱底部卸载式箕斗,其优点是闸门结构相对比较简单、严密,闸门向上关闭冲击小,当煤仓已满,煤为卸载完毕时,箕斗产生断绳的可能性很小。箕斗闸门开启主要借助煤的压力,因而卸载时传递到卸载曲轨上的力较小,改善了井架受力状态。该闸门的缺点是:如果闭锁装置一旦失灵,闸门可能由于震动、冲击而在井筒中自行开启,不但会把煤卸载在井筒里,还会撞坏井筒设备,因此必须认真仔细检查闭锁装置。

  以后,随着矿井生产的发展和技术的进步,缠绕式卷筒提升机和摩擦轮式提升机又各有其不同的发展。缠绕式由单筒发展到双筒,为适应提升距离增加和节省电能的需要,又发展了圆锥形、圆柱圆锥形、双圆柱圆锥形及单简可分离式卷筒提升机等不同结构形式。

  继1876年戈培轮式提升机问世后,1938年又出现了多绳摩接式矿井提升机,这不仅扩大了摩擦提升机的应用场景范围,而且使提升机的结构尺寸和提升能力大幅度提升,从而为采用大提升量容器创造了条件,并提高了安全可靠性。但这种提升机真正在世界各国推广使用还是在19世纪50年代以后。

  (5)多绳摩擦式提升机具有诸多优点。在立井提升中,一般当年产量在60万吨及其以上,井深有在 以上时,采用多绳提升为好。如果井深更大,即使年产量较小,也以多绳摩擦提升为宜。对于斜井或较浅的立井均应采用单绳缠绕式提升设备。

  (6)对于斜井提升方式主要有串车、箕斗和带式输送机三种。串车通常用于井筒倾角小于 的矿井。对于年产量在21万吨及其以下的矿井,一般都会采用单钩串车提升;当年产量达30万吨,而提升距离较短时,一般都会采用双钩串车提升。箕斗提升通常用于年产量45万吨以上,井筒倾角大于 的矿井,箕斗一般都会采用后卸式箕斗。带式输送机通常用于产量较大,距离较长的斜井中。

  (3)对于不易粉碎,或含泥水较多的矿石,或提升物料品种多于两种时,宜采用罐笼提升。

  (4)按《冶金矿山安全规程》规定,凡进风用的提升井只能采用罐笼提升,禁用箕斗提升矿物。

  (5)对于箕斗提升:当矿石块度为400一500mm时,应选用翻转式箕斗;当矿石块度控制在350mm以下时,可选择底卸式箕斗。

  (6)罐笼—箕斗组合式容器,国外使用较多,一般罐笼放在箕斗上边。罐笼有单层、双层或三层的,箕斗有翻转式或底卸式的。国内部分改建矿山有的采用罐笼—箕斗组合式也有的采用一端罐笼,一端箕斗的。

  随着世界采矿业的发展,开采深度逐步的提升。在南非金矿,一次提升高度已达2440m,这对一般单绳缠绕式提升机来说是不能胜任的。即使采用多绳摩擦式提升机也出现过不少尾绳事故。后来又出现了适合超深井的双绳缠绕的布雷尔式提升机。事物是持续不断的发展的,矿井提升机也一样,其类型、结构及形式等都在日新月异地向前发展。

  目前,矿井提升设备是向体积小,重量轻能力大安全可靠和高度自动化的方向发展。

  矿山提升设备的主要组成部分是:提升容器,提升钢丝绳,提升机,井架和天轮以及装卸载附属装置等。

  矿井提升设备选型是不是合理,直接影响到矿井的安全生产、基建投资、生产能力和吨煤成本。所以在选型设计之前,一定要进行认真的技术方案比较,使设计的具体方案真正达到技术与经济上的合理。

  矿井提升设备的合理设计,主要根据确定合理的提升系统,即设计矿井采用几套提升设备、提升设备的类型(单绳缠绕式还是多绳摩擦使)以及提升式(采用箕斗还是罐笼)。正常的情况下,年产量在30万吨及其以上的大中型矿井,由于提升任务重,可设两套提升设备,主井采用箕斗提升,副井采用罐笼提升。对于年产量超过180万吨的特大型矿井,主井可采用两套箕斗提升设备,副井除配备一套提升设备以外,有时尚需设置一套带平衡锤的单容器提升设备作辅助提升。对于年产量小于30万吨的矿井可采用两套普通的罐笼提升设备,若一套提升设备能完成任务,也可采用一套普通罐笼提升。

  从提升机的结构和品种方面的发展来看,首先出现的是单绳缠绕式圆柱形单筒提升机,1876年德国人戈培利用摩擦原理,制造出单绳摩擦式提升机。这种提升机用一根提升钢丝绳,绳的两头分别各联接一个提升容器,而提升钢丝绳则搭挂在轮上,摩擦轮转动时,轮上的提升钢丝绳因摩擦力而随摩擦轮一起转动,使绳上两端的提升容器一个上升,一个下降,摩擦轮反转时,提升容器运行方向也相反。由于轮提升钢丝绳不缠绕在轮上,提升高度(或距离)与摩擦轮尺寸无直接关系。所以摩擦提升机特别适合于较深矿井中。为纪念戈培的功绩,人们常把单绳摩擦轮式提升机称作“戈培轮式提升机。

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