【正文】 對應(yīng)的，有一個合理的經(jīng)濟速度。這樣，因為一次提升量較大，所需的提升鋼絲繩直徑和提升機直徑較大，因而初期投資較多。 選擇箕斗還是選擇罐籠，需要根據(jù)多方面的技術(shù)、經(jīng)濟指標來確定。:1)礦井年產(chǎn)量：An=45萬噸2)工作制度：年工作日330天，日工作小時16h3)井筒深度：=283m4)裝載高度：Hz=20m5)卸載高度：Hx=18m6)煤的松散密度：=7)礦井電壓：3000v、6000v8)主井提升方式：雙箕斗,井底設(shè)煤倉，定量自動裝載 豎井提升容器的選擇 提升容器的比較及其應(yīng)用范圍提升容器主要是底卸式箕斗和普通罐籠。3號煤為中灰、特低硫、高熱值無煙煤，具有一定市場競爭力。[11]3 礦井提升機的設(shè)計選型計算 設(shè)計背景和依據(jù):山西天泰和瑞煤業(yè)有限公司位于澤州縣下村鎮(zhèn)北約3Km處，行政區(qū)隸屬下村鎮(zhèn)管轄，其地理坐標為北緯~，東經(jīng)~112。(2)因不能調(diào)節(jié)繩長，故雙鉤提升工作不適用于多水平提升。(7)采用偶數(shù)跟提升鋼絲繩，鋼絲繩的捻向是左右捻各半，消除了提升容器在提升過程中的轉(zhuǎn)動，減少了容器的罐耳和罐道的摩擦阻力。(3)摩擦輪直徑顯著減小。這些都是由于提升是靠單根鋼絲繩承載造成的，要解決這些問題可以增加提升鋼絲繩的數(shù)量，即采用多繩纏繞式提升機。(6)單繩纏繞式提升機是用單根鋼絲繩提升容器，因此容器在提升過程中會發(fā)生轉(zhuǎn)動，這就使提升容器的罐耳和罐道發(fā)生摩擦，產(chǎn)生摩擦阻力。(2)單繩纏繞式提升機的載荷由單根鋼絲繩承擔，因此單繩纏繞式提升機的鋼絲繩直徑往往很大。 纏繞式、摩擦式提升機的特點、存在的問題以及解決的方法. 纏繞式提升機的特點、缺點以及問題的解決纏繞式提升機最大的特點是其結(jié)構(gòu)及工作原理十分簡單，就是利用鋼絲繩的纏繞方向的不同來實現(xiàn)物料的提升。其提升系統(tǒng)示意圖如圖23和24所示。[13] 圖22多繩摩擦式礦井提升機 由于開采深度的增加，需要纏在卷筒上的提升鋼絲繩變長，因而礦井提升機的卷筒寬度加大，這帶來了一系列問題，如提升機主軸太長、繩弦偏角太大、機器加重而使轉(zhuǎn)動慣量加大等。不過單卷筒提升機做雙鉤提升時，繩長的調(diào)節(jié)頗為不便，為此，可以把單卷筒制成可分離式的兩部分，一部分與主軸固接，另一部分通過離合器與主軸相連，這種型式的稱為可分離式單卷筒提升機。按卷筒數(shù)目的不同，有單筒及雙筒提升機兩種。2 常見提升機的簡介 纏繞式、摩擦式提升機的工作原理我國目前廣泛使用的有單繩纏繞式和多繩摩擦輪式兩種，以下就重點介紹此兩種提升機的工作原理。為了提高生產(chǎn)效率，消除操作上的人為因素，在提升設(shè)備上配備全自動運行控制裝置。自20世紀70年代開始，我國的仿蘇產(chǎn)品——KJ型單繩纏繞式提升機在使用后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)存在一些結(jié)構(gòu)性缺陷。近幾年的檢驗中發(fā)現(xiàn)，小型金屬非金屬地下礦山企業(yè)普遍采用帶式制動礦用提升絞車用于礦山主提升。金屬非金屬地下礦山尤其是大量的小型礦山，因技術(shù)力量薄弱，設(shè)備的選型、安裝、調(diào)試、維護、管理等均是參照周邊同類礦山，因此同類問題往往體現(xiàn)出很強的地域性。第二隱患就是過分依賴變頻器，提升機是煤礦企業(yè)的核心設(shè)備，而變頻器是提升機的核心設(shè)備，直接關(guān)系生命安全，變頻器對環(huán)境要求高，而現(xiàn)在煤炭企業(yè)的現(xiàn)場環(huán)境差是不容忽視的，運營時間長的不免對變頻器造成損害，變頻器故障，這樣就導(dǎo)致了提升機的癱瘓。進入90年代，隨著計算機控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，在提升機拖動系統(tǒng)中，采用電動機+可控硅整流+全數(shù)字調(diào)節(jié)+PLC控制+上位機監(jiān)控控制方式。3. 經(jīng)濟性礦井提升設(shè)備是礦山大型設(shè)備之一，功率大，耗電多，大型礦井提升機的功率超過1000KW。2. 可靠性所謂可靠性，是指能夠可靠地連續(xù)長期運轉(zhuǎn)而不需在短期內(nèi)檢修。[11] 圖12礦井提升機提升原理示意圖 礦井提升的特點1. 安全性所謂安全性，就是不能發(fā)生突然事故。根據(jù)井筒傾角的不同,箕斗分為底卸式、側(cè)卸式和翻轉(zhuǎn)式,罐籠分為普通罐籠和翻轉(zhuǎn)罐籠。[16] 圖11礦井提升機分類我國目前廣泛使用的有單繩纏繞式雙圓柱卷筒提升機和多繩摩擦式提升機兩種。從地下采出的煤炭、礦石必須提升至地面才有實際應(yīng)用價值。1. 概述礦山生產(chǎn)的全過程離不開礦山運輸和提升工作。提升機是聯(lián)系井下和地面的主要運輸工具，礦井提升工作是整個采礦工程中的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)提升機工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，礦井提升機分類如圖11。提升容器有罐籠和箕斗。不同類型礦井提升機的工作方式和工作環(huán)境各有所相同，但其根本的工作原理是相似的，礦井提升機提升原理示意圖如圖12所示：通過滾筒或齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動皮帶或鏈條升降，從而實現(xiàn)箕斗或罐籠的升降，在井下和地面之間往復(fù)運動，進行對煤和人員、貨物的運輸。在我國這些規(guī)定包括在《煤礦安全規(guī)程》只中。因此礦井提升機至少要服務(wù)二十年以上而不需大修。對其在運行過程中的加速度，減速度以及個運行階段的行程和最后的停車位置都有精確的要求和嚴格的限制，因為提升機始終是電力拖動與控制的典型應(yīng)用裝置和研究對象，正確處理好礦井提升機的系統(tǒng)極其自動化問題，對保證礦井的生產(chǎn)，安全和效益具有重要意義。首先第一個隱患就是，測速環(huán)節(jié)，好多廠家都是用霍爾傳感器，好一點的用增量編碼器，這種測速方式誤差大，受現(xiàn)場環(huán)境大，測速不準確，因此保護就不完全，這個測速環(huán)節(jié)必須用測速發(fā)電機，這樣在PLC的程序才能更好的做到與速度有關(guān)的保護。 設(shè)備長期帶病運行。 帶式制動礦用提升絞車廣泛用于小型礦山的主提升。 老設(shè)備未進行技術(shù)改造。為了確保提升設(shè)備無事故運行，在提升設(shè)備有可能出事故的各個重要環(huán)節(jié)上，設(shè)有各種檢測、控制、保護裝置。目前，直流提升系統(tǒng)已經(jīng)向直流整流裝置+編碼測速技術(shù)+PLC+PLC獨立保護+工業(yè)電視+計算機監(jiān)控+網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展；交流提升系統(tǒng)是向變頻技術(shù)+編碼測速技術(shù)+PLC+PLC獨立保護+工業(yè)電視+計算機監(jiān)控+網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展；電氣控制技術(shù)的發(fā)展使提升機的控制更加自動化，各種保護功能更加齊全，操作更簡單，有效地提高了提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全可靠性。[13] 圖21纏繞式礦井提升機單繩纏繞式提升機是較早出現(xiàn)的一種類型，工作原理比較簡單，就是將鋼絲繩的一端固定在提升機的卷筒上，另一端繞過井架上的天輪與提升容器相連接，利用兩個卷筒上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當提升機轉(zhuǎn)動時，使兩個容器一個上升一個下降，以完成提升任務(wù)，這種提升機在我國礦山中廣泛使用。單卷筒提升機只有一個卷筒，一般用于單鉤提升，但是如果在單卷筒上固定兩根鋼絲繩，且其纏繞方向相反，也可作雙鉤提升，這時，由于一根鋼絲繩自卷筒上松放，另一根則向卷筒上纏繞，卷筒表面得到了充分利用，所以單卷筒提升機相對于雙卷筒提升機來說，質(zhì)量和體積都小很多。由于多繩不易在同一時間內(nèi)斷裂，故較為安全，多繩摩擦式提升機的結(jié)構(gòu)圖示如圖22。多繩摩擦提升設(shè)備的布置方式可分為塔式和落地式兩類。摩擦提升依靠襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來傳遞動力，因此其工作可靠性就在于提升鋼絲繩與安在主導(dǎo)輪上的摩擦襯墊之間是否產(chǎn)生滑動，即是否有足夠的摩擦力。這是因為在深井及大終端載荷時鋼絲繩和提升卷筒容繩面積要求太大，這導(dǎo)致了提升機體積龐大，質(zhì)量激增，使提升機的提升高度受到滾筒容繩量的限制，不適用于深井提升。(5)纏繞式提升機的鋼絲繩是纏繞在卷筒上，因此鋼絲繩的彎曲次數(shù)比較多，這就導(dǎo)致鋼絲繩的工作條件比較差，鋼絲繩的壽命降低。例如：單繩纏繞式提升機的鋼絲繩直徑過大；單繩纏繞式提升機的提升容器的轉(zhuǎn)動；單繩纏繞式提升機的安全性比較低。(2)載荷是由數(shù)根鋼絲繩承擔，故鋼絲繩直徑較相同載荷下單繩提升小。(6)鋼絲繩是搭放在摩擦輪上，減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)，改善了鋼絲繩的工作條件。(1)數(shù)根鋼絲繩的懸掛、更換、調(diào)整、維護檢修工作復(fù)雜，而且有一根鋼絲繩損壞需要更換時，為保持各鋼絲繩具有相同的工作條件，往往需要更換所有的鋼絲繩。多繩摩擦式提升機本身的原理是利用多根鋼絲繩和摩擦襯墊的摩擦力來傳動的，因此要解決多繩摩擦式提升機的這些問題就必須改變其工作原理，因此這些問題并不是摩擦式提升機自身可以解決的。礦井3號煤層探明經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量為9263Kt，15號煤層經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量為1035Kt。主力井設(shè)計為擔負礦井的原煤提升任務(wù)，兼做為礦井的進風井和一個安全出口。罐籠的優(yōu)點是：井底及井口不需設(shè)置煤倉，可以提升煤炭、矸石，下放材料，升降人員和設(shè)備，井架較矮，有利于煤炭分類運輸，罐籠的缺點是：質(zhì)量大，所需井筒斷面積大，裝卸載不能自動化，而且時間較長，生產(chǎn)效率較低。在提升任務(wù)確定之后，選擇提升容器的規(guī)格有兩種情況：一是選擇較大規(guī)格的容器，一次提升量較大，則提升次數(shù)少。那么，應(yīng)該如何選擇提升容器的規(guī)格才是合理的呢?其原則是：一次合理提升量應(yīng)該使得初期投資費和運轉(zhuǎn)費的加權(quán)平均總和最小。Hs為礦井的深度，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書Hs=283m。An為礦井設(shè)計年產(chǎn)量,根據(jù)設(shè)計任務(wù)書An=45萬噸。=450000/（33016）= t/h(4)計算小時提升次數(shù)ns （次） （34）=3600/= 次， 取ns=42次。313743剛性罐道規(guī)格380N/m鋼軌數(shù)量2箕斗質(zhì)量T最大終端負荷T812最大提升高度m500650700箕斗總高mm778085609450箕斗中心距mm183018301870查表31，選用JLS3型箕斗，其參數(shù)見上圖。 提升鋼絲繩的選擇計算按結(jié)構(gòu)分類：分為點接觸鋼絲繩、線接觸鋼絲繩、面接觸鋼絲繩、多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩、異型股鋼絲繩（三角股、扇形股、橢圓形股和扁平形）、滿充式鋼絲繩、涂塑鋼絲繩等。繩芯：纖維芯用