【文章內(nèi)容簡介】 后，就要計算提升容器的容量，并從容器規(guī)格表中選擇標準容器，也可根據(jù)現(xiàn)場要求自行設計非標準容器。 多繩摩擦提升機 由于礦井深度和產(chǎn)量的不斷增 加，纏繞式提升機的卷筒直徑和寬度也隨之加大，使得提升機卷筒體積龐大而笨重，給繪圖、運輸、安裝等帶來很大的不便。為了解決這個問題， 1877 年法國人戈培提出將鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來帶動鋼絲繩，以實現(xiàn)提升容器的升降，這種提升方式稱之為摩擦提升。與單繩纏繞式提升機相比，摩擦輪的寬度明顯減小，而且不會因井深的增加而增大。同時，由于主軸跨度的減小而使得主軸的直徑和長度均有所降低，整機的質(zhì)量大為下降，而且由于提升機回轉(zhuǎn)力矩的減小，使得提升電動機容量降低，能耗減小。 多繩摩擦提升機 的分類 多繩摩擦提升機可分為井塔式和落地式兩種。 多繩摩擦提升機的結(jié)構(gòu) （ 1） 主軸裝置 主軸法蘭盤（或輪轂）與摩擦輪輻采用高強度螺栓連接，借助螺栓壓緊輪輻與夾板間的摩擦力傳遞扭矩。這種結(jié)構(gòu)便于拆裝與運輸，但制造要求較高，軸向兩法蘭盤的尺寸與摩擦輪輪輻尺寸應吻合，以便于連接。 摩擦襯墊用倒梯形截面的壓塊把襯墊固定在筒殼上。襯墊繩槽深為 1/3 繩徑，槽距約為繩徑的 10 倍。目前國內(nèi)襯墊主要采用 PVC 和聚氨酯。 （ 2） 車槽裝置 為了使得鋼絲繩直徑不超過規(guī)定值，以保持各鋼絲繩張力均衡，多繩摩擦提升機均設有車 槽裝置。 （ 3） 深度指示器 多繩摩擦提升機是為了補償鋼絲繩蠕動和滑動對深度指示器裝置的影響，設置了深度指示器自動調(diào)零裝置。 （ 4） 減速器 為了消耗及其傳給井塔振動，有些井塔式摩擦提升機采用彈簧基礎減速器。 （ 5） 尾聲懸掛裝置 多繩摩擦提升設備一般均有尾繩，為了在使用圓尾繩時避免打結(jié)，在罐籠底部下方設8 有尾繩懸掛裝置。 井塔式提升機 井塔式的優(yōu)點：布置緊湊省面積，不需設置天輪；全部載荷垂直向下，井塔穩(wěn)定性很好，鋼絲繩不裸露在雨雪中，對摩擦因數(shù)和鋼絲繩的使用壽命不產(chǎn)生影響。 井塔式的缺點：井塔造價較高， 施工周期較長，抗地震能力不如落地式；井塔式為了保證兩提升容器的中心距離和增大鋼絲繩在摩擦輪上的圍包角，可設置導向輪。但與此同時卻增加了提升鋼絲繩的反向彎曲力，縮短的提升鋼絲繩的使用壽命。 提升機的選擇與計算 礦井提升設備的選擇計算是否經(jīng)濟合理，對礦山的基本建設投資、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率及噸煤成本都有直接的影響。因此，在進行提升設備選擇計算時，首先要確定提升方式，在確定提升方式時要考慮下列各點： （ 1） 對于年產(chǎn)量大于 60 萬噸的大中型礦井，由于提升煤炭和輔助提升任務較大，一般均設主井、副井兩套提升設備。因 為箕斗提升能力大、運轉(zhuǎn)費用較低、又易于實現(xiàn)自動化控制，一般情況主井均采用箕斗提升煤炭，副井采用罐籠提升矸石、升降人員和下放材料設備等輔助提升。 對于年產(chǎn)量 30 萬噸以下的小型礦井，可采用一套罐籠提升設備，使其完成主、副井提升任務是最經(jīng)濟的，也有采用兩套罐籠設備的。 對于 180 萬噸的大型礦井，有時主井需要采用兩套箕斗同時工作才能完成生產(chǎn)任務。副井除了要配備一套罐籠設備外，多數(shù)尚需設置單容器平衡錘提升方式，提升矸石。 （ 2） 對于同時開采煤的品種在兩種及以上并要求不同品種的煤分別外運的大、中型礦井，則應考慮采用罐籠 提升方式作為主井提升。 對煤的塊度要求較高的大、中型礦井，由于箕斗提升對煤的破碎較大，也要考慮采用罐籠作為主井提升。 當?shù)孛嫔a(chǎn)系統(tǒng)距離井口較遠，尚需一段窄軌鐵路運輸時，采用罐籠提升地面生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡單。 （ 3） 中等以上礦井，主井一般都采用雙容器提升， 對于多水平面同時開采的礦井（特別是采用摩擦提升機）可采用平衡錘單容器提升方式。 對于中、小型礦井，一般采用單繩纏繞式提升系統(tǒng)為宜。對于年產(chǎn)量大于 90 萬噸的大型礦井，可采用摩擦提升系統(tǒng)，中型礦井的井筒較深時也可采用摩擦提升系統(tǒng)，或主井采用單繩箕斗，副井采用多繩罐 籠。 （ 4） 礦井若有兩個水平，且分前后期開采時，提升機、井架等大型固定設備要按照最終水平選擇。提升容器、鋼絲繩和提升電動機根據(jù)實際情況也可以按照第一水平選擇，待井筒延伸至第二水平時，再更換。 9 （ 5） 對于新礦井如沒有什么特殊要求，可參照《定型成套設備》的規(guī)定確定提升方式，并盡量選用定型設備 。但因各個礦井具體情況不同，副井提升量也不一致，因此，可結(jié)合具體條件計算、選擇，或驗算選用的定型成套設備?！抖ㄐ统商自O備》中未規(guī)定的如鋼絲繩、提升機與井筒相對位置、生產(chǎn)能力與耗電量也要計算。 提升容器 提升容 器的分類 按用途和結(jié)構(gòu)可分為：箕斗、罐籠、礦車、吊桶等。 箕斗：分為立井箕斗和斜井箕斗，專用于主井提升； 罐籠：既可用于主井提升，也可用于副井提升； 礦車：斜井提升； 吊桶：立井井筒開鑿時的提升。 箕斗 立井箕斗型號意義 立井提煤多采用底卸式，底卸式箕斗分為平板閘門箕斗和扇形閘門箕斗。以單繩立井閘門箕斗為例：主要有斗箱、框架、連接裝置及閘門等組成。 當箕斗至地面煤倉時，卸載滾輪進入安裝在井架上的卸載曲軌內(nèi)，隨著箕斗提升，固10 定在箕斗架上的小曲軌同時向上運動，則滾輪在卸載曲軌作用下，沿著箕斗框架 上的小曲軌向下運動，并轉(zhuǎn)動連桿，使其通過連桿鎖角為零的位置后，閘門就借助煤的壓力打開，開始卸載。在箕斗下放時，以相反的順序關閉閘門。 平板閘門底卸式箕斗比扇形閘門卸載時井架受力小，卸載曲軌短，裝載時撒煤少，且動作可靠 。 鋼絲繩 鋼絲繩的結(jié)構(gòu) 組成為鋼絲和繩芯（纖維繩芯、金屬繩芯），鋼絲為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，一般直徑為 ，礦井提升抗拉強度一般采用 1700Mpa 以下的。 鋼絲繩表面 光面和鍍鋅（常用于摩擦提升）兩種。鋼絲的表面狀態(tài)標記代號為：光面鋼絲， NAT；A 級鍍鋅鋼絲， ZAA； AB 級鍍鋅鋼絲， ZAB； B 級鍍鋅鋼絲， ZBB。 繩芯的分類及各類說明 繩芯分金屬芯和纖維芯。 纖維芯作用：（ 1）減少股間鋼絲的接觸應力； （ 2）緩和彎曲應力； （ 3）儲存潤滑油，防止繩內(nèi)鋼絲銹蝕。 金屬繩芯的特點：與相同斷面的纖維繩芯相比，金屬斷面大，抗破斷能力大，具有耐橫向壓力大，不易變形等優(yōu)點。但其柔軟性差，不耐腐蝕。 繩芯的標記代號：纖維芯（天然或合成的）， FC；天然纖維芯， NF；合成纖維芯， SF；金屬絲繩芯， IWR；金 屬絲股芯， IWS。 鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇 一、對于單繩纏繞式提升，一般宜選擇光面、斷面形狀為圓形股或三角股、接觸形式為點或線接觸的鋼絲繩；對于礦井淋雨大，水的酸堿度高，以及在出風井中，由于腐蝕嚴重，應選用鍍鋅鋼絲繩。 二、在磨損嚴重的條件下使用的鋼絲繩，如斜井提升等，應選用外層鋼絲盡可能粗的鋼絲繩；斜井串車提升時，宜采用交互捻鋼絲繩。 三、對于多繩摩擦提升，一般應選用鍍鋅、同向捻的鋼絲繩，斷面形狀最好是三角股。 四、罐道繩最好用半密封鋼絲繩或三角股繩，表面光滑，比較耐磨。 11 滾筒中心至井筒鋼 絲繩之間的水平距離 Ls 此距離考慮對于有斜撐的井架，其斜撐的基礎與井筒中心的水平距離約為 jH ，另外考慮提升機在運輸中鋼絲繩的穩(wěn)定性，所以 Ls 的最小距離按下面經(jīng)驗公式計算： sL ≥ jH + D + 鋼絲繩弦長 xL 鋼絲繩弦長是指鋼絲繩離開滾筒處至接觸天輪之間的繩長，且上下兩條弦長不完全相等，但均以滾筒中心至天輪中心之間的距離來計算弦長，即： xL = 22j0( ) ( )2 ts DH C L? ? ? ， m 式中 0C 是提升機主軸中心線高出井口水平的距離，此值決定于滾筒直徑、地形和土壤等情況，一般 0C 取 1~2m。 tD 是天輪直徑。 鋼絲繩的弦長不能過長，過長則鋼絲繩振動增大，因此，鋼絲繩有跳出天輪輪緣的危險，一般不超過 60m。 鋼絲繩的偏角 ɑ 鋼絲繩的弦長 與天輪平面的夾角有兩個， ɑ1 稱為外偏角， ɑ2 稱為內(nèi)偏角，根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，內(nèi)、外偏角不得超過 1176。 30′，否則繩與天輪輪緣的磨損過甚，易發(fā)生鋼絲繩跳出天輪的事 故。 最大外偏角 ɑ1 = tan1 30 d2xs a HBDL? ???????????（ +3 ） ( + ) 最大內(nèi)偏角 12 ɑ2 = tan1 d2xsaBL???（ ） + ）3（ 式中 s— 兩天輪間的距離（ m），其值決定于容器的規(guī)格及提升容器在井筒內(nèi)的布置，可查提升機規(guī)格表中兩滾筒中心距； a— 兩滾筒之間的間隙（ m），其值見提升機規(guī)格表。 第 2 章 設備選型計算 計算數(shù)據(jù) （ 1） 生產(chǎn)能力（年產(chǎn)量） nA =35 萬噸 （ 2） 年工作日 300 天 （ 3） 日工作小時 14 小時 （ 4） 井深 sH =350 米 （ 5） 提升方式：雙箕斗提升 （ 6） 卸載高度 xH =25 米 （ 7） 裝載高度 ZH =25 米 （ 8） 開采水平：單水平開采 （ 9） 散煤密度 3/tm （ 10） 礦井電壓等級 6KV （ 11） 服務年限： 20 年 提升容器的確定計算 一般認為，在不加大提升機及滾筒直徑的前提下，選用較大容積 的提升容器，以采用較低的提升速度，節(jié)省電耗，比較經(jīng)濟合理。 確定經(jīng)濟提升速度： Vj =（ ~） H 其中 ， H= Hs + HX + HZ =350m 所以 ， Vj =（ ~） 350 =~ /ms 13 取 ： Vj =7 /ms， ɑ1 = 2/ms 計算一次提升循環(huán)時間 jT = jjv H uav? ? ? θ = 6+ 3506+10+8 = 根據(jù)礦井年產(chǎn)量和一次提升循環(huán)時間即可求出一次提升量 jA = 3600n f jrAcaTbt 式中 nA 礦井年產(chǎn)量， t/年 ； c提升不均衡系數(shù)，取 c=； fa 提升能力富裕系數(shù)，取 fa =； rb 提升設備年工作日數(shù)，一 般 300 天； t提升設備日工作小時數(shù)， t=14h。 所以 jA = 3500 00 33600 300 14????? = t 根據(jù) jA =，查箕斗規(guī)格表可選擇標準箕斗： 箕斗型號為 JL— 3，箕斗自重為 噸，有效容積 3m ，載重量 噸。 根據(jù)所選出的箕斗型號計算一次提 升循環(huán)所需要的時間 3600brXnftmT cA a? ? 式中 m 箕斗一次提升的實際載貨量，其值為箕斗的容積與散煤密度的乘積， t。 所以 3600brX nftmT cA a? ? 14 = 36 00 30 0 14 3. 141. 2 35 00 00 1. 2? ? ??? = s 求得提升機的提升速度： mv? = ? ? ? ?22 42XXa T u a T u a H????? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? = ? ? ? ? 220 . 8 9 4 . 2 1 0 8 0 . 8 9 4 . 2 1 0 8 4 0 . 8 3 5 02? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? = /ms 提升機的提升速度是選擇提升機標準速度的一個依據(jù)，在礦井提升機規(guī)格表中選擇與其相近的提升機標準速度。 提升鋼絲繩的選擇計算 鋼絲繩在工作時受多種動、靜應力的作用，如彎曲應力、扭轉(zhuǎn)應力、接觸應力及擠壓應力等，這些應力的反復作用將導致疲勞破斷，這是鋼絲繩損壞的主要原因；另外，磨損及銹蝕將加速損壞。 因此，綜合反映上述應力的疲勞計算是一個較復雜的問題，目前我國礦用鋼絲繩的強度計算仍按最大靜載荷并考慮一定安全系數(shù)的方法進 行。 選擇計算 豎井單繩提升鋼絲繩的最大靜載荷 maxQ 是在提升機滾筒與垂直鋼絲繩接觸的繩端，其值為 maxQ = ZcQ Q pH?? = z p cmg m g m gH?? （ 1） 式中 maxQ 鋼絲繩最大計算靜載荷， N； Q 一次提升貨載的重量， N； ZQ 容器的自身重力， N； p 鋼絲繩每