【文章內容簡介】 用、維護、保養(yǎng)、檢測等方面系統(tǒng)進行，有效提高提升機的工作效率。此次設計的單繩纏繞式提升機的特點是結構簡單、受力均勻、運行平穩(wěn)、摩擦阻力小、成本低、效率高、易于維護等特點，具有很強的適應性。 第 2 頁 共 58 頁 第一章、 礦井提升設備的任務及發(fā)展歷史 礦井提升設備的任務是：①沿井筒提升煤炭、矸石；②升降人員和設備；③下放材料。它是井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐，是礦山運輸?shù)难屎怼Ｌ嵘O備在運行的過程中要求具有安全性、可靠性和經(jīng)濟性。因此，礦井提升設備在礦山生產(chǎn)的全過程中占有極其重要的地位。 我國提升設備的設 計制造，是在新中國成立后開始的。 1953 年撫順重型機器廠制造了我國第一臺纏繞式雙滾筒提升機。 1985 年洛陽礦山機器廠設計制成了 2 4 多繩摩擦式提升機。 1971 年該廠又新設計制造了 JK 型新系列單繩纏繞式提升機，采用了一些新結構，與老型號提升機相比較，提升能力平均提高了 25％ .近一二十年來JK 系列的提升機經(jīng)過進一步技術改進，主軸承選用雙列向心球面滾子軸承，調繩裝置采用徑向齒塊式的離合器，減速裝置行星齒輪減速器或硬齒面平行軸減速器，液壓制動系統(tǒng)可配置不同壓力的后置式液壓缸以及多條安全回油路的液壓站，配置有智能化控 制的 PLC 可編程序控制器，保證恒減速的目的。新 JK 型提升機具有性能好，提升能力大，結構緊湊安全可靠操作及維修方便等優(yōu)點。 目前我國新建和在建特大型礦井年產(chǎn)量愈來愈大，提升設備的任務愈加繁重，多繩摩擦式提升機與單繩纏繞式提升機相比，具有質量輕，體積小安全可靠適應較深礦井等優(yōu)點，這將是提升設備今后的發(fā)展方向之一。 近幾年來為提高勞動生產(chǎn)率和各項經(jīng)濟技術指標，在世界范圍內一直進行著礦井提升設備的性能技術改造，提升設備在高效、大型化、自動化方面都有飛速的發(fā)展。我國大型礦山設備通過引進、消化和吸收果味先進技術，也有了 可喜的進步。 礦井提升設備的主要組成部分 礦井提升設備的主要組成部分：提升容器、提升鋼絲繩、提升機及拖動控制系統(tǒng)、井架（或井塔）、天輪及裝卸設備等。 第 3 頁 共 58 頁 礦井提升系統(tǒng) 由于井筒條件（立井或斜井）及選用的提升容器和提升機的不同，可組成各種不同的礦井提升系統(tǒng)。較常見的有 。 ⑴立井單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng) ⑵立井單繩纏繞式罐籠提升系統(tǒng) ⑶立井多繩摩擦式箕斗提升系統(tǒng) ⑷立井多繩摩擦式罐籠提升系統(tǒng) ⑸斜井箕斗提升系統(tǒng) ⑹斜井串車提升系統(tǒng) 設計參數(shù) 某礦主井采用雙箕斗提升，礦井年產(chǎn)量為 80An(萬噸 )，井筒深度 220Hs(米 )，工作制度：年工作日 300 天，日工作小時 16h,裝載高度 Hz=18M， 卸載高度 Hx=18M，散煤密度取 γ = /M3，礦山電壓等級為 ，設計主井提升設備。 設計主要內容 1． 進行單繩纏繞式箕斗提升設備的選型計算。 2． 畫出速度圖及力圖， 3． 畫出提升機與井筒相對位置圖， 4． 畫出提升機房設備布置圖。 5． 畫出提升機液壓站原理圖 6． CAD 制動器布置圖 具體設計數(shù)據(jù)： 序號 姓名 礦井年產(chǎn)量An(萬噸 ) 井深（ M） 容量（ t） 1 80 200 2 80 210 3 XXX 80 220 4 80 230 第 4 頁 共 58 頁 5 80 240 6 80 250 7 80 260 8 80 270 9 80 280 10 80 290 11 80 300 12 80 310 13 80 320 14 80 330 第二章、選擇提升容器 選擇原則 提升容器的規(guī)格是提升設備選型計算的主要技術參數(shù)，它直接影響提升設備的初期投資和運轉費用。在礦井提升任務和提升高度確定之后，選擇提升容器的規(guī)格有 兩種情況：一是選擇大規(guī)格的容器，即一次提升量較大，而提升次數(shù)少。這樣，因提升容器較大，所需要的提升鋼絲繩直徑和提升機滾筒直徑較大，初期投資較大；但提升次數(shù)較少，運轉費用較少。二是選擇小規(guī)格的容器，情況和上述相反，因而初期投資較少，而運轉費用則較多。那么，應該如何選擇提升容器的規(guī)格才是合理的呢？選擇原則是：一次合理提升量應該使得初期投資費和運轉費的加權平均總和最少。根據(jù)確定的一次合理提升量，選擇標準的提升容器。 選擇計算 提升容器的規(guī)格和提升速度之間，存在著相互依賴、相互制約的復雜關系。對于這兩個 參數(shù)的確定，國內外的有關學者做了大量的分析研究工作，所得的結論也不相同。羅馬尼亞、匈牙利等國家采用較大的提升速度，而波蘭采用較低的提升速度。我國是在不加大提升機型號和井筒直徑的前提下，盡量采用較大的提升容器，比較低的速度運行，這樣能獲得較優(yōu)的運行經(jīng)濟指標。我國煤礦設計部門在選擇提 第 5 頁 共 58 頁 升容器時，一般都采用經(jīng)濟速度法來計算。 確定合理的經(jīng)濟提升速度 jv H=Hs+Hx+Hz =220+18+18 =256m jv = ZXS HHHH ??? =式中 jv — 經(jīng)濟提升速度， m/s H— 提升高度， m Hs— 簡稱卸載高度， m，箕斗： Hs=18~25m,罐籠： Hx=0； Hz— 井筒深度， m。 對于井筒深度 Hs200m,采用 Vj= H 。當 Hs600m 時，采用 Vj= H ；一般情況下多取中間值，即 Vj= H 進行計算為宜。對于改建礦井及利用積壓的庫存設備時，可以不受上述的限制。 估算一次合理經(jīng)濟提升循環(huán)時間 ????? uvHavT jij = ??? = 式中 Tj—— 根據(jù)經(jīng)濟提升速度估算的一次提升循環(huán)時間， s； a—— 提升加速度。 m/s,罐籠提升時， a? 。 U—— 容器爬行階段附加時間，箕斗提升可取 10s；罐籠提升可取 5s； ? —— 休止時間，箕斗提煤的休止時間見表 21 第 6 頁 共 58 頁 表 21 箕斗休止時間 箕斗規(guī)格 /t ＜ 6 8~9 12 16 20 休止時間 /s 8 10 12 16 20 估算一次合理經(jīng)濟提升量 次ttbTCAm r jafj n 00 003600 ??? ????? 式中 jm —— 一次合理的經(jīng)濟提升量， t； An—— 礦井年產(chǎn)量， t/a； C—— 提升不均衡系數(shù)，對于主井提升設備：有井底煤倉時， c=~，無井底煤倉時， c=。 fa —— 提升能力富裕系數(shù)，主井提升設備對第一水平應留有 的富裕系數(shù) 。 rb —— 提升設備年工作日數(shù)。 t —— 提升設備日工作小時數(shù)。 選擇提煤箕斗 根據(jù)計算出的一次合理的提升量 mj選擇提升容器。，在箕斗規(guī)格表中（表 22）選取與 mj相等或接近的標準箕斗，其名義裝載量可以大于或小于 mj。在不加大提升機滾筒直徑的前提下，應盡量選用大容量箕斗，以較低的速度運行，降低能耗，減少運轉費用。 查箕斗規(guī)格表（表 22）選用 JL6 型立井提煤箕斗，其技術規(guī)格如下： 箕斗斗箱容積 3m ；箕斗全高 rH =； 箕斗中心距 S=；箕斗自身重量 zm =5000kg； 箕斗名義載貨量 6t； 箕斗實際載貨量 m= . ?=。 第 7 頁 共 58 頁 表 22 立井單繩箕斗規(guī)格表 根據(jù)所選箕斗的實際 載貨量 m計算所需提升機提升的速度39。mv 所需一次提升循環(huán)時間： sacA tmbTfnr 00 39。 ??? ????? 2 4)]([)]([239。239。39。 aHuTauTavm ??????? ?? = 2 )]1010([)]1010([ 22 ?????????? = sm 型號 JL 3 JL 4 JL 6 JL 8 名義載重 /t 有效容積 / 3m 提升鋼絲繩直徑 /mm 3 31 4 37 6 43 8 43 鋼絲繩罐道 直徑 /mm 數(shù)量 32~50（根據(jù)提升高度確定） 4 剛性罐道 規(guī)格 數(shù)量 38kg/m 鋼軌 2 箕斗自重 /kg 最大終端載荷 /N 最大提升高度 /m 箕斗總高 /mm 箕斗中心距 /mm 適應井筒直徑 /m 3800 4400 5000 5500 80000 95000 120200 145000 500 650 700 500 7780 8560 9450 9250 1830 1830 1870 2100 ~ 適應提升機型號 2JK3 2JK3 第 8 頁 共 58 頁 39。mv 是選擇提升及標準速度的一個依據(jù)。在選出提升機后，可據(jù) 39。mv 從提升機 規(guī)格表中選用與 39。mv 相近的標準提升速度。 必須說明，提升機的最大提升速度要遵循《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定： (l)立井中用罐籠升降人員的最大速度不得超過下式求得的數(shù)值，且最大不得超過 12m/s. Hvm ? (2)立井升降物料的最大提升速度不得超過下式求得的數(shù)值 : Hvm ? 第三章、選擇提升鋼絲繩 提升鋼絲繩的正確選擇，不僅關系到提升設備的安全可靠地運行，而且可以節(jié)約大量的優(yōu)質鋼材。 提升鋼絲繩 是提升系統(tǒng)的重要組成部分，它直接關系到礦井的正常生產(chǎn)和人員的安全，還是提升系統(tǒng)中經(jīng)常更換的易耗品。在礦井提升中，根據(jù)用途，選用合適的鋼絲繩，揚長避短，充發(fā)揮它們的作用。 決定鋼絲繩的類型，首先應按以下原則確定： （ 1）使用中不松股； （ 2）符合使用場合及條件； （ 3）特別注意作業(yè)的安全。 （ 1）在靜筒淋水大，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； （ 2）在磨損嚴重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； （ 3）彎曲疲勞為主要損壞原因時，應選用接觸式或三角股 繩； （ 4）實踐證明，提升鋼絲繩用同向捻繩較好，多繩摩擦提升用左右捻各半：單繩纏繞式提升鋼絲繩的選用原則是：為防止纏繞是松捻，鋼絲繩的捻向應與繩在卷筒上纏繞時的螺旋線方向一致，目前單繩纏繞多為右旋，所以多選右同向捻繩； 第 9 頁 共 58 頁 （ 5）罐道繩最好用半密封繩或三角股繩，表面光滑，耐磨損； （ 6）用于溫度高或有明火的地方 。如矸石山等，最好用金屬繩芯鋼絲繩。 提升鋼絲繩是煤礦提升運輸系統(tǒng)的一個重要組成部分，因此，《煤礦安全規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》）對礦井提升鋼絲繩有專門規(guī)定。近年來，盡管各礦按照《規(guī)程》的要求加強了提升鋼 絲繩的檢查和保養(yǎng)，但是，每年仍然有斷繩事故發(fā)生。 預防斷繩的措施 為了防止斷繩，龍固煤礦根據(jù)具體情況，分別采取了如下措施。 （ 1） 合理選擇鋼絲繩。 （ 2） 正確使用、維護鋼絲繩。 （ 3） 防卡箕斗松繩。 （ 4） 防過卷。 （ 5） 預防過大的慣性力和沖擊力。 （ 6） 防過載?；诽嵘龑嵭卸垦b載，斜井提升杜絕超掛車現(xiàn)象。 （ 7） 按《規(guī)程》要求健全各種保護裝置，并按規(guī)定定期試驗，確保各種保護裝置靈敏可靠。 （ 8） 加強對司機和信號工的安全培訓，強化安全意識，增強責任心和提高分析處理實際情況 的能力。信號工與司機協(xié)調配合，嚴格按照《規(guī)程》操作。 （ 9） 對提升設備的調整和維修制定了切實可靠的措施，并嚴格落實。 （ 10） 及時更換新繩。當提升鋼絲繩銹蝕、磨損、斷絲、安全系數(shù)等達到《煤礦安全規(guī)程》有關規(guī)定時，必須立即予以更換。 副井提升作業(yè)復雜多變，通常以提升矸石為準來選擇鋼絲繩，但在選繩之后，應對提人時的安全系數(shù)進行驗算，以保證安全。 選擇原則 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；另外磨損及銹蝕將影響鋼絲繩的性能并加速 其損壞。因此綜合反映上述應力的疲勞計算是一個復雜的問題，雖然國內外學者在這方面作了大量的研究工作，取得了一些成就，但是由于鋼絲繩的結構復雜，影響因素較多，強度計算理論尚未完善，一些計算公式還不能確切地反映真正的應力情況。我國礦用鋼絲 第 10 頁 共 58 頁 繩是按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定來選擇的，其原則是：鋼絲繩應按最大靜載荷并考慮一定安全系數(shù)的方法進行計算。 選擇計算 圖 3－ 1為豎井單繩提升鋼絲繩計算示意圖。