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1、第十一章 矿井提升设备本讲稿第一页，共三十页第一节 概述*矿井提升设备的任务和特点矿井提升设备的任务和特点：任务任务:沿井筒提升煤炭（或矿石）、矸石、运送材料、升降人员和沿井筒提升煤炭（或矿石）、矸石、运送材料、升降人员和设备等。它是矿山大型固定设备之一，是矿山井下生产系统和地面工业设备等。它是矿山大型固定设备之一，是矿山井下生产系统和地面工业广场相联接的枢纽、矿山运输的咽喉。广场相联接的枢纽、矿山运输的咽喉。矿井提升设备的特点是：安全性安全性 可靠性可靠性 经济性经济性 2本讲稿第二页，共三十页矿井提升系统矿井提升系统组成：组成：提升容器、提升钢丝绳、提升机、井架（塔）和提升容器、提升钢丝绳
2、、提升机、井架（塔）和天轮、装卸载设备及附属装置等矿井提升设备组成。天轮、装卸载设备及附属装置等矿井提升设备组成。*3本讲稿第三页，共三十页常用矿井提升系统常用矿井提升系统常用矿井提升系统主要有两大类：常用矿井提升系统主要有两大类：一类是用以提升煤炭（或矿石）的一类是用以提升煤炭（或矿石）的主井箕斗提升系统主井箕斗提升系统，另一类是完成其他辅助任务的另一类是完成其他辅助任务的副井罐笼提升系统副井罐笼提升系统。*4本讲稿第四页，共三十页立井单绳缠绕式提升机箕斗提升系统*本讲稿第五页，共三十页多绳摩擦式提升系统多绳摩擦式提升系统有有井塔式井塔式和和落地式落地式两种布置方式。两种布置方式。井塔式井塔
3、式是把提升机安装在井塔上，其是把提升机安装在井塔上，其优点是布置紧凑，节省工业广场占优点是布置紧凑，节省工业广场占地，没有天轮，钢丝绳不在露天中，地，没有天轮，钢丝绳不在露天中，改善了钢丝绳的工作条件，但需要改善了钢丝绳的工作条件，但需要建造井塔，费用较高。建造井塔，费用较高。井塔式多绳摩擦提升机井塔式多绳摩擦提升机*6本讲稿第六页，共三十页落地式落地式是将提升机安装在地面上，是将提升机安装在地面上，其优点是井架建造费用低，减少了其优点是井架建造费用低，减少了矿井的初期投资，并可提高抗地震矿井的初期投资，并可提高抗地震灾害能力。过去多采用井塔式，近灾害能力。过去多采用井塔式，近年来已采用落地式
4、。年来已采用落地式。落地式多绳摩擦提升机落地式多绳摩擦提升机*7本讲稿第七页，共三十页机机房房直直接接设设在在地地面面上上，井井架架低低，投投资资小小，抗抗震震性性能能好好；缺缺点点是是钢钢丝丝绳绳暴暴露露在在露露天天，弯弯曲曲次次数数多多,影影响响钢钢丝丝绳绳的的工工作作条条件件及及使使用用寿寿命命。落地式多绳摩擦提升机特点落地式多绳摩擦提升机特点*8本讲稿第八页，共三十页多绳摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机相比，其主要多绳摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机相比，其主要优点优点：提升高度不受滚筒宽度限制，适用于深井提升；提升高度不受滚筒宽度限制，适用于深井提升；由于多根钢丝绳共同承受终端载荷，钢丝
5、绳直径变小，故摩由于多根钢丝绳共同承受终端载荷，钢丝绳直径变小，故摩擦轮直径显著减小；擦轮直径显著减小；在相同提升速度情况下，可以使用转速较高的电动机和较小在相同提升速度情况下，可以使用转速较高的电动机和较小传动比的减速器；传动比的减速器；采用偶数根钢丝绳，且左右捻各半，消除了提升容器在提升采用偶数根钢丝绳，且左右捻各半，消除了提升容器在提升过程中的扭转，减小了罐耳和罐道间的摩擦；过程中的扭转，减小了罐耳和罐道间的摩擦；多绳摩擦与单绳缠绕式的比较多绳摩擦与单绳缠绕式的比较*9本讲稿第九页，共三十页多绳摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机相比，其主要多绳摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机相比，其主要优点优
6、点是：是：钢丝绳搭放在摩擦轮上，钢丝绳搭放在摩擦轮上，减少了钢丝绳的弯曲次数减少了钢丝绳的弯曲次数，改善，改善了钢丝绳的工作条件，可以提高钢丝绳的使用寿命；了钢丝绳的工作条件，可以提高钢丝绳的使用寿命；多根钢丝绳同时被拉断的可能性极小，多根钢丝绳同时被拉断的可能性极小，提高了安全性提高了安全性。因。因此，多绳提升罐笼可以不设防坠器。此，多绳提升罐笼可以不设防坠器。多绳摩擦与单绳缠绕式的比较多绳摩擦与单绳缠绕式的比较*10本讲稿第十页，共三十页 主要主要缺点缺点是：是：多根钢丝绳的悬挂、更换、调整、维护检修工作复杂，而且多根钢丝绳的悬挂、更换、调整、维护检修工作复杂，而且当当一根钢丝绳损坏时，需
7、要更换所有钢丝绳一根钢丝绳损坏时，需要更换所有钢丝绳；绳长不能调节绳长不能调节，不适应多水平提升，也不适用于凿井。，不适应多水平提升，也不适用于凿井。多绳摩擦与单绳缠绕式的比较多绳摩擦与单绳缠绕式的比较*11本讲稿第十一页，共三十页箕斗卸载原理*当箕斗提升至地面煤仓时，卸载滚轮进入安装在井架上当箕斗提升至地面煤仓时，卸载滚轮进入安装在井架上的卸载曲轨内，随着箕斗提升，固定在箕斗框架上的小的卸载曲轨内，随着箕斗提升，固定在箕斗框架上的小曲轨同时向上运动，则滚轮在卸载曲轨作用下，沿着箕曲轨同时向上运动，则滚轮在卸载曲轨作用下，沿着箕斗框架上的小曲轨向下运动，并转动连杆，使其通过连斗框架上的小曲轨向
8、下运动，并转动连杆，使其通过连杆锁角为零的位置后，闸门就借助煤的压力打开，开始杆锁角为零的位置后，闸门就借助煤的压力打开，开始卸载。在箕斗下放时，以相反的顺序关闭闸门。卸载。在箕斗下放时，以相反的顺序关闭闸门。平板闸门底卸式箕斗较扇形闸门卸载时井架受力小，卸载平板闸门底卸式箕斗较扇形闸门卸载时井架受力小，卸载曲轨短，装载时撒煤少，且动作可靠。曲轨短，装载时撒煤少，且动作可靠。12本讲稿第十二页，共三十页 罐笼按提升钢丝绳的数目可分为：单绳罐笼和多绳罐笼。单绳罐笼一般 用于不超过400米的矿井，多绳罐笼一般用超过350米的矿井。按层数可分为：单层罐笼、双层罐笼和多层罐笼；按所装矿车的名义装载量可
9、分为：1t、1.5t和3t罐笼。罐笼及其承接装置*13本讲稿第十三页，共三十页导向装置也称罐道。罐道分为刚性罐道和钢丝绳罐道。刚性罐道：刚性罐道有木罐道、钢轨罐道和组合钢罐道。钢轨罐道采用普通重型钢轨做成，侧向刚度小，使容器运行时产生横向摆动，罐耳磨损较大，通常用于提升速度不大，提升量较小的场合。组合罐道采用槽钢和钢板焊成，其优点是侧向抗弯和抗扭刚度大，与胶轮罐耳相配合运行阻力小，因而容器运行平稳，罐耳磨损小，寿命延长。这种罐道主要用于提升速度高、一次提升量大的场合。容器导向装置*14本讲稿第十四页，共三十页提升容器的附属装置提升容器的附属装置1防坠器对立井防坠器的基本要求必须保证在任何条件下
10、都能制动住下坠的罐笼，动作迅速、平稳、可靠；为保证人身安全；在最小终端载荷时，制动减速度不大于50m/s2，延续时间不超过0.20.5s；在最大终端载荷时，制动减速度不小于10m/s2；防坠器动作的空行程时间，即从钢丝绳断裂到防坠器发生作用的时间，应不大于0.25s；结构简单、可靠；各个连接和传动部分，动作灵活，不能产生误动作；新安装或大修后的防坠器，必须进行脱钩试验，合格后方可使用*15本讲稿第十五页，共三十页按股中钢丝接触情况分类 （1）点接触式 股内钢丝直径相等，内外各层钢丝之间呈点接触状态，丝间接触应力很高，易磨损，易断丝，耐疲劳性能差。该类型钢丝绳当受到拉伸载荷时，绳内各层钢丝的受力
11、在理论上相等，但在生产中发现这种钢丝绳的缺点是受拉时，钢丝间的点接触处，因应力集中而产生压痕，尤其是钢丝绳受弯曲时，压痕更为严重，因此导致钢丝疲劳断裂而过早损坏，所以点接触钢丝绳使用寿命较短。钢丝绳分类*16本讲稿第十六页，共三十页3按股中钢丝接触情况分（2）线接触式 多用不同直径的钢丝捻制，在各层间钢丝呈平行状态且为线接触。这种绳无二次弯曲现象，绳结构紧密，金属断面利用系数高，使用寿命长。该种钢丝绳的绳股内各层钢丝等捻距编捻，而内层钢丝和外层钢丝的捻距相等，从而使层间的钢丝互相平行，而呈线接触。*17本讲稿第十七页，共三十页3按股中钢丝接触情况分 （3）面接触式 结构紧密，表面光滑，与绳轮接
12、触面积大，耐磨损，抗挤压；股内钢丝接触应力小，抗疲劳，寿命长；钢丝绳金属断面系数大，同样绳径下有较大强度；钢丝绳伸长变形小，但柔软性能差。*18本讲稿第十八页，共三十页选择原则是：选择原则是：绳的捻向与绳在卷筒上的缠绕螺旋线方向绳的捻向与绳在卷筒上的缠绕螺旋线方向一致一致。我国单绳缠绕式提升机多为右螺旋缠绕，故应选。我国单绳缠绕式提升机多为右螺旋缠绕，故应选右捻绳，目的是防止钢丝绳松捻；右捻绳，目的是防止钢丝绳松捻；多绳摩擦提升为了克多绳摩擦提升为了克服绳的旋转性给容器导向装置造成磨损，一般选左、右服绳的旋转性给容器导向装置造成磨损，一般选左、右捻各一半。捻各一半。还应考虑如下因素：还应考虑如
13、下因素：(1)(1)在井筒淋水大，水的酸碱度较高且处于出风井中的在井筒淋水大，水的酸碱度较高且处于出风井中的提升钢丝绳，因腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳；提升钢丝绳，因腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳；提升钢丝绳选择使用提升钢丝绳选择使用*19本讲稿第十九页，共三十页第三节第三节 矿井提升机矿井提升机矿井提升机一般由电动机、减速器、主轴装置、制动装置、深度指示器、电控系统、润滑系统及操纵台组成。根据矿井提升机工作原理和结构不同，可分为以下类型：单绳缠绕式提升机工作可靠，结构简单，适用于浅井及中等深度的矿井，且终端载荷不能太大。多绳摩擦式提升机适用于中深和深度矿井。多绳缠绕式提升机（布雷尔提升机）适用于深
14、井和超深井。*20本讲稿第二十页，共三十页p作用：是使活卷筒与主轴连接或脱开，以便在调节是使活卷筒与主轴连接或脱开，以便在调节绳长或更换水平时，能调节两个容器的相对位置。绳长或更换水平时，能调节两个容器的相对位置。p类型：齿轮离合器、摩擦离合器和蜗轮蜗杆离合器齿轮离合器、摩擦离合器和蜗轮蜗杆离合器。应用较多的是齿轮离合器。p下页图为JK系列提升机调绳离合机构示意图，采用齿轮离合器，液压控制。调绳离合器调绳离合器*21本讲稿第二十一页，共三十页*本讲稿第二十二页，共三十页多绳摩擦提升机*23本讲稿第二十三页，共三十页（4）深度指示器提升机深度指示器的作用是：向司机指示容器在井筒中的位置；容器接近
15、井口停车位置时发出减速信号及减速控制指令；当提升容器过卷时使装在指示器上的终点开关动作，切断安全回路，实现安全制动；减速阶段提供给定速度并通过限速装置实现过速保护。以前国内使用的深度指示器主要有：牌坊式和圆盘式和数字式。用于多绳摩擦式提升机的深度指示器带有差动调零装置和可消除滑动、蠕动影响的精针指示系统。*24本讲稿第二十四页，共三十页 牌坊式深度指示器传动系统及结构牌坊式深度指示器传动系统及结构限速圆限速圆盘盘*25本讲稿第二十五页，共三十页第四节第四节 制动系统制动系统提升机制动系统是提升机的重要组成部分；它由制动器（执行机构，通称为闸）和传动机构组成。制动器是直接作用于制动盘（轮）上、产
16、生制动力矩的部分；按结构分为块闸和盘闸；块闸又分为角移式和平移式。传动机构是控制并调节制动力矩的部分，按动力源分为液压、气压和弹簧等。KJ23m、KJ46m提升机分别采用油压和气压块闸制动系统，国产JK系列提升机和多绳摩擦提升机均采用液压盘式闸制动系统。*26本讲稿第二十六页，共三十页液压盘式闸制动系统*27本讲稿第二十七页，共三十页1制动系统的作用正常工作制动，即在减速阶段参与提升机的速度控制；正常停车制动，即在提升终了或停车时闸住提升机；安全制动，即当提升机工作不正常或发生紧急事故时，迅速而及时地闸住提升机；调绳制动，即双卷筒提升机在调绳或更换水平时闸住活卷筒，松开死卷筒。第四节第四节 制
17、动系统制动系统*28本讲稿第二十八页，共三十页 制动装置的要求：制动装置的要求：一是制动器必须给出一个恰当的制动力矩；一是制动器必须给出一个恰当的制动力矩；二是安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现。二是安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现。*29本讲稿第二十九页，共三十页 盘闸制动器的优点多副制动器（最少2副，多则4、6、8副）同时工作。即使有一副失灵，也只能影响部分制动力矩，安全可靠性高；制动力矩调节是用液压调节装置实现的，操纵方便，制动力矩可调性好；惯性小，动作快，灵敏度高；体积小，重量轻，结构紧凑，外形尺寸小；安装和维护使用方便；通用性好，便于实现提升自动化盘式制动器盘式制动器*30本讲稿第三十页，共三十页