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1、第一节第一节 概概 述述对于煤层赋存较浅，表土层不厚以及水文地质情况简单的缓倾斜及对于煤层赋存较浅，表土层不厚以及水文地质情况简单的缓倾斜及倾斜煤层一般采用斜井开拓。有时，在平峒或竖井开拓的矿井中，倾斜煤层一般采用斜井开拓。有时，在平峒或竖井开拓的矿井中，深部水平延伸也采用暗斜井开拓方式。深部水平延伸也采用暗斜井开拓方式。斜井提升方式有斜井提升方式有斜井串车，斜井箕斗及斜井胶带输送机斜井串车，斜井箕斗及斜井胶带输送机提升等。提升等。斜井串车提升斜井串车提升的特点：的特点：具具有有投投资资小小和和出出煤煤快快的的优优点点。尤尤其其在在采采用用单单钩钩提提升升时时，井井筒筒断断面面小小，铺铺设设轨
2、轨道道少少，能能节节约约投投资资。但但因因受受提提升升速速度度限限制制(速速度度太太大大，容容易易掉掉道道)，生产能力较低，还有钢丝绳磨损较快，井筒维护费用高等缺点。，生产能力较低，还有钢丝绳磨损较快，井筒维护费用高等缺点。新新井井串串车车一一般般适适用用于于中中小小型型矿矿井井，井井筒筒倾倾角角不不大大于于25(25(因因超超过过2525，煤炭容易从矿车中撒出，煤炭容易从矿车中撒出)。按钩头的数目，斜井串车有按钩头的数目，斜井串车有单钩与双钩单钩与双钩之分。之分。单钩提升量小，电耗大，可用于多水平提升；单钩提升量小，电耗大，可用于多水平提升；双钩提升量大，电耗小，但不能用于多水平提升。双钩提
3、升量大，电耗小，但不能用于多水平提升。当当单单钩钩能能满满足足产产量量要要求求时时，不不采采用用双双钧钧，一一般般小小型型矿矿井井用用单单钩钩，中中型矿井型矿井(年产量大于年产量大于2121万万t)t)用双钩。用双钩。第1页/共51页斜井箕斗提升斜井箕斗提升的特点：的特点：具具有有提提升升速速度度大大，生生产产能能力力较较大大，容容器器自自重重小小以以及及装装卸卸载载自自动动化化等等优优点点。但但需需安安设设装装卸卸载载设设备备和和煤煤仓仓，故故投投资资多多，设设备备安安装装时时间间长长，此此外外，为为了了提提升升矸矸石石、下下放放材材料料、升升降降设设备备和和人人员员，需需另另设设一一套套副
4、副井提升设备。井提升设备。一一般般年年产产量量为为4545万万t t以以上上的的中中型型矿矿井井，倾倾角角为为25253535时时可可采采用用箕箕斗提升。斜井箕斗提升多采用双钩系统。斗提升。斜井箕斗提升多采用双钩系统。斜井胶带输送机提升斜井胶带输送机提升的特点：的特点：具具有有连连续续运运输输，安安全全可可靠靠及及运运输输量量大大等等优优点点。但但初初期期投投资资多多，设设备备安安装装时时间间较较长长，并并需需安安设设装装卸卸载载设设备备和和煤煤仓仓。井井筒筒倾倾角角一一般般不不大大于于1717的大型矿井、宜采用胶带输送机。的大型矿井、宜采用胶带输送机。煤煤炭炭工工业业设设计计规规范范规规定定
5、年年产产量量为为180180万万t t及及以以上上的的矿矿井井不不宜宜选选用用胶胶带带输输送送机机。但但有有的的设设计计单单位位建建议议，只只要要技技术术经经济济条条件件合合理理，经经过过方案比较，可在年产量方案比较，可在年产量6060万万吨吨时选用胶带输送机。时选用胶带输送机。上上述述各各种种斜斜井井提提升升设设备备中中，由由于于串串车车提提升升设设备备简简单单、安安装装容容易易，所所以使用比较广泛。以使用比较广泛。第2页/共51页第二节 串车提升系统一、平车场与甩车场一、平车场与甩车场斜井串车提升用的车场分斜井串车提升用的车场分平车场和甩车场平车场和甩车场两种。两种。如图如图9-1所示，在
6、所示，在双钩平车场双钩平车场上串车开始提升时，上串车开始提升时，空空串串车车由由井井口口车车场场推推车车器器用用1m/s的的低低速速向向下下推推进进，重重串串车车也也以以相同的低速由井底车场重车线上提。相同的低速由井底车场重车线上提。当当空空串串车车与与重重串串车车全全部部进进入入井井筒筒后后，开开始始主主加加速速阶阶段段。在在主主加加速阶段和等速阶段内串车走完井筒全程。速阶段和等速阶段内串车走完井筒全程。重重车车出出井井口口后后，提提升升机机制制动动，矿矿车车借借惯惯性性继继续续前前进进。此此时时，自自动动或或手手动动把把钢钢丝丝绳绳的的钩钩头头由由重重串串车车摘摘下下井井挂挂在在空空串串车
7、车上上，打打开开空车线上的阻车器，准备推车下放。空车线上的阻车器，准备推车下放。空空串串车车到到井井底底车车场场进进入入空空车车线线,摘摘挂挂钩钩后后,也也为为下下一一循循环环做做好好准准备备.有有时时，提提升升速速度度较较大大，重重串串车车不不宜宜以以此此过过高高的的速速度度在在车车场场和和地地面运行，则需在井筒内减速。面运行，则需在井筒内减速。第3页/共51页第4页/共51页第5页/共51页如图如图9-2所示为单钩甩车场速度图。所示为单钩甩车场速度图。重重串串车车沿沿井井下下重重车车道道上上提提时时，为为了了防防止止在在弯弯道道上上掉掉道道，应应以以1.5m/s1.5m/s的低速上提。的低
8、速上提。待重串车进入井筒后，开始主加速阶段。待重串车进入井筒后，开始主加速阶段。重串车出井口前后开始减速，提过道岔重串车出井口前后开始减速，提过道岔A A后停车。后停车。搬搬过过道道岔岔，提提升升机机松松闸闸，重重串串车车反反向向下下滑滑进进入入井井上上重重车车甩甩车车道道。摘挂钩后，提升机把空串车提过道岔摘挂钩后，提升机把空串车提过道岔A A。搬搬过过道道岔岔，下下放放空空串串车车到到井井底底车车场场入入空空车车道道。摘摘挂挂钩钩后后，再再开开始始下下循循环环(双双钩钩甩甩车车场场在在地地面面上上若若仍仍向向同同侧侧甩甩车车，需需要要用用压压绳绳道道岔岔)。由由上上述述情情况况看看出出，平平
9、车车场场内内没没有有往往返返操操作作时时间间，如如果果运运用用得得当当，生生产产能能力力较较大大。但但是是平平车车场场上上需需要要阻阻车车器器和和推推车车器器等等辅辅助助设设备备，需需要要的的工工作作人人员员也也较较多多，过过去去工工人人要要在在重重车车前前进进时时在在车车前前摘摘钩钩，很很不不安安全全(现现在在大大多多改改用用自自动动摘摘钩钩装装置置)。在在平平车车场场上上为为了了改改善善工工人劳动条件、维护车场设备，应建井口棚。而在甩车场则不需要。人劳动条件、维护车场设备，应建井口棚。而在甩车场则不需要。第6页/共51页二、一次提升量的确定二、一次提升量的确定(一一)提升长度提升长度L L
10、采采用用甩甩车车场场时时，(9-1)采采用用平平车车场场时时 (9-2)式式中中 LD 井井底底甩甩车车道道长长，即即从从井井底底至至井井底底尾尾车车停停车车点点的的距距离离。应应根根据据设计出的甩车场长度及一次拉的矿车数而定，一般可取设计出的甩车场长度及一次拉的矿车数而定，一般可取2535m；LB 从从井井口口至至栈栈桥桥尾尾车车停停车车点点的的距距离离，它它近近似似地地等等于于从从井井口口至至道岔道岔A的距离。根据一次拉车数或由车场设计确定，一般可取的距离。根据一次拉车数或由车场设计确定，一般可取2535m；Ls 井筒斜长，井筒斜长，m。井井口口甩甩车车道道长长L LK K是是指指从从道道
11、岔岔A A至至重重串串车车尾尾车车停停车车点点的的距距离离，一一般取为般取为30m30m。第7页/共51页(二二)速度图参数的确定速度图参数的确定1最大提升速度最大提升速度vm煤矿安全规程煤矿安全规程规定斜井串车最大提升速度规定斜井串车最大提升速度vm为：为：1)升降人员或用矿车升降物料时，升降人员或用矿车升降物料时，vm5m/s；2)箕箕斗斗升升降降物物料料时时，vm7m/s，当当铺铺设设固固定定道道床床，采采用用重重型型钢钢轨时，轨时，vm9m/s。根根据据此此项项规规定定，结结合合设设计计条条件件应应首首先先预预选选提提升升机机，确确定定提提升升机的速度为机的速度为v vm m。2初始加
12、速度初始加速度a00.3m/s2。3车场内速度车场内速度v0甩车场甩车场v01.5m/s；平；平车场车场v01m/s。第8页/共51页4加速度加速度a1和减速度和减速度a3煤矿安全规程煤矿安全规程规定：规定：升升降降人人员员时时，a1和和a3都都不不得得超超过过0.5m/s2，对对物物料料提提升升的的a1和和a3没没有有限限制制。一一般般可可用用0.5m/s2，也也可可稍稍大大一一些些。但但要要考考虑虑自自然加速度与自然减速度的问题。然加速度与自然减速度的问题。5摘挂钩时间摘挂钩时间1甩车场甩车场120s；平车场；平车场125s。6电动机换向时间电动机换向时间25s。(二二)速度图参数的确定速
13、度图参数的确定第9页/共51页(三三)一次提升循环时间一次提升循环时间T Tx x1速度图各阶段运行时间及路程计算速度图各阶段运行时间及路程计算以单钩甩车场为例进行计算。以单钩甩车场为例进行计算。串车在井底车场运行阶段：串车在井底车场运行阶段：初加速时间初加速时间t1为为 (9-3)初加速行程初加速行程L1为为 (9-4)等速阶段行程等速阶段行程L2为为 (9-5)等速阶段运行时间等速阶段运行时间t2为为 (9-6)总运行时间总运行时间tD为：为：第10页/共51页串车在提出车场后的主加速阶段：串车在提出车场后的主加速阶段：运行时间运行时间t3为为 (9-7)行程行程L3为为 (9-8)第11
14、页/共51页 主减速运行阶段：主减速运行阶段：运行时间运行时间t5为为 (9-9)运行行程运行行程L5为为 (9-10)第12页/共51页等速运行阶段：等速运行阶段：运行行程运行行程L4为为 (9-11)运行时间运行时间t4为为 (9-12)第13页/共51页 井口甩车运行阶段：井口甩车运行阶段：加速时间加速时间t6与减速时间与减速时间t8为为 (9-13)加速行程加速行程L6与减速行程与减速行程L8为为 (9-14)等速行程等速行程L7为为 (9-15)等速运行时间等速运行时间t7为为 (9-16)井口甩车运行时间井口甩车运行时间tk为为 (9-17)第14页/共51页2 2一次提升循环时间
15、一次提升循环时间T Tx x的确定的确定甩车场单钩串车提升一次循环时间甩车场单钩串车提升一次循环时间Tx为为 (9-18)同样方法可求出甩车场双钩串车提升一次循环时间同样方法可求出甩车场双钩串车提升一次循环时间Tx为为 (9-19)平车场双钩串车提升一次循环时间平车场双钩串车提升一次循环时间Tx为为 (9-20)第15页/共51页(四四)一次提升量和矿车数的确定一次提升量和矿车数的确定1 1根据矿井年产量要求计算根据矿井年产量要求计算1)小时提升量小时提升量Ax：(9-21)式中式中 C 提升不均衡系数。提升不均衡系数。有井底煤仓时，有井底煤仓时，Cl.101.15；无井底煤仓时，；无井底煤仓
16、时，Cl.20；当当矿矿井井有有两两套套提提升升设设备备时时，C1.15；只只有有一一套套提提升升设设备备时时，C1.25；af 提升能力富裕系数，对于第一水平提升能力富裕系数，对于第一水平af1.20；A 矿井年产量矿井年产量t/a；br 年工作日数；年工作日数；t 日工作小时数。日工作小时数。第16页/共51页2)一次提升量一次提升量Q (9-22)3)一次提升矿车数一次提升矿车数z1 (9-23)(9-24)式中式中 装载系数。倾角为装载系数。倾角为20以下时，以下时，1；倾倾 角角 为为 2125时时，0.950.9；倾倾 角角 为为 2530时时，0.850.8；煤的散集密度，煤的散
17、集密度，t/m3；Vc 矿车容积，矿车容积，m3；G 矿车中货载质量，矿车中货载质量，t。计算出的计算出的z1值如果不是整数，应圆整为较大整数。值如果不是整数，应圆整为较大整数。第17页/共51页2 2根据连接器强度计算矿车数根据连接器强度计算矿车数矿矿车车沿沿倾倾角角为为的的轨轨道道提提升升时时，z2辆辆矿矿车车的的总总阻阻力力由由串串车车最最前前面面的的连连接接器器来来承承担担，因因连连接接器器强强度度有有限限，所所拉拉的的矿矿车车数数就就要要受受到到限限制制。连连接器的强度（最大牵引力）一般为接器的强度（最大牵引力）一般为58800N。z2辆矿车提升时总阻力与连接器强度的关系为辆矿车提升
18、时总阻力与连接器强度的关系为 (9-25)则则 (9-26)式中式中 G 矿车中货载质量，矿车中货载质量，kg；G0 矿车质量，矿车质量，kg；g 重力加速度，重力加速度，m/s2；矿车运行阻力系数，一般可采用矿车运行阻力系数，一般可采用0.010.015。第18页/共51页若计算出的若计算出的z z2 2值不是整数，应圆整为较小整数。值不是整数，应圆整为较小整数。若若z1z2，则则可可按按z1确确定定矿矿车车数数z；若若z1z2，即即连连接接器器强强度度不不够够，此此时时应应提提高高提提升升速速度度，以以保保证证产产量量要要求求。如如果果提提升升速速度度无无法法再再提提高高，则则说说明明这这
19、种种提提升升方方式式已已无无法法满满足足矿矿井井生生产产要要求求，故应改变提升方式。故应改变提升方式。第19页/共51页三、钢丝绳的选择计算三、钢丝绳的选择计算由图由图9-3可见，钢丝绳的最大静张力发生在钢绳天轮的切点可见，钢丝绳的最大静张力发生在钢绳天轮的切点C。钢丝绳长度钢丝绳长度Lc为：为：(9-27)LT 从从道道岔岔A中中心心至至首首车车停停车车点点的的斜斜长长，它它与提升串车数有关，一般按与提升串车数有关，一般按1.5串车长计算；串车长计算；Lg 过卷斜长，与竖井单绳缠绕式相同；过卷斜长，与竖井单绳缠绕式相同；Rt 天轮半径，天轮半径，m；Lch 串车长，串车长，m；(9-28)第
20、20页/共51页钢丝绳最大静张力钢丝绳最大静张力Qmax (9-29)式中式中 p 钢丝绳每米质量，钢丝绳每米质量，kg/m；钢丝绳运行阻力系数，与钢绳支承情况有关。钢丝绳运行阻力系数，与钢绳支承情况有关。钢丝绳全部支承在地滚上，取钢丝绳全部支承在地滚上，取 =0.150.20；钢丝绳局部支承在地滚上，取钢丝绳局部支承在地滚上，取 =0.250.40；钢钢 丝丝 绳绳 全全 部部 在在 底底 板板 或或 枕枕 木木 上上 拖拖 动动 时时，取取 =0.40.6；g 重力加速度，重力加速度，m/s2；第21页/共51页按竖井计算钢丝绳的方法，可求得钢丝绳的每米质量按竖井计算钢丝绳的方法，可求得钢
21、丝绳的每米质量p为为 (9-30)式中式中 B 钢丝绳公称抗拉强度，钢丝绳公称抗拉强度，Pa；ma 钢丝绳安全系数，同竖井；钢丝绳安全系数，同竖井；0 钢丝绳密度，钢丝绳密度，kg/m3。根根据据（9-30）式式的的计计算算值值，从从钢钢丝丝绳绳规规格格表表中中选选标标准准钢钢丝丝绳绳，并并按按下式验算安全系数：下式验算安全系数：(9-31)式中式中 Qq 钢丝破断拉力总和，钢丝破断拉力总和，N。斜斜井井提提升升一一般般选选用用6 6股股7 7丝丝交交互互捻捻钢钢丝丝绳绳，因因为为这这种种钢钢丝丝绳绳的的钢钢丝丝较较粗，耐磨。当有面接触钢丝绳供应时，应优先选用。粗，耐磨。当有面接触钢丝绳供应时
22、，应优先选用。第22页/共51页四、提升机选择计算四、提升机选择计算卷卷筒筒直直径径及及卷卷筒筒宽宽度度计计算算参参看看第第七七章章第第四四节节。当当选选用用绳绳6 6（7 7）型型钢钢丝丝绳绳时时，若若仍仍按按钢钢丝丝直直径径的的12001200倍倍计计算算卷卷筒筒直直径径，则则卷卷筒筒直直径径很很大大，这这是是很很不不经经济济的的。为为此此，有有时时需需请请上上级级主主管管机机关关批批准准，仅仅按按钢钢丝丝绳绳直径的直径的8080倍（井下可按倍（井下可按6060倍）的要求选用卷筒直径。倍）的要求选用卷筒直径。提升机强度验算如下：提升机强度验算如下：从从提提升升机机规规格格表表中中查查出出最
23、最大大静静张张力力Fj，它它应应不不小小于于提提升升机机实实际际最最大大静张力，即静张力，即 (9-32)从提升机规格表中查出最大静张力差从提升机规格表中查出最大静张力差Fc，它就不小于提升机实际最，它就不小于提升机实际最大静张力差，即大静张力差，即(9-33)式（式（9-339-33）等号右边第三项表示下放侧空串车作用于钢丝绳上的张）等号右边第三项表示下放侧空串车作用于钢丝绳上的张力。力。第23页/共51页五、提升机与井筒的相对位置五、提升机与井筒的相对位置(一一)天轮天轮天轮分为天轮分为固定天轮与游动天轮固定天轮与游动天轮。固固定定天天轮轮工工作作可可靠靠，维维护护量量小小，但但由由于于钢
24、钢丝丝绳绳偏偏角角必必须须保保证证不超过不超过130130，故使提升机至天轮距离较远。，故使提升机至天轮距离较远。游游动动天天轮轮的的优优点点是是，在在允允许许的的钢钢丝丝绳绳偏偏角角下下，可可缩缩短短提提升升机机至至天天轮轮的的距距离离，从从而而减减少少地地面面广广场场占占用用面面积积，若若用用于于井井下下，可可减减少少巷巷道道开开拓拓量量。此此外外，由由于于提提升升机机至至天天轮轮距距离离缩缩短短，钢钢丝丝绳绳的的垂垂度度小小，故故克克服服了了由由于于钢钢绳绳垂垂度度过过大大而而使使车车场场侧侧摘摘挂挂钩困难。但游动天轮的维护量大，工作可靠性差。钩困难。但游动天轮的维护量大，工作可靠性差。
25、一般在井下或小型斜井可选用游动天轮。一般在井下或小型斜井可选用游动天轮。天轮直径天轮直径D与钢丝绳直径与钢丝绳直径d有关。有关。第24页/共51页1 1固定天轮直径固定天轮直径 井井上上，(9-34)井井下下，(9-35)由由于于斜斜井井提提升升钢钢丝丝绳绳在在天天轮轮上上的的围围包包角角较较小小，故故在在设设计计中中井井上天轮直径也可以按上天轮直径也可以按60d选用。选用。2 2游动天轮直径游动天轮直径为为了了使使游游动动天天轮轮容容易易游游动动，当当钢钢丝丝绳绳在在天天轮轮上上围围包包角角小小于于6060时，时，煤炭工业设计规范煤炭工业设计规范建议按下式选择天轮直径建议按下式选择天轮直径
26、(9-36)第25页/共51页(二二)井架高度井架高度H Hj j斜井井架高度根据总平面布置的要求来确定。斜井井架高度根据总平面布置的要求来确定。1斜井甩车场斜井甩车场(图图9-4)井架高度井架高度Hj为为 (9-37)式中式中 根据井口车场设计的栈桥倾角，一般为根据井口车场设计的栈桥倾角，一般为812；l 井井口口至至钢钢丝丝绳绳与与天天轮轮接接触触点点斜斜长长，应应由由车车场场设设计计要要求求而而定定，也可由下式计算也可由下式计算 (9-38)第26页/共51页2斜井平车场斜井平车场(图图9-5)井架高度井架高度Hj为为 (9-37)式中式中 L 井口至天轮中心的水平距离，根据车场设计来确
27、定，井口至天轮中心的水平距离，根据车场设计来确定，m；钢钢 丝丝 绳绳 的的 牵牵 引引 角角，为为 使使 矿矿 车车 在在 变变 坡坡 点点 不不 掉掉 道道，910。双双钩钩提提升升时时，需需使使矿矿车车通通过过钢钢丝丝绳绳底底部部之之处处钢钢丝丝绳绳距距地地面面高高度不小于度不小于2.5m2.5m。第27页/共51页第28页/共51页(三三)钢丝绳弦长钢丝绳弦长(参看图参看图9-5)9-5)为为了了减减少少钢钢丝丝绳绳与与天天轮轮边边缘缘的的磨磨损损，以以及及为为了了减减少少钢钢丝丝绳绳在在卷筒上缠绕时因咬绳而产生的磨损，卷筒上缠绕时因咬绳而产生的磨损，煤矿安全规程煤矿安全规程规定：规定
28、：外偏角外偏角1和内偏角和内偏角2均不得大于均不得大于130；多层缠绕时，内偏角多层缠绕时，内偏角2 不应大于不应大于115。由于偏角的限制，可计算出最小弦长由于偏角的限制，可计算出最小弦长Lxmin。第29页/共51页第30页/共51页1 1固定天轮最小弦长固定天轮最小弦长单钩提升，单钩提升，(9-40)双钩提升，双钩提升，按外偏角计算按外偏角计算 (9-41)(9-41)按内偏角计算按内偏角计算 (9-42)(9-42)式中式中 B 卷筒宽度，卷筒宽度，m；a 两卷筒间距离，两卷筒间距离，m；S 两天轮间水平距离，两天轮间水平距离，m。双钩提升，按内、外偏角计算后，应取其中大者作为最小弦长
29、。双钩提升，按内、外偏角计算后，应取其中大者作为最小弦长。第31页/共51页2游动天轮最小弦长游动天轮最小弦长(图图9-6)单钩提升，单钩提升，(9-43)双钩提升，双钩提升，按外偏角计算按外偏角计算 (9-44)(9-44)按内偏角计算按内偏角计算 (9-45)(9-45)式中式中 Y 游动天轮移动距离，游动天轮移动距离，Y1m左右。左右。双钩提升，按内、外偏角计算后应取其中大者作为最小弦长。双钩提升，按内、外偏角计算后应取其中大者作为最小弦长。上上述述最最小小弦弦长长计计算算均均为为多多层层缠缠绕绕时时的的计计算算方方法法，若若为为单单层层缠缠绕绕，可可参看本篇第七章第六节。参看本篇第七章
30、第六节。第32页/共51页第33页/共51页(四四)提升机卷筒中心至天轮中心的水平距离提升机卷筒中心至天轮中心的水平距离L Ls s (9-46)式中式中 C0 提升机卷筒中心至地面高度，一般可取为提升机卷筒中心至地面高度，一般可取为0.5m。将将Ls圆整为接近大整数，然后再求实际弦长：圆整为接近大整数，然后再求实际弦长：(9-47)对对于于斜斜井井，因因井井架架较较低低(尤尤其其是是游游动动天天轮轮的的井井架架)，所所以以求求出出最最小小弦弦长长后后就就圆圆整整为为整整数数，并并作作为为水水平平距距离离L Ls s，再再求求出出实实际际弦弦长长L Lx x。弦弦长长一一般般不不应应超超过过6
31、0m60m，因因超超过过60m60m，绳绳弦弦易易引引起起振振动动，严严重重时时会会使使绳绳从从天天轮轮中中跳跳出出，另另外外，由由钢钢丝丝绳绳自自重重引引起起的的垂垂度度过过大大，使使得得车车场场一一侧侧摘摘挂挂钩钩十十分分困困难难。若若绳绳弦弦大大于于60m60m时时，应应在在适当地点上设托绳辊。适当地点上设托绳辊。第34页/共51页(五五)计算偏角计算偏角1 1固定天轮固定天轮1)单钩提升单钩提升 (9-48)2)双钩提升双钩提升外偏角：外偏角：(9-49)(9-49)内偏角：内偏角：(9-50)(9-50)第35页/共51页 2 2游动天轮游动天轮1)单钩提升单钩提升 (9-51)2)
32、双钩提升双钩提升外偏角：外偏角：(9-52)内偏角：内偏角：(9-53)第36页/共51页(六六)计算下出绳角计算下出绳角与竖井计算方法同。参看本篇第七章第六节。与竖井计算方法同。参看本篇第七章第六节。根根据据上上述述所所计计算算的的相相对对位位置置的的有有关关数数值值，可可以以绘绘出出相相对对位位置置图。图。第37页/共51页 六、预选电动机六、预选电动机在进行动力学计算之前确定电动机功率时，可按下式估算。在进行动力学计算之前确定电动机功率时，可按下式估算。单钩提升，电动机功率单钩提升，电动机功率N为为 (9-54)双钩提升，电动机功率双钩提升，电动机功率N为为 (9-55)式中式中 Fj、
33、Fc 分别为最大静张力及最大静张力差的计算值，分别为最大静张力及最大静张力差的计算值，N；k 功率备用系数，主提升设备功率备用系数，主提升设备k=1.1；传动效率，单级传动为传动效率，单级传动为0.92；两级传动为；两级传动为0.85；根根据据计计算算出出的的功功率率值值、电电动动机机的的旋旋转转速速度度及及电电压压等等级级在在电电动动机机规规格格表中选取电动机。表中选取电动机。第38页/共51页七、斜井串车提升动力学计算七、斜井串车提升动力学计算(一一)提升系统的变位质量提升系统的变位质量参看本篇第七章第九节。参看本篇第七章第九节。(二二)加减速度的验算加减速度的验算煤煤矿矿安安全全规规程程
34、对对物物料料提提升升的的加加、减减速速度度没没有有限限制制。一一般般可用可用0.5m/s2。但需按自然加、减速度进行验算。但需按自然加、减速度进行验算。第39页/共51页1 1自然加速度验算自然加速度验算空空串串车车在在斜斜井井中中下下放放时时，受受到到其其重重力力沿沿斜斜面面分分力力的的作作用用。所所以以它它的的自自然然加加速速度度是是由由斜斜面面上上分分力力与与摩摩擦擦阻阻力力（即即下下放放端端钢钢丝丝绳绳静静张张力力）作用形成的。作用形成的。自然加速度自然加速度a1z按下式计算按下式计算 (9-56)式中式中 Fx 下放端钢丝绳的静张力，下放端钢丝绳的静张力，N，(9-57)mx 下放端
35、钢丝绳的变位质量，它包括空串车质量及天轮的变下放端钢丝绳的变位质量，它包括空串车质量及天轮的变位质量，位质量，kg，(9-58)Gr 天轮的变位质量，天轮的变位质量，kg。第40页/共51页 (9-59)如如果果提提升升机机的的加加速速度度大大于于空空串串车车的的自自然然加加速速度度，那那么么空空串串车车下下放放得得慢慢，提提升升机机向向外外放放绳绳放放得得快快。这这时时一一部部分分钢钢丝丝绳绳松松弛弛垂垂在在地地面面上上。等等到到提提升升机机加加速速完完毕毕开开始始等等速速运运转转后后，空空串串车车继继续续加加速速。直直到到空空串串车车速速度度超超过过提提升升机机速速度度，才才能能把把钢钢丝
36、丝绳绳拉拉紧紧。此此时时空空串串车车的的速速度度可可能能比比提提升升机机的的大大得得多多。钢钢丝丝绳绳受受到一个很大的冲击载荷，可能被拉断。到一个很大的冲击载荷，可能被拉断。当当空空串串车车下下放放时时，提提升升机机的的加加速速度度不不可可大大于于空空串串车车的的自自然然加加速度。速度。第41页/共51页2 2自然减速度验算自然减速度验算斜斜井井提提升升的的减减速速度度也也不不能能太太大大。如如果果提提升升机机急急剧剧刹刹车车，上上升升的的重重串串车车不不能能相相应应地地及及时时停停止止。势势必必有有一一部部分分钢钢丝丝绳绳落落在在重重串串车车前前面面，或或落落在在轨轨道道上上。结结果果，钢钢
37、丝丝绳绳会会被被压压坏坏，重重串串车车也也会会掉掉道道。更更严严重重的的情情况况是是，提提升升机机停停止止后后，重重串串车车仍仍向向上上运运行行一一段段距距离离。此此时时钢钢丝丝绳绳呈呈松松弛弛状状态态。因因为为重重串串车车无无物物支支承承，它它必必定定要要反反向向下下滑滑。借借自自然然加加速速度度下下滑滑到到再再一一次次把把钢钢丝丝绳绳拉拉紧紧。若若此此时时速速度度较较大大，钢钢丝丝绳绳将将受受到到很很大大的的冲冲击击，可可能能把把钢钢丝丝绳绳或或连连接接装装置置等等拉拉断断。所所以以，提提升升机机的的减减速速度度必必须须小小于于上上升升重重串串车车的的自自然然减速度。减速度。重串车的自然减
38、速度重串车的自然减速度a3z为为 (9-60)式中式中 Fs 上升端钢丝绳的静张力，上升端钢丝绳的静张力，N，(9-61)ms 上升端钢丝绳的变位质量，上升端钢丝绳的变位质量，kg，(9-62)第42页/共51页 (9-63)当当倾倾角角66时时，自自然然加加速速度度和和自自然然减减速速度度均均大大于于0.7m/s0.7m/s2 2。显显然然，对对于于坡坡度度稍稍大大的的矿矿井井，提提升升正正常常运运转转中中，自自然然加加速速度度及及自自然然减减速速度度的的影影响响是是不不大大的的。但但是是，安安全全制制动动时时，却却要要因因此限制减速度。此限制减速度。煤煤矿矿安安全全规规程程对对30以以下下
39、坡坡度度提提升升重重载载时时，安安全全制制动动减减速速度的限制，就是根据自然减速度规定的。度的限制，就是根据自然减速度规定的。第43页/共51页3 3斜井串车动力学计算斜井串车动力学计算动动力力学学计计算算是是计计算算提提升升过过程程中中某某一一运运行行阶阶段段的的某某一一瞬瞬间间提提升升机受力的大小。提升机受力分为静阻力和惯性力。机受力的大小。提升机受力分为静阻力和惯性力。首先研究静阻力。首先研究静阻力。当重中车上升当重中车上升x，m时，上升侧钢丝绳的静张力时，上升侧钢丝绳的静张力Fs为为 (9-64)此时，提升机下放侧钢丝绳的静张力此时，提升机下放侧钢丝绳的静张力Fx为；为；(9-65)式
40、中式中 i 串车及钢丝绳运行至某处的倾角；串车及钢丝绳运行至某处的倾角；x 串车已行驶的距离，串车已行驶的距离，m。第44页/共51页双钩提升时，提升机的静阻力即为两绳静张力差，即双钩提升时，提升机的静阻力即为两绳静张力差，即 (9-66)故双钩提升时，提升机的拖动力故双钩提升时，提升机的拖动力F为为 (9-67)单单钩钩提提升升时时，静静阻阻力力仅仅为为一一根根绳绳的的张张力力。提提升升系系统统的的总总变变位位质质量量也也因为提煤重串车或为下放空串车而异。因为提煤重串车或为下放空串车而异。单钩提升时，上提重串车的前半循环的拖动力单钩提升时，上提重串车的前半循环的拖动力F为为 (9-68)式中
41、式中 ms 上提重串车时系统的总变位质量，上提重串车时系统的总变位质量，kg。第45页/共51页下放空串车的后半循环的拖动力下放空串车的后半循环的拖动力F为为 (9-69)式中式中 mx 下放空串车时系统的总变位质量，下放空串车时系统的总变位质量，kg。斜斜井井串串车车提提升升的的力力图图可可按按上上述述诸诸式式计计算算。计计算算时时要要考考虑虑斜斜井井坡度的变化。坡度的变化。平车场提升，要考虑井底车场与井口车场坡度的变化。平车场提升，要考虑井底车场与井口车场坡度的变化。甩甩车车场场提提升升要要考考虑虑井井底底车车场场、井井口口栈栈桥桥及及甩甩车车道道上上坡坡度度的的变变化。化。为为了了简简化
42、化计计算算可可以以先先计计算算各各坡坡度度变变化化点点相相应应的的静静阻阻力力，然然后后在有速度变化的阶段上加上惯性力。在有速度变化的阶段上加上惯性力。第46页/共51页第三节 斜井箕斗提升的特点斜井提升多用后壁卸载式箕斗。其技术规格见表斜井提升多用后壁卸载式箕斗。其技术规格见表6-66-6。关关于于箕箕斗斗用用的的钢钢丝丝绳绳、提提升升机机及及天天轮轮的的计计算算，与与串串车车提提升升计计算相同。算相同。井架斜长井架斜长Lj为为 (9-70)式中式中 Lx 箕斗卸载点至井口距离，箕斗卸载点至井口距离，m；Lr 箕斗总长度，箕斗总长度，m；Lg 过卷长度，过卷长度，m；Rt 天轮半径，天轮半径
43、，m。第47页/共51页井架高度井架高度Hj为为 (9-71)式中式中 井架上基本轨道倾角，一般与井筒倾角相同。井架上基本轨道倾角，一般与井筒倾角相同。两天轮间距离两天轮间距离S取与井筒中轨道中心距相等，即取与井筒中轨道中心距相等，即 (9-72)式中式中 b 箕斗的最突出部分宽度，箕斗的最突出部分宽度，mm。提升机侧的弦长、偏角及出绳角等的计算同串车计算。提升机侧的弦长、偏角及出绳角等的计算同串车计算。斜斜井井箕箕斗斗速速度度图图与与竖竖井井箕箕斗斗的的相相似似，仅仅卸卸载载曲曲轨轨内内行行程程较较长长；因受因受煤矿安全规程煤矿安全规程的限制，最大提升速度较低。的限制，最大提升速度较低。第4
44、8页/共51页斜斜井井箕箕斗斗力力图图计计算算时时要要考考虑虑容容器器自自重重的的不不平平衡衡现现象象，因因为为空空箕箕斗斗在在卸卸载载曲曲轨轨上上时时，一一部部分分箕箕斗斗自自重重由由曲曲轨轨承承担担，故故造造成成两两箕箕斗斗自自重重不不平平衡衡。空箕斗尚未出曲轨，初加速阶段开始时的拖动力空箕斗尚未出曲轨，初加速阶段开始时的拖动力F0为为 (9-73)式中式中 Fs 上升侧钢丝绳的静张力，上升侧钢丝绳的静张力，N；Fx 下放侧钢丝绳的静张力，下放侧钢丝绳的静张力，N；m 提提升升系系统统的的总总变变位位质质量量，kg；a0 箕箕斗斗在在曲曲轨轨中中运运行行时时的的初初加速度，加速度，m/s2
45、；k 矿井阻力系数，考虑空气阻力、天轮及轴承等阻力，一般矿井阻力系数，考虑空气阻力、天轮及轴承等阻力，一般k=1.1；Q 箕斗一次提升量，箕斗一次提升量，kg；Qz 箕斗质量，箕斗质量，kg；0 装装载载处处倾倾角角；p 钢钢丝丝绳绳每每米米质质量量，kg/m；g 重力加速度，重力加速度，m/s2；L 提升长度，提升长度，m；箕斗的运行阻力系数；箕斗的运行阻力系数；钢丝绳运行阻力系数；钢丝绳运行阻力系数；井筒倾角；井筒倾角；1 卸载处倾角；卸载处倾角；箕斗失重系数，底卸式箕斗箕斗失重系数，底卸式箕斗0.530.65。空箕斗出曲轨后，空箕斗出曲轨后，0。其拖动力的计算方法参阅有关设计参考资料。其拖动力的计算方法参阅有关设计参考资料。第49页/共51页谢谢 谢！谢！下一章下一章第50页/共51页感谢您的观看！第51页/共51页