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1、,第十四章 矿井提升设备,14-1 提升设备概述,一、矿井提升设备的任务提升煤炭和矸石，下放材料，升降人员、设备。,14-1 提升设备概述,二、矿井提升设备的分类1.按用途分:可分为主井提升设备和副井提升设备。主井提升设备主要用于提升有益矿物（如提升煤炭或矿物）；副井提升设备用于辅助提升（如提升矸石，升降人员、设备，下放材料等。）2.按提升容器分:(1)箕斗提升设备(2)罐笼提升设备。箕斗提升用于主井提升，罐笼提升用于副井提升，小型矿井可兼做主井提升。3.按提升机类型分:(1)缠绕式提升设备(2)摩擦式提升设备。4.按井筒倾角分:可分为立井提升设备和斜井提升设备。三、矿井提升设备的组成主要组成
2、:提升容器、提升钢丝绳、提升机、天轮、井架、装卸载设备及电气设备等。,三、井田煤系地层、区域构造和井田主要构造特征等矿井地质概况,1.地层：兴阜煤矿开采中生界白垩系下统阜新组的煤层，阜新组下伏地层为白垩系下统沙海组，上覆地层为白垩系中统孙家湾组。2.,14-1 提升设备概述,14-1 提升设备概述,1.提升机；2.天轮；3.井架；4.箕斗；5.卸载曲轨；6.煤仓；7.钢丝绳；8.翻笼；9.煤仓；10.给煤机；11.装载设备,单绳缠绕式箕斗提升系统,四、提升系统,14-1 提升设备概述,1.提升机；2.导向轮；3.井塔；4.罐笼；5.提升钢丝绳；6.尾绳,塔式多绳摩擦罐笼提升系统,14-1 提升
3、设备概述,14-2 提升容器,提升容器是直接装运煤炭、矿石、矸石、人员、材料和设备的工具。按用途和结构不同，提升容器主要有 箕斗、罐笼、矿车、吊桶。箕斗用于提升煤炭矿石，用于主井提升。罐笼既可用于升降人员和设备，又能用于提升煤炭和矸石或下放材料等，用于副井提升。在一些小矿井，年产量低的矿井也可作主井提升。当提升煤炭、矸石或下放材料时，将装货载的矿车装入罐笼中。当升降设备时，可将设备直接放入罐笼或将设备装在平板车上，再将平板车装入罐笼。矿车用于斜井提升 吊桶用于立井凿井时的提升。,14-2 提升容器,提升容器按其结构可分类如下：,提升容器,竖井,斜井,主井箕斗,副井罐笼,凿井时期吊桶,箕斗,矿车
4、,人车,14-2 提升容器,14-3 提升钢丝绳,钢丝绳的作用：悬吊提升容器并传递动力。一、钢丝绳的结构 矿用提升钢丝绳都是丝股绳结构，即先由钢丝捻成绳股再由绳股捻成绳，提升钢丝绳各部分名称如图所示：材质：钢丝 为优质炭素结构钢（圆钢冷拔），一般直径为0.44。,14-3 提升钢丝绳,三、提升钢丝绳选择使用 1.对于单绳缠绕式提升，一般宜选用光面右同向捻、断面形状为圆形股或三角股、接触形式为点或线接触的钢丝绳；对于矿井淋水大，水的酸碱度高，以及在出风井中，由于腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳。2.在磨损严重的条件下使用的钢丝绳，如斜井提升等，应选用外层钢丝尽可能粗的钢丝绳；斜井串车提升时，宜采用交互
5、捻钢丝绳。3.对于多绳摩擦提升，一般应选用镀锌、同向捻(左右捻各半)的钢丝绳，断面形状最好是三角股。4.罐道绳最好用半密封钢丝绳或三角股绳，表面光滑，比较耐磨,14-3 提升钢丝绳,钢丝绳表面（1）光面（2）镀锌面-常用于摩擦提升。绳芯 绳芯分金属芯和纤维芯。绳芯作用：1）支持绳股，减少股间钢丝的接触应力，从而减少钢丝的挤压和变形；2）钢丝绳弯曲时，允许股间或钢丝间相对移动，借以缓和其弯曲应力，并且起弹性垫层作用，使钢丝绳富有弹性；3）贮存润滑油，防止绳内钢丝锈蚀。,14-4 矿井提升机,矿井提升机是矿井提升设备中的动力部分，由电动机、减速器、主轴装置、制动装置、深度指示器、电控系统和操纵台组
6、成。根据工作原理和结构分类：缠绕提升机和多绳摩擦提升机。一、单绳缠绕式提升机 适用于浅井及中等深度的矿井，且终端载荷不能太大。对于深井且终端载荷较大时，提升钢丝绳和提升机卷筒的直径很大，从而造成体积庞大，重力猛增，使得提升钢丝绳和提升机在制造、运输和使用上都有诸多不便。,14-4 矿井提升机,工作原理：将两根提升钢丝绳的一端以相反的方向分别缠绕并固定在提升机的两个卷筒上；另一端绕过井架上的天轮分别与两个提升容器连接。这样，通过电动机改变卷筒的转动方向，可将提升钢丝绳分别在两个卷筒上缠绕和松放以达到提升或下放容器，完成提升任务的目的。目前，单绳缠绕式提升机在我国矿山中使用较为普遍。,14-4 矿
7、井提升机,类型：双卷筒、单卷筒双卷筒提升机：它的两个卷筒在与轴的连接方式上有所不同：其中一个卷筒通过楔键或热装与主轴固接在一起，称为固定卷筒，又称为死卷筒；另一个卷筒滑装在主轴上，通过离合器与主轴连接，故称之为游动卷筒，又称为活卷筒 采用这种结构的目的是考虑到在矿井生产过程中提升钢丝绳在终端载荷作用下产生弹性伸长，或在多水平提升中提升水平的转换，需要两个卷筒之间能够相对转动，以调节绳长，使得两个容器分别对准井口和井底水平。单卷筒提升机：只有一个卷筒，一般仅用作单钩提升。用作双钩提升时，则在一个卷筒上缠绕方向相反的钢丝绳。,14-4 矿井提升机,国产单绳缠绕式提升机有JT和JK两个系列：JT系列
8、提升机卷筒直径为8001600mm,主要用于井下运输提升工作；JK系列提升机卷筒直径为25m，主要用于地面井口提升工作。,14-4 矿井提升机,14-4 矿井提升机,2.深度指示器深度指示器是提升机的一个重要附属装置。它的作用是：（1）指示提升容器在井筒的位置；（2）容器接近井口停车位置发出减速信号；（3）过卷保护；（4）减速阶段通过限速装置进行限速保护等。,14-4 矿井提升机,3.制动系统作用：（1）正常停车（2）工作制动（3）安全制动（4）双滚筒提升机在更换水平、调节绳长或更换钢丝绳时，能闸住游动滚筒。盘式制动器（1）结构 盘闸成对使用，每一对叫做一副。根据所要求的制动力矩的大小，每一台
9、提升机上可以同时布置两副、四副或多副制动器。（2）工作原理1）松闸:靠油压松闸2）抱闸:由碟形弹簧产生制动力，特点：结构紧凑，质量小，动作灵敏，安全性好，便于矿井提升自动化。,14-4 矿井提升机,4.液压站 制动器的液压控制系统是同提升机的拖动类型、自动化程度相配合的。在直流拖动自动化程度较高的系统中，由于调速性能好，机械闸一般只是在提升终了时起定车作用。在交流拖动系统中，机械闸还要参与提升机的速度控制，因此，要求制动力能在较宽的范围内进行调节。（1）作用 1）在工作制动时，产生不同的工作油压，以控制盘式制动器获得不同的制动力矩；2）在安全制动时，实现二级安全制动；3）控制调绳装置,14-4
10、 矿井提升机,该液压站主要用于交流拖动系统中，其具体作用有三：(1)按实际提升操作的需要，产生不同的工作油压，调节、控制盘闸的制动力矩，从而实现工作制动；(2)安全制动时能迅速自动回油，并实现二级制动；(3)根据多水平提升换水平的需要以及钢丝绳伸长后调绳的需要，控制双筒提升机活卷筒的调绳离合器，同时闸住活卷筒。JK型提升机液压站有两套油泵，一套工作，一套备用。,14-4 矿井提升机,斜井串车提升系统,第一节 概 述 斜井提升有斜井串车、斜井箕斗及斜井胶带输送机等三种提升方式。一、斜井串车提升 斜井串车提升有单钩及双钩之分。按车场形式不同又分为采用甩车场的串车提升及采用平车场的串车提升。斜井串车
11、提升具有投资少和建井速度快的优点。采用单钩串车提升时，井筒断面较小、建井工程量少，更能节约初期投资。但单钩串车提升能力较低，故年产量较大时(大于21万t)，宜采用双钩串车提升。,(一)采用甩车场的单钩串车提升 采用甩车场的单钩串车提升如图61(a)所示，在井底及井口均设甩车道。提升开始时，重车在井底车场沿重车甩车道运行。由于甩车道的坡度是变化的，而且又是弯道，为了防止矿车掉道，要求初始加速度a00.3m/s2；速度vm1.5 m/s。,采用甩车场的串车提升系统,其速度图如图6-2所示。当全部重串车提过井底甩车场进入井筒后，加速至最大速度，并以最大速度vm等速运行。在到达井口停车点前，重串车以减
12、速度a3减速。全部重串车提过道岔A后停车，重串车停在栈桥停车点。搬动道岔A后提升机换向，重串车以低速沿井口甩车场重车道运行。停车后，重串车摘钩并挂上空串车。提升机把空串车以低速vsc沿井口甩车场提过道岔A后在栈桥停车。搬过道岔A，提升机换向，下放空串车到井底甩车场。空串车停车后进行摘挂钩，挂上重串车后开始下一提升循环。整个提升循环包括提升重串车及下放空串车两部分。,二、斜井箕斗提升 斜井箕斗提升具有生产能力大、装卸载自动化等优点，但需安设装卸载设备和煤仓，故较串车提升投资大、设备安装时间长。此外，为了解决矸石、材料设备和人员的运送问题，还需设一套副井提升设备。因此产量较小的斜井多采用串车提升。但年产量在3060万t的斜井，倾角在2035时可考虑采用斜井箕斗提升。斜井箕斗多采用双钩提升系统，斜井箕斗提升速度图与立井箕斗提升速度图相仿，这里不再介绍。,三、斜井带式输送机提升 这种提升方式具有安全可靠、运输量大等优点，但初期投资较大，设备安装时间较长，并需安装卸载煤仓等设备。年产量在60万t以上、倾角小于18的斜井，只要技术经济条件合理，可以选用带式输送机提升方式。,
