矿山提升讲座提纲

1、小型矿山机电设计讲座提纲第一节 提升设备一、基本概念矿山提升设备是联系矿山地面和井下的运输工具，是矿山生产的 重要环节。1. 矿山提升设备分类(1) 按提升用途分：主井提升设备；副井提升设备。包括立井、斜 井、盲立井、盲斜井。一般主井主要承担矿石提升，副井主要承担人 员、废石、材料、设备等辅助提升。当井型较小，要求运输内容相对 不大也可采用混合提升方式。(2) 按提升方式分：箕斗提升 (用于主井 ) ，又分为立井箕斗提升， 斜井箕斗提升；罐笼提升 (用于副井 )只用于立井提升；矿车串车提升 (用于斜井主、副井) 。提升方式还可分为单钩提升、双钩提升、单钩带平衡锤提升。 非煤小型矿山一般采用箕斗

2、提升方式较少。(3) 按提升机类型分：单绳缠绕式提升；多绳摩擦式提升。非煤小型矿山一般不采用多绳摩擦式提升。(4) 按提升机拖动类型分：交流拖动，包括绕线电机串电阻调速、 变频调速，变频调速还可分为交 -交变频和交 -直-交变频；直流拖动。非煤小型矿山一般采用变频调速和直流拖动极少。2. 矿山提升设备(1) 提升设备名称按照矿山机械术语（GB/T7679.3-2005 ）卷筒直径2m及2m以上称矿井提升机，卷筒直径2m （不包括2m）以下称矿用绞车。对于非煤矿山，我国生产矿井提升设备有 JK型提升机，卷筒直径 最小2m,最大5m，如果需要卷筒直径还可加大。而矿用绞车是以 JT、 JTP或JTK

3、型为代表，符号代表意义为 J-表示绞车，T-表示提升，P- 表示液压盘式制动器，K表示块闸。以上两种提升设备还衍生出防爆型，主要供煤矿井下使用，非煤 矿山不用。（2）提升设备结构形式（机械部分）提升设备结构主要由以下几部分组成：主轴装置（包括卷筒、主 轴、轴承座）制动装置、深度指示器、润滑站、减速器、联轴器、电 动机。天轮、提升容器、钢丝绳、罐道、推车机、阻车器、摇台等属配 套设施，不在提升设备范围内。主轴装置如果双卷筒，其中一个为死卷筒，一个为游动卷筒，死卷筒用键固定在主轴上，游动卷筒用调绳离合器固定在主轴上，可 以开和调绳离合器使两个卷筒做相对运动，以调整钢丝绳长度或更换 水平。单卷筒过去

4、有两根绳分别固定在卷筒上，相反方向缠绕，用来 做双钩提升，这种方式一般用在提升高度不大，利用旧有设备条件具 备情况下采用，这种方式不宜调绳，过去国内许多矿采用，目前采用 这种方式较少。制动装置主要有块闸和盘形闸。块闸是老产品，在提升机上已淘汰，JT绞车还在使用，特点制动简单，设备造价低，但可靠性差，因此， JT 绞车在电机与减速器之间再加一套制动装置。盘形闸制动系统由液压站和盘形制动器组成，现在提升机全部采 用这种制动系统，绞车如 JTP 也是采用这种形式，它的特点是制动可 靠性高，但造价较高。液压站向盘形制动器供液压油设备 减速器绞车以及单绳提升机普遍采用带减速器传动方式，大型 多绳提升机现

5、已不用减速器，电机与滚筒直联。但现在已有较大型单 绳提升机直联，一般较小多绳提升机还用带减速器传动。减速器分平行轴和行星轮减速器两种，绞车采用平行轴减速器， 提升机现多数采用行星轮减速器，但也有用平行轴减速器。减速器按 齿面啮合分软齿面和硬齿面，绞车一般用软齿面，提升机现大多用硬 齿面。减速器重要参数是扭矩和减速比，由于减速器随提升设备成套， 厂家按绞车载荷已配好，因此，可不考虑扭矩计算，但减速比要由设 计单位按标准速比选取，订货时提出，这主要考虑提升速度问题。联轴器连接转动部件的设备，绞车一般采用柱销联轴器，提升 机一般采用齿轮和弹簧联轴器。深度指示器用于指示提升长度，绞车一般采用牌坊式。

6、润滑站提升机减速器润滑用，绞车没有。电动机按拖动方式，电阻调速必须采用绕线电机，即YR 或 JR型；变频调速用鼠笼电机，大型变频调速用同步机；直流拖动用直流电机。对于小型非煤矿山，主要采用串电阻调速，即采用YR电机3. 提升系统提升系统分竖井提升系统和斜井提升系统， 竖井提升系统分主井提升系统和副井提升系统见图1、图 2。斜井提升系统分平车场、甩车场提升系统图，见图3、图 4。(1) 主井井口高程按井口位置锁口盘高程 卸载高度地面矿仓上口高度， 即矿仓高度 +转运皮带或车辆要求 的高度。井底装载高程相对于地面高程。 过卷高度容器在正常停车位置容器上盘面至防撞梁底面的距 离。安全规程 条按提升速

7、度给出规定的过卷高度注意：一个容器上提过卷另一个容器则过放，因此，井下要给出 与井上对应的过放距离。单钩提升也按此设计。提升高度 Ht 装载高程 +卸载高程 +箕斗斗箱高度井架高度Hg-井口锁口盘至天轮中心距离计算井架高度，此时防撞梁底面高度已确定，井架高度按下式计 算：Hg=Hf+Hxg+0.75R+0.5式中：Hf防撞梁底面高度Hxg -悬挂装置高度，在箕斗样本或设计手册查。R 天轮半径。钢丝绳悬垂高度Hx单绳为天轮半径轮缘至装载高程；多绳上天 轮或摩擦轮半径轮缘至尾绳环。对单绳提升给出钢丝绳弦长、上、下绳仰角，由于计算较麻烦， 建议在CAD图量出即可，然后标在图上。计算钢丝绳内、外偏角a

8、 i a 2,安全规程规定不大于1°30。(2) 副井 副井与主井提升系统差别在副井没有卸载高度，提升高度不加容 器高度，其它与主井相同。提示：一般中大型矿井设计给出井上下机械工艺布置图，该图包 括操车设备，过卷过放、井上下套架等内容，广义上讲也算提升系统 一部分，考虑目前设计井型较小，对此不作要求。(3) 斜井斜井提升系统一般只表示上部，注意甩车场栈桥角度一般给1012°,平车场钢丝绳牵引角一般给910°,另外天轮至绞车卷筒弦长应 大于摘钩点至天轮弦长 2 倍，主要防止摘钩后钢丝绳重力引起跑绳。4. 提升系统附属设备、设施提升钢丝绳一对于竖井提升一般选用 6X

9、19、6X 19S 6X 19W三 角股绳；对于斜井提升可采用 6X 19、6X 19S、6X 19W 6VX 19、6V X 21、6VX 30 等绳。钢丝绳应采用天然或合成纤维芯,不得采用钢芯；钢丝绳标准采 用GB8198-2006重要用途钢丝绳(已提供钢丝绳产品手册或在书店购 买)；钢丝绳标记代号暂采用 GB8707-88标准，可以从网上下载；钢丝绳可采用简易标注，例如绳径 24 m m光面、纤维芯、6VX 19、右交互 捻、抗拉强度 1670MPa表示为：24NAT6VC 19+FC1670ZS注意：新标准没有最粗丝径，可在老标准查相近钢丝绳给出丝径， 以后计算绞车用。尾绳也称平衡绳，

10、用在竖井提升，多绳摩擦提升必须用，双钩 单绳提升可用也可不用 （平衡锤提升尽量不用） ，用的好处是可以节能， 比不用约节电20%- 30%井越深越显著，但需要井筒延深一些，尾绳及 附属设施使投资高一些。过去前苏联矿井用的多一些，我国用的较少。尾绳有扁尾绳和圆尾绳，扁尾绳为手工编织，不以扭转；圆尾绳 为机器捻制，有扭转力，容器下部必须有放劲用的尾绳环。天轮用于钢丝绳导向和调整容器位置的设备 防撞梁（过卷挡梁）竖井提升用，提升过卷最后一道机械保护， 主要防止过卷后容器不再上升，避免冲击天轮，扩大事故。楔形罐道竖井提升用，容器过卷后的机械保护装置，一般采用 硬杂木制成（水曲柳、柞木等也有采用松木）

11、，当容器过卷后进入楔形 段进行缓冲停车。罐道竖井提升用，容器导向装置，有木、钢轨、钢绳、型钢组 合罐道。制动绳竖井提升用，用于断绳后防坠器抓捕绳 防坠器竖井罐笼提升用，单绳罐笼提升用，一般随容器制造厂 带。主井多绳、单绳不用。罐笼一竖井提升用，运送物料、人的容器，可在相应的样本、手册中查。箕斗一竖井提升用，运送矿石的容器，可在相应的样本、手册中 查。平衡锤一竖井提升用，用于平衡载荷，一般用固定重量的铁块和 套架制成。平衡锤提升提升效率较低，由于能够平衡掉载荷部分重量， 提升电机可以小一些，对节能有利。平衡锤重量按下式确定：G=Qr+1Q2式中：Qr容器自重Q容器内最重物体定量装载斗一主井装载设

12、备，当箕斗未到时该斗已装完，箕斗到后开启闸门将矿石装入箕斗。称重装置一一般在定量装载斗下面，当矿石重量达到规定时，关闭给矿机。推车机一竖井罐笼提升用，将矿车推入罐笼的机械设备。阻车器一阻挡矿车的设备摇台一竖井提升用，调整罐笼进出车与井口高差的设备矿车一由设计确定，要给出矿车自重、矿车载重，有效容积，车长、轨距等，用于提升计算。人车一给出人车组列数，列车总自重，总乘员。地滚一斜井提升在轨道间敷设，用于拖起钢丝绳，一般10m一个, 变坡点加密。二. 提升设备选型计算 提升设备选型计算包括竖井、斜井，注意新建矿井称选型计算， 如果是老系统，利用原有设备则称验算或校核，判定是否可以利用， 给出明确答复

13、。选型计算包括选择容器、选钢丝绳、选绞车、选电机、确定提升 系统等内容。按照设计阶段，可研阶段可以适当简化计算，主要以确定方案为 主，由于大家面临小型矿山较多，还有很多是老矿井整合，利用原有 提升系统，因此设计方案比选性不强，鉴于此，在可研阶段对不可能 的方案以简要论述为主，对确定方案做必要计算。在初步设计阶段，由于某些原因有时也做方案比选，但主要工作 是详细计算，确定提升系统设备、位置关系及必要设施，画出必要图 纸（插图或附图）对于小型矿井也可省略一些图。在施工图阶段，按照厂家提供的图纸资料一般还要做一次详细计 算，小型矿山是否做，可根据情况自行处理。1. 竖井提升设备选型计算 首先要知道提

14、升计算顺序往往是一个交叉过程，对于箕斗井首先 要确定箕斗载重，对于罐笼井，首先要确定罐笼形式。这个过程如果 计算经验较丰富，试算几次就能定下来。其次要有计算书，说明书在 计算书基础上整理出来。再次要注意选取数据不要违反安全规程和设 计规范。容器选出之后应画井筒平面布置图，将容器在井筒中的位置定下 来，注意安全规程有井筒布置间隙规定，不要违规；矿机专业定好提 升中心距、容器平面图后将资料提供给采矿专业，采矿专业据此画上 井筒，确定井筒直径，将梯子间、各种梁、水管、风管、电缆表示出 来，另外，最好能画出简要提升系统图，便于以后计算进行分析、修 改。井筒平面布置图画法见图5。（1）容器确定1）新建矿

15、井，对于箕斗井可按以下办法确定一次提升量：A=C入at T（ 1）3600 x x t式中：C不均衡系数，按规范规定；An矿井年产量；at 矿井年产量；br每年工作天数，一般330d;t 每天提升小时数，按规范规定；T一次提升循环时间。T目前只能是估算，估算按下式进行。T .Vm Hr（2）a Vm式中：Vm最大提升速度，此时绞车、电机都没选出来，只能先 估最大速度，估时可参考绞车样本，样本中有卷筒直径、速比、电机 转速一定情况下的提升速度，产量大在大绞车范围找，产量小在小绞 车范围找。注意不要超过规程规定速度计算值。a加速度或减速度，小型矿井一般取 0.40.6Ht提升高度u爬行时间取5sB

16、休止时间，设计规范有，矿车一般取 30s。注意：安全规程 规定了速度、加减速度值设计不要超过。 将（ 2）代入（ 1）计算出的数值查箕斗标准，确定箕斗吨位。2）对于罐笼井，罐笼按下述办法确定当单一做辅助提升用，最大量就是废石， 一般中小矿山也就是单 层单车或双层双车罐笼，按小时提升量计算，注意要考虑双容器或单 容器提升。有时提升方案要求罐笼井进行混合提升，就是矿石、废石、人员、 材料、设备在一套提升系统完成全部提升任务，这样做的好处是节省 一套主井提升设备，节省投资，管理简单，小型矿山采用这种方法较 多，中型矿山采用不多，大型矿山没有采用。混合提升容器选择方法 同单一辅助提升。容器选型一般在可

17、研阶段完成，除必要初设在计算书完成，然后 容器在计算书中作为已知条件计算即可。（2） 设计依据 设计依据是在有关专业提供的资料和本专业定的技术原则作为提 升计算条件，主要包括以下内容。主井：设计年提升量井口高程 井底装载高程卸载高度箕斗（斗箱容积、斗箱高度、箕斗自重、悬挂装置高度）防撞梁底面高度（该项也可在下部计算中给出）矿石散重提升方式平衡锤重量提升中段高程工作制度副井：井口高程井底高程防撞梁底面高度（该项也可在下部计算中给出）罐笼（几层几车或几号罐笼、自重、悬挂装置高度）矿车（型号、轨距、容积、自重）矿车装满系数矿石散重最大件设备重量（要考虑罐笼能否装下）平衡锤重量废石量最大班下井人数 最

18、大件设备重量提升方式 提升中段高程 工作制度 注意：以上只是设计依据的基本内容，根据需要可以增减。（3）提升系统 对于新建系统，目前计算资料还不全，先按已知条件计算，此时 先计算提升高度Ht和钢丝绳悬垂高度Hx,悬垂高度是指钢丝绳在天轮 轮缘至钢丝绳最下部长度。主井提升高度： Hzt=Hz1+Hz2+Hz3式中：Hz1装载高程（标高）Hz2卸载高程（标高） Hz3-箕斗斗箱高度主井钢丝绳悬垂高度： Hzx=Hz1+Hzd+Hzt 式中：Hzd地面高程（标高）Hzt 地面至天轮中心高度Hzt=H1+H2式中：H1防撞梁底面高度H2-防撞梁底面至天轮中心高度 副井提升高度： Hft=Hf1+Hf2

19、 式中：Hf1 井下进出车高程（标高）Hz2井口进出车高程（标高）副井钢丝绳悬垂高度： Hfx=Hf1+Hf2+Hzt式中：Hzt 地面至天轮中心高度Hzt=H1+H2式中：H1防撞梁底面高度H2-防撞梁底面至天轮中心高度防撞梁底面高度 H1 确定主井：H1=H1'+ H2'+ H3'式中：H1'卸载高度h2 箕斗全高H3 过卷距离，按安全规程副井：H1=H1'+ H2'+ H3'式中：Hf1 '罐笼全高H 2 过卷距离，按安全规程防撞梁底面至天轮中心高度 H2确定式中：H2=H1 +0.75RH1 悬挂装置高度，小容器没有资料按

20、 1.5-2mR天轮半径，此时先估用一个，绞车选型后确定。提升高度 Ht 与钢丝绳悬垂高度 Hx 各设计手册可能有所不同，但 原理是相同的。另外如果考虑吊罐底下长材，还要加上下长材高度， 这个高度都算在过卷距离内。(4) 钢丝绳选型1)终端荷重主井：0=容器自重Qz+载重Qg副井：与主井相同，但提升内容较多，找出最大终端荷重人员：Q=m（Qz+7咏 N）物料：Q=Qz+rX VX y x c）设备： Q=Qz+Qs+Qp式中：Qz-容器自重m罐笼层数75 每人重量N人数r 矿车数V矿车容积y 物料散重c 装满系数Qs最大件重量Qp平板车重量2）钢丝绳许用安全系数按安全规程选取，专为提物料 6.

21、5 ，提人又提物时提人 9 ；提 物7.53）计算钢丝绳单重选择钢丝绳 按设计手册公式计算，并选出钢丝绳。按规定标注写出钢丝绳型号，并写出绳径、最粗丝径、单重（kg/m） 破断拉力。4）校核钢丝绳安全系数按下式:Qp 1000 m -X 9.8（Q P Hx）式中：Qp破断拉力（kN）Q终端荷重（kg）P 钢丝绳单重（kg/m）Hx 钢丝绳悬垂长度。钢丝绳许用安全系数注意：如果安全系数不满足要求，则重新换绳验算，并将前面修改过来。（5）提升机选型（验算）按钢丝绳直径选卷筒、天轮直径：卷筒、天轮直径dg=80 X © （地面80,井下60）按钢丝直径选卷筒、天轮直径：卷筒、天轮直径dg

22、=1200 X © £ （地面，井下900）最大静张力：Fmax=9.8 （终端荷重 Q+钢丝绳单重PX钢丝绳悬垂长度Hx） kN 按不带尾绳最大静张力差：Fc二重载侧重量-轻载侧重量=9.8 （终端荷重Q+钢丝绳单重PX提升长度Ht-空罐笼Qz或平衡锤Qz） kN按不带尾绳注意：计算采用国际单位制用 N或kN;单钩提升最大静张力二最大静张力差。根据以上计算选择绞车、天轮，主要查绞车样本和天轮样本，并 给出主要技术参数。主要参数技术如下:卷筒直径：Dg= mm卷筒宽度：B= mm卷筒个数：个天轮直径：Dt= mm天轮个数：个最大静张力：Fmax二kN最大静张力差：Fc =

23、kN减速器速比：i=11.5根据卷筒直径、宽度验算卷筒缠绳宽度：单层缠绕缠绳宽度：B =(Ht Lm3)(d ;) :： B兀x Dg多层缠绕缠绳宽度：B'(3 4) Dg)(d：) B兀 x Dp 乂 n式中：Ht 提升高度Lm 试验长度。一般30md钢丝绳直径e 绳圈间隙2-3mmDg 卷筒直径n缠绕层数Dp 钢丝绳在卷筒上的平均直径=Dg+( n-1)d(6) 初选电动机初选电动机主要目的确定提升速度和查找电机转动惯量gD.按照卷筒直径、减数比和电动机转速计算提升速度提升速度按下式计算:max3.14 Dg n60 im/ s式中：n电机转速，提升电机转速一般为6 级 980r/

24、min、8 级740r/min、10级593r/min、12级493r/min。根据绞车样本给出的速度，对应找出转速带入i 减速比初选电动机按下式:功率：1 3汉F工VN =F Vmax kW102小式中：1.3 动力系数F 双钩提升为最大静张力差，单钩提升为最大静张力。n 减速器传动效率，平行轴二级减速0.85 ,级减速0.9 ;行星轮0.92。根据计算查样本初选电动机，写出电动机型号，功率、电压、转速、GD。注意：200kW以上尽量选高压，200kW以下选低压。(7) 提升运动学主井箕斗曲轨卸载一般采用六阶段速度图，罐笼提升一般采用五阶段速度图，根据条件也可选 3阶段速度图。见图6、图7。

25、运动学计算比较简单，高中物理力学就应接触过，基本顺序如下：主井提升曲轨卸载六阶段图(以下是某矿计算实例)2卸载曲轨内加速度：a 1=0.3m/s曲轨内运行时间：Vi J5 pgai0.3曲轨内运行距离：hi=0.5 x aiX Vi=0.5 x 1.5 x 5=3.75m加速度阶段：a2=0.5m/s2加速度阶段时间：tVmax -Vi34-1.5sa20.5加速度阶段距离：h2=0.5 x (Vmax+V) x 12=0.5 x(3.4+1.5 ) x 3.8=9.31m减速度阶段：a4=0.5m/s2减速度阶段时间：1Vmax -V53.4-0.55 8s145.8sa40.5减速度阶段距

26、离：h4=0.5 x (Vmax+V) x 14=0.5 x (3.4+0.5) x 5.8=11.31m爬行速度：V5=0.5m/s爬行距离：h5=2.5m爬行时间：155严你V50.5末减速度：a6=0.4m/s2末减速度时间：V50.5, c1651.25sa60.4末减速度距离：h6=0.5 x Vx 16=0.5 x 0.5 x 1.25=0.31m等速度阶段距离：h3=227.5-3.75-9.31-11.31-2.5-0.31箕斗脱离曲轨速度:V i=1.5m/s=200.32m等速度阶段时间：t_ 200.3 58.9s3.4休止时间：8s一次纯提升时间：T=5+3.8+58.

27、9+5.8+5+1.25=79.75s80s一次全提升时间：T=80+8=88sh5=0.5 X V4X 15=0.5 X 0.5 X 1.25=0.31m罐笼井提升五阶段图（以下是某矿计算实例）加速度阶段：ai=0.5m/s2加速度阶段时间：Vmax3.93_ _t1max7.86sa 0.5加速度阶段距离：h1=0.5 X VmaX 11 =0.5 X 3.93=15.4m减速度阶段：a3=0.5m/s2减速度阶段时间：t _ Vmax -V4 _ 3.93-0.5 6 86©【36.86ba30.5减速度阶段距离：h3=0.5 X (Vmax+V) X13=0.5 X(3.93

28、+0.5) X 6.86=15.2m爬行速度：V4=0.5m/s爬行距离：h4=2.5m爬行时间：h42.5t45sV40.5末减速度：a5=0.4m/s2末减速度时间：V40.5 , ct51.25sa50.4最大提升速度:Vmax=3.93m/sX 7.86末减速度距离:等速度阶段距离：h2=219.5-15.4-15.2-2.5-0.31 = 186.1m等速度阶段时间：t186"= 47.4s3.93休止时间：人员 20+7=27s设备40s矸石12s一次纯提升时间：t=7.86+47.4+6.86+5+1.25=68.4s 68s一次全提升时间：人员 T=2(68+27)

29、=190s设备 T=2(68+40) =216s矸石 T=2(68+12) =160s火药或雷管120s(8) 提升能力主井提升能力按下式计算年提升能力：A = 330 16 3600 25 =49.1 万 t/a88 汇 1.1式中：1.1 不均衡系数富裕能力：49 1S=(1) 100% =63.7%30副井提升能力以最大班提升时间平衡表表示，见下图，这是某矿 副井提升时间平衡表。表6-1-1最大班提升时间平衡表序 号项目单 位母班提升里每次提 升里每班提升次数一次提升时间(s)每班提升时 间(h-min-s )1下井人员人12012101900-31-402升井人员人601251900-

30、15-503其他人员31900-9-304材料次51600-13-205矸石t321.8181600-48-06坑木车551600-13-207设备次22160-7-128火药或雷管次11200-2-09其他51600-13-20合计642-34-12长材在检修班下放（9）提升动力学提升动力学主要计算提升系统变位质量和提升运动力计算，为下 面计算电动机提供条件。1）提升系统变位质量提升系统变位质量就是提升系统运动部件折合到卷筒边缘的质 量。提升系统变位质量 主井：艺G=G箕）+G（石）+G（绳）+G（锤）+G（天）+G（机）+G（电）副井：艺 G=G罐）+G（车）+G（ 石）+G（绳）+G（锤

31、）+G（天）+G（机）+G（电）G（电）=GD2i1）提升系统运动力提升系统运动力不管何种提升方式，计算原理是一样的提升动力方程式：F=Fj 士 Ma式中：Fj 提升系统静阻力Nm 提升系统变位质量kga提升系统加速度或减速度m/s2见图8提升系统示意图上升侧钢丝绳静拉力FsFs=Q+Qz+P(Ht-X)+® s下降侧钢丝绳静拉力FxFx二Qz+PX® x式中：3 S、3 X为上升、下降侧阻力提升系统静静张力差阻力Fj是两根钢丝绳的：Fj= Fs- Fx=Q+ P(Ht-2X)+3 s+w x3 s+ w x计算比较困难，在实际计算中w s+w x=0.2Q,引入井筒阻力系

32、数KK=则静阻力 Fj= KQ+P(Ht-2X)带入动力学方程式则：F= KQ+P(Ht-2X)9.8 士 Ma式中：K箕斗提升时取1.15，罐笼提升时取1.2 ,对于平衡锤提升系统，由于平衡锤重量 G=1Q Qz2下降侧钢丝绳静拉力FxFx=(丄 Q+Qz)+PXwx2带入则 Fj= Fs- Fx=1 Q+ P(Ht-2X)+ w s+w x= 1 Q+ P(Ht-2X)+0.2Q2 2=0.7Q+P(Ht-2X)F= 0.7Q+P(Ht-2X) 士 Ma箕斗、罐笼提升时取K=0.7 ,(煤炭新编规范拟取1)井筒阻力如果规范有要求，按规范取，如果没有按本上述数值取。对于实际提升系统按以下过程

33、计算双罐笼提升各阶段运动力计算(五阶段速度图)初加速开始：Fi二1.2Q+PHt9.8+ 艺 Ma初加速终了： F2=1.2Q+P(Ht-2h i)9.8+ 艺 Ma加速开始:F 3=1.2Q+P (Ht-2h i) 9.8+ 艺 Ma加速终了：F4=1.2Q+PHt-2(hi+h2)9.8+ 艺 Ma等速开始：F5=1.2Q+PHt-2(hi+h2)9.8等速终了：Fe=1.2Q+PHt-2(hi+h2+h3)9.8减速开始：F7=1.2Q+PHt-2(hi+h2+h3)9.8-艺 Ma减速终了：F8=1.2Q+PHt-2(hi+h2+h3+h) 9.8-艺 Ma爬行开始：F9=1.2Q+P

34、Ht-2(hi+h2+h3+h4) 9.8爬行终了：Fio=1.2Q+PHt-2(hi+h2+h3+h4+h5)9.8停车阶段：Fiii2=1.2Q+PHt-2 (hi+h2+hs+h4+h5+h6) 9.8- 艺 Ma双箕斗提升、平衡锤提升各阶段运动力计算同双罐笼提升。单钩提升动力学方程式当没有下降侧静张力时动力学方程式为：Fj= Fs=Q+ PX+ 3 s井筒阻力系数K=Q丄Q由于单钩提升井筒没有下降侧阻力，因此，比双钩提升要小，实际计算中取1.1单钩提升动力学方程式：F= KQ+PX9.8 士 Ma参照双罐笼提升，利用该动力学方程式，很容易计算各阶段运动(10) 电动机选型(校核)电动机

35、功率大小一般是按电机发热条件，电机散热条件好相应功 率小，反之大，按散热条件计算电机功率是一种精确计算，计算步骤 如下：1)艺Fiti计算2艺 F it i=A+B+C+D+E+F式中：A+B+C+D+E+FF各阶段的F2t初加速阶段加速阶段等速阶段减速阶段爬行阶段2 2FiF2A 1 t1222FaF4B 3 * * *- t22c Fs2 F5F6F6C 二f72f82D =8 t4222F 9 F 9F10 ' F10Et53带强迫通风取0.7513) 等效力NFdT；'4) 等效容量Nd/ % 1.仏1000式中：1.1 电机富裕系数n 减速器传动效率，二级减速 0.8

36、5，级减速0.9根据计算看初选电动机是否满足要求，如不满足重新选取，并写 出电动机型号，功率、电压、转速、过载系数入、gD。如果新选电机gD与初选差别较大，建议反到提升系统变为重量计 算开始重新计算。5) 校核电动机过载能力：电动机额定出力F 1000Nd NVmax校核过载系数入、竝 <(0.750.85 )入Fe式中：Fmax-力图中最大力，一般在加速阶段中。(11) 提升系统计算与(3)不同的是这部分计算主要是钢丝绳仰角、弦长、偏角计算。米用公式计算太麻烦，也未必准确，现很少米用。此时应按比例正确画出提升系统图，目前已知条件是天轮、绞车 直径、井架高度、防撞梁低面高度、卸载高度，各

37、停车高程、容器在 井筒中的位置等。1. 天轮与绞车相对位置画在图上2. 绞车卷筒轴中心至绞车房地面中心高，取 0.50.8m3. 落实井口高程与绞车房地面高差4. 初步确定提升中心与绞车中心水平距离5. 按已知、未知条件将提升系统画在图上6. 由于仰角、弦长计算较麻烦，可以用尺寸标注在图中实际量，7. 画提升系统平面图，用弦长、卷筒宽度计算内、外偏角。 注意：偏角在卷筒外侧称外偏角，偏角在卷筒内侧称内偏角，对于偏角计算大家可参照有关设计手册公式进行，偏角按规程不 能大于1°30，一般最好控制在1°15以内。如果偏角不满足要求， 将提升中心与绞车中心水平距离加大，重新量出有关

38、参数，再进行偏 角计算。(12) 关于紧急制动加、减速度计算安全规程规定紧急制动重载上提减速度w5m/S，重载下放1.5m/s2.这两个条件一般都应进行计算，考虑小型矿山绞车较小，基本上 都是手动控制，因此暂不作要求，对较大提升系统是应该计算的。2. 斜井提升设备选型计算 斜井提升计算原理基本同竖井提升计算原理，主要差别就是引入提升倾角，下面仿照竖井提升计算，按步骤加以说明(1) 容器确定斜井提升一般采用矿车，即所谓串车提升，除用一次提升量计算外，还应用钩头拉力计算一次可能提升矿车数，钩头拉力按60000N或60kN。一次可能提升矿车数校核:” 60000 nn9.8(QZ +Q)(si na

39、 + f1 cosg)式中：Qz矿车自重Q 矿车载重fi提升容器阻力系数(sin a +fiCOS a )斜井提升阻力系数(sin a +f 1COS a)设计手册有已计算好的表格，实际计算直接带 入数值即可。计算出的矿车数取整后，计算最大一次提升量与按年产量计算一一次提升量比较，如果按矿车数计算大于按年产量计算，则可用单钩串车提升，如果小于，则考虑采用双钩提升。如果井型较小，可不必按年产量计算一次提升量，直接选矿车数 估算确定用车数。一次提升循环时间按井口甩车场有：单钩：VhT =2(VmHt u RaVm式中：0 甩车时间20sVm Ht,双钩：T =Vm Ht u 2巧 a Vm式中：0

40、 甩车时间20s平车场只是休止时间不同可取 25s（2）设计依据按单钩混合井提升设计依据是在有关专业提供的资料和本专业定的技术原则作为提 升计算条件，主要包括以下内容。设计年提升量井口高程井底高程井筒倾角（如果有变坡角应分别列出） 井筒斜长（如果有变坡长度应分别列出） 矿石散重提升方式矿车（型号、轨距、容积、自重）矿车装满系数（小于150取1; 150250取0.9 ;大于25o取0.8 ）废石量最大班下井人数最大件设备重量平板车重量斜井人车（几节组列、头车尾车数、列车总自重、乘员数 车场形式（平车场、甩车场）工作制度注意：以上只是设计依据的基本内容，根据需要可以增减。(3) 提升系统斜井甩车

41、场井口至天轮长度按下式确定：L二L1+L2+Lg+R式中：L1井口至道岔尖距离，如果车场尺寸已定，则按实际尺寸， 如果新设计可取12 15m双钩提升距离相应增大一些。L2道岔尖至串车组钩头停车点距离，一般为1.21.6倍串车组长。Lg过卷距离可按表1选取R天轮半径。甩车场天轮架高度计算Ht=Lsin B -R表1斜井甩车场提升装置过卷距离单位m栈桥倾角a ( °)678910111213最大 提升 速度 (m/s)2.56.66.25.95.75.55.45.35.23.148.57.97.57.16.86.66.46.33.398.47.97.57.276.76.53.811109

42、.48.98.58.17.87.64.714.713.412.411.61110.5109.7516.214.713.612.71211.410.910.5注；表中所列栈桥倾角、速度为中间值时，用插值法计算斜井平车场井口至天轮长度按下式确定：L=L1+L2+L3式中：L1井口至摘钩点距离，一般按 2倍串车组长度，在增加1-2m长度；L2摘钩点至托绳架距离，一般为 6.5-8m ;L3托绳架至天轮中心线距离，一般为 8-12m。注：如果不设托绳架，摘钩点至天轮中心距离按14m-18m考虑。平车场天轮架高度计算Ht=(L-l1)tg B -R斜井提升系统计算提升长度 L；L=Lg+Lz+Lh式中：

43、Lg斜井井筒长度Lz井口至摘钩点长度Lh井底车场增加的距离，平车场 3-5m,甩车场20-25m注意：单钩提升一般井下用平车场，井口用甩车场或平车场。双钩提升井口如果用甩车场，井下可用甩车场或平车场 双钩提升井口如果用平车场，井下用平车场一般小型矿山极少用斜井双钩提升。(4) 钢丝绳选型 基本与竖井相同，只是计算过程要加入井筒阻力系数。1 )终端荷重人员：Q=(Qc+75X N) (sin a +ficos a )=物料：Q= n(Qc+Vx 丫 x c) (sin a +f90S a )=设备： Q=(Qc+Qs)( sin a +f1cosa)=式中；Qc 人车总重或矿车重75每人重量N人

44、数n矿车数V矿车容积丫 一物料散重c装满系数Qs最大件重量Qp平板车重量2) 计算钢丝绳单重选择钢丝绳钢丝绳单重Q(最大)-L(sin 士 ' f2cos = )式中；Q最大终端荷重(T B钢丝绳抗拉强度(sin a +f2C0S a)钢丝绳引起矿井阻力系数m 钢丝绳安全系数(Sin a +f 2C0s a)设计手册有已计算好的表格，实际计算直接带入数值即可。选出钢丝绳，按规定标注写出钢丝绳型号，并写出绳径、最粗丝 径、单重(kg/m)、破断拉力。3) 校核钢丝绳安全系数按下式：Qp 1000 mX >9.8(Q +Px L(sina + f2 cosot)式中：Qp破断拉力(k

45、N)Q终端荷重(kg)P 钢丝绳单重(kg/m)L 钢丝绳长度。钢丝绳许用安全系数注意：如果安全系数不满足要求，则重新换绳验算，并将前面修改过来。(sin a +f2COS a )查表直接计算。(5) 提升机选型(验算)基本同竖井提升，不同处如下：最大静张力：Fmax=Q|L大)+P x L (sin a +f 2cos a )最大静张力差：由大家自己推倒(6) 初选电动机同竖井提升(7) 提升运动学基本同竖井提升计算方法，不同之处在于井口车场形式。单钩串车平车场提升速度图见图9;单钩串车甩车场提升速度图见图10;双钩串车甩车场提升速度图见图11;(8) 提升能力同竖井提升计算方法。(9) 提

46、升动力学基本同竖井提升计算方法，只是计算时要代入井筒阻力系数，另外阻力系数取 1.1（10）电动机选型（校核） 同竖井提升计算方法。 以上是提升设备选型的基本计算方法，在实际计算中有些数值选 取可能有差异，可根据具体情况进行修正。三. 提升电控1. 提升电控现状由于近些年电力电子技术的飞跃发展，提升机电控系统各种配置 也得到迅速提升，下面简要介绍一下。直流传动系统：已经淘汰机组供电方式，目前采用可控硅静态整流，PLC控制，一 般用在电机2500kW/以下使用较多。交流变频调速系统： 交流电机转速与频率的公式 n=60f/p上式中n 电机的转速（转/分）；60每分钟（秒） ；f 电源频率（赫芝）

47、 ；p电机旋转磁场的极对数。我国规定标准电源频率为 f=50 周/ 秒，所以旋转磁场的转速的大 小只与磁极对数有关。磁极对数多，旋转磁场的转速成就低。极对数P=1时，旋转磁场的转速n=3000;极对数P=2时，旋转磁场的转速n=1500;极对数P=3时，旋转磁场的转速n=1000;极对数P=4时，旋转磁场的转速n=750;极对数P=5时，旋转磁场的转速n=600（实际上，由于转差率的存在，电机 .实际转速略低于旋转磁场的转速）在变频调速系统中，根据公式 n=60f/p 可知：改变频率 f 就可改变转速降低频率J f,转速就变小：即60 f ； / p = n J增加频率f f,转速就加大：即6

48、0 f f / p = n f交流变频传动有交交变频拖动,通过改变电源频率进行调速,采用PLC控制，提升机一般用在2000kW以上，该系统谐波较大，功率因 数较低,必须加一套动态补偿滤波装置,目前大型提升机应用较多;交-直-交变频拖动，采用IGCT逆变装置，通过改变电源频率进行 调速，采用PLC空制，提升机一般用在2000kW以上，可以不加动态补 偿滤波装置，由于IGCT逆变装置较贵，只有ABB生产，故国内使用不 多,但是发展方向;交-直-交变频拖动，采用IGBT逆变装置，通过改变电源频率进行 调速，采用PLC控制，提升机一般用在1000kW以下，可以不加动态补 偿滤波装置,目前应用不多;交流

49、串电阻调速：这是最古老的调速控制方式，采用绕线电机，转子串电阻，通过 逐级切换电阻实现调速控制目的。过去都是继电器控制，接触器切换 电阻，现在都是采用 PLC 控制，可控硅切换。这种控制方式以后应逐 步淘汰，主要是电耗高。目前小型矿山提升基本还采用这种控制方式。2. 提升电控保护 大型提升机保护与小型绞车保护有较大不同，一般大型绕线电机 控制系统装设了下列保护或闭锁，当提升机运行出现不正常情况时安 全回路将断开，提升机进行紧急制动或闭锁。串电阻控制保护有以下几个方面：1）限速及过速保护；2）过负荷和欠电压保护；3）过卷保护。罐笼在停车位置上方 0.5m 处装设过卷开关，当罐笼过卷时打开过卷开关

50、，提升机进行紧急制动；4）错向闭锁保护。当司机误操作，罐笼运行错向时不能起车；5）制动油油压、润滑油油温过高保护；6）测速回路断电保护；7）电气制动回路无电流保护；8）操纵手柄不在“ 0”位，工作制动手柄不在全抱闸位置时不能 打开安全制动联锁；9）闸瓦磨损保护。当闸瓦间隙超过规定值时能自动报警、断电；10）不发开车信号不能起动提升机联锁；11）电气制动时不能切除全部转子电阻保护；12）运行方向保护。紧急停车后不在正常停车位置，在送电能按原来提升方向运行；过卷停车后，不能向过卷方向通电；13）高压开关柜断路器跳闸保护；14）减速保护。井筒内设置自动减速开关，罐笼到减速位置时能示警并开始减速，否则

51、将进行安全制动；15）安全制动时，不能接通主电机电源。16）高压换向器栅栏门未关闭断开高压断路器闭锁。3. 小绞车保护小绞车一般指卷筒直径 1.6m 以下，其中 JTP-1.2 ，JTP-1.6 为盘型制动器， JT 型为块闸，保护略有不同，一般小绞车保护有以下几个 方面1）过载和失压保护2）过卷保护，深度指示器和井口加装过卷开关3）减速点开关，至减速点发出减速音响信号4）过速保护5）制动油油压、润滑油油温过高保护6）操纵手柄不在“ 0”位，工作制动手柄不在全抱闸位置时不能 打开安全制动联锁；7）闸瓦磨损保护。当闸瓦间隙超过规定值时能自动报警、断电8）安全制动时，不能接通主电机电源9）不发开车

52、信号不能起动提升机联锁四. 提升信号1. 功能和特点1）副井提升信号及操车电控系统在硬件和软件上与提升机控制系 统互为独立，上井口提升信号及操车电控操作台与下井口提升信号及 操车电控操作台也相互独立。2）上井口提升信号及操车电控操作台、下井口提升信号及操车电 控操作台、提升机工控机之间的数据传输：a 、上井口操作台PLG下井口操作台PLG提升机PLC之间的传 输，采用 RS-485 数据通讯与 O/I 传输并用的方式。 O/I 传输用于闭锁、 控制、保护信号的信息传输。RS-485数据通讯只用于模拟信号、状态、 故障信息的传输，不参与闭锁、控制、保护信号的信息传输。若通讯 发生故障，不影响提升

53、信号及操车电控系统的正常运行。b 、在提升机工控机中有设计合理的界面显示。c、提升信号及上、下井口操作台与提升机控制系统的信号传输， 采用 O/I 传输，把上、下井口操作台处理好的闭锁、控制、保护信号 指令通过 O/I 传输给提升机控制系统。3）支持 TCP/IP 通信协议， 提升信号及操车电控系统、 提升机工控 机均支持 TCP/IP 通信协议，并留有通讯接口，可通过 TCP/IP 通信协 议直接与矿井检测系统进行通讯。2. 提升信号及操车电控系统工作方式1）提升信号在提升机房可接收各种状态显示， 并参与急停、 复位、 钩数三位存储复位、钩数累计清零、电源等控制。2）提升信号及操车电控系统输出为继电器输出。3） 提升信号及操车电控系统设有热备简易打