内科大矿井运输与提升设备教案第5章 矿井提升设备的类型及主要组成部分

第五章矿井提升设备的类型及主要组成部分

单元标题：第五章矿井提升设备的类型及主要组成部分

教学时数：（4）学时，其中理论授课（4）学时、实验（课外）（）学时、上

机（）其它（）学时，其它是指：

教学目的与要求：

了解矿井提升设备地位和作用，矿井提升系统的组成

主要教学内容：

1、矿井提升设备的类型

2、矿井提升系统组成

3、矿井提升设备结构

4、常见故障及排除方法

教学重点与难点：

重点：提升容器的类型及结构，防坠器的主要作用及工作原理

难点：局部结构

课后作业：

课后体会：本单元主要学习了矿井提升设备的基本任务及组成环节；矿井运输

提升系统中发生故障的主要原因及预防和处理方法；钢丝绳的结构特点及分类

和使用方法；《煤矿安全规程》对钢丝绳安全系数、检查更换的规定；矿井提升

设备的主要类型、防坠器及提升设备的安全保护装置。

上次课内容回顾及本次课内容引出：（5分种）

辅助运输设备的特点及任务

第五章矿井提升设备的类型及主要组成部分

第一节概述

一、矿井提升设备的任务及发展历史

矿井提升设备的任务是：①沿井筒提升煤炭、砰石；②升降人员和设备；③下放材料。

它是井下生产系统和地面工业广场相联接的枢纽，是矿山运输的咽喉。提升设备在运行的过

程中要求具有安全性、可靠性和经济性。因此，矿井提升设备在矿山生产的全过程中占有极

其重要的地位。

我国提升设备的设计制造，是在解放以后才开始的。1953年抚顺重型机器厂制造了我

国第一台缠绕式双筒提升机。1958年洛阳矿山机器厂设计制成了我国第一台2X4多绳摩

擦式提升机。1971年该厂又新设计制造了JK型新系列单绳缠绕式提升机系列，采用了一

些新结构，与老型机相比较，提升能力平均提高了25%。这种系列的提升机技术先进，运

行安全可靠，在大中型矿山的应用非常广泛。

近年来我国新建和在建特大型矿山年产量愈来愈大，提升设备的任务更加繁重，多绳

摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机相比，具有重量轻、体积小、安全可靠、适应较深矿井

等优点已被广泛使用，这将是提升设备今后的发展方向之一。

近几十年来，为提高劳动生产率和各项经济技术指标，在世界范围内一直进行着矿井

提升设备的性技术改造，提升设备在高效、大型化、自动化方面都有飞速的进步。目前，

世界上经济比较发达的一些国家提升机的运行速度已达20〜25m/s,一次提升量达到50t,

电动机容量己超过lOOOOkw,设备的运行更加安全可靠。我国大型矿山提升设备通过引进、

消化和吸收国外先进的技术，也有了可喜的进步。

二、矿井提升设备的主要组成部分

矿井提升设备的主要组成部分是：提升容器、提升钢丝绳、提升机及拖动控制系统、

井架（或井塔）、天轮及装卸载设备等。

三、矿井提升系统

由于井筒条件（竖井或斜井）及选用的提升容器和提升机的类型不同，可组成各种不

同的矿井提升系统。较常见的有：

⑴竖井单绳缠绕式箕斗提升系统；

⑵竖井单绳缠绕式罐笼提升系统；

⑶竖井多绳摩擦式箕斗提升系统；

⑷竖井多绳摩擦式罐笼提升系统；

⑸斜井箕斗提升系统；

⑹斜井串车提升系统。

图5-1所示是单绳缠绕式箕斗提升系统示意图。处在井底车场的重矿车，把矿车内的

煤炭卸入井底煤仓，再经装载设备H把煤炭装入主井底的箕斗内。与此同时，已提至井口

卸载位置的重箕斗，通过井架上的卸载曲轨的作用。箕斗底部的闸门开启，把煤炭卸入地

面煤仓6中。处在井上、井下的两箕斗分别通过连接装置与两根提升钢丝绳7连接，两根

提升钢丝绳7的另一端则绕过安装在井架3上的天轮2,以相反的方向固定在提升机滚筒1

上。启动提升机，一根钢丝绳向滚筒上缠绕，使井底重箕斗向上运动；另一根钢丝绳自滚

筒上松放，使井口轻箕斗向下运动，从而完成了一次提升煤炭的任务。

图5-2所示是多绳摩擦式罐笼提升系统示意图。多绳摩擦轮1安装在提升井塔上，提

升钢丝绳5搭放在提升机摩擦轮1±,其两端通过连接装置分别与处于井口和井底的两个

罐笼4连接，两罐笼的底部通过尾绳环与尾绳6连接。当启动摩擦轮时，依靠钢丝绳和摩

擦轮之间的摩擦力进行传动，使得两个罐笼一上一下，分别到井底和井口进行装卸工作，

完成提升任务。

图5-3所示是斜井箕斗提升系统示意图。与立井单绳缠绕式提升系统相似，在井底车

场设有井底煤仓和装载设备，地面设有卸载设备和地面煤仓。

当年产量和井筒倾角较小时，可采用串车提升。

图5—1单绳缠绕式箕斗提升系统示意图

1一提升机;2—天轮;3—井架4—箕斗;5-卸载曲轨;6-地面煤仓；

7-提升钢丝绳;8—矿车；9-井口煤仓；10-给煤机；II-装载设备

图5—2塔式多绳摩擦式罐笼提升系统示意图

1-提升机;2•导向轮;3—井塔;4—罐笼；5-提升钢丝绳;6—尾绳

图5—3斜井箕斗提升系统示意图

1-翻笼胴室;2-装煤仓;3-装煤闸门;4-箕斗;5-井筒；

6—井架栈桥;7—卸载曲轨;8—卸煤仓;9一天轮；10—提升机

第二节提升容器

提升容器是直接装运煤炭、砰石、人员、材料及设备的工具。按其结构分有箕斗、罐

笼、矿车、人车和吊桶几种。

箕斗又分竖井箕斗和斜井箕斗两大类。其中，竖井箕斗按其卸载方式分为底卸式箕斗、

侧卸式箕斗和翻转式箕斗三种型式。斜井箕斗又分为后壁卸载式箕斗和翻转式两种型

式。我国煤矿竖井，主井普遍采用底卸式箕斗；主斜井多采用后壁卸载式箕斗.

罐笼主要用于副井提升，小型矿井采用罐笼混合提升。罐笼按结构可分为普通罐笼和

翻转式罐笼两种基本型式。

竖井凿井时期，主要采用吊桶提升。

表5-1立井单绳普通罐笼规格

罐笼断面耀笼总高允许罐笼总罐笼自

玳绳普通罐型号装载矿东

尺寸/mm（近似值）乘人载货量身质量

名义

车数

型号载重

/辆

/I

GLS—1X1/1钢丝绳同侧进出车2218

GLSY—1X1/1罐道异恻进出车2088

42001122395

GLS—1X1/1刚性同侧进出车2878

GLSY—1X1/1席道异侧进出车2550XMG1.I-2748

1

GLS—1X2/2钢丝绳同侧进出车10206A3247

GLSY—1X2/2罐道异侧进出车3000

66802243235

GLS—1X2/2刚性同侧进出车3907

GLSY—1X2/2罐道异恻进出车3667

GLS—1..5X1/1钢丝绳同侧进出车2790

GLSY—1..5X1/1罐道异恻进出车2650

48501173420

GLS—I..5X1/J刚性同侧进出车3450

GLSY—1..5X1/1席道异侧进出车3(X)0XMGI.73310

1.5

GLS—I.5X2/2钢丝绳同侧进出车1200-6A4070

GLSY—1.5X2/2罐道异侧进出车3790

72502344610

GLS—1.5X2/2刚性同侧进出车4670

GLSY—1.5X2/2罐道异侧进出车4390

GLS—3XVI钢丝绳同侧进出车4670

GLSY—3X1/1罐道异侧进出车4500

482029

GLS—3X1/1刚性同侧进山车5050

GLSY—3X1/1话道异侧进出车4000XMG3.34880

316720

GLS—3X1/2钢丝绳同侧进出车1470-9B6480

GLSY—3X1/2罐道异侧进出车6310

717058

GLS—3X1/2刚性同恻进出车6950

GLSY—3X1/2罐道异侧进出车6780

一、普通罐笼及其承接装置

1、普通罐笼

罐笼是一种多用途提升容器，设计时要考虑满足各种不同要求。如，满足在规定时间

内升降人员的要求；矿车在罐笼内要稳定；能装载井下使用的大型设备；升降人员的罐笼

要设防坠器；罐笼的结构要坚固，自重要轻，国内外已有铝合金、高强度钢材和复合材料

制造的罐笼等。主要类型有立井单绳罐笼和立井多绳罐笼两大类。

标准普通罐笼载荷按固定车箱式矿车的名义载重确定为lt、1.5t和3t三种。每种

均设有单层和双层普通罐笼。其中It和1.5t双层普通罐笼用于主井提升时，每层可装一

辆矿车，当用于副井提升时，上层罐笼可不装阻车器。3t普通罐笼只考虑做为副井提升容

器。

标准普通罐笼的其他参数及尺寸规格见表5-1。不同规格的罐笼在井筒中的布置与井

筒直径有关。详见表5-2。立井多绳摩擦提升罐笼技术规格见表5-3。

图5-4为单绳It单层标准普通罐笼结构示意图。

普通

容器与井壁、

罐笼矿车载井筒直径两罐笼中心距主体是由

罐笼规格梯子梁间隙

横梁垂(t)/mm/mm7和立柱

8组/mm成的金属

框架式结构，

两侧包有钢

板。罐体的节

点采用斜焊结

合型式，罐体

的四角为切角

型式，这样

既有利于井筒

布置又制作方

便。

罐笼顶部设有半圆弧形的淋水棚6和可以打开的罐盖14,以供运送长材料之用。罐笼

两端设有帘式罐门10。

罐笼通过主拉杆3和双面夹紧楔形绳环2与提升钢丝绳1相连。为了矿车推进罐笼，

罐笼底都敷设有轨道11。为防止提升过程中矿车在罐笼内移动，罐笼底部还装有阻车器及

其自动开闭装置120在井筒内装有罐道对罐笼进行导向，并防止罐笼在井筒运动过程中任

意摆动。为保证罐笼内的矿车能顺利地出入罐笼，在装卸载位置设有承接装置。

表5-2单绳普通罐笼井筒布置主要尺寸

4800单层单车1490150

4900单层单车1620270

4900双层双车1670310

4900单层单车1490150

15200单层单车1620270

5200双层双车1670310

3760单层单车1490150

4KX)单层单车1620270

4250双层双车1670310

5400单层单车1600150

5600单层单车1800310

5800双层双车1920420

5250单层单车1600150

1.55650单层单车1800310

6000双层双车1920420

4500单层单车1800150

4800单层单车1800310

5050双层双车1920420

6400单层单车1878150

6800单层单车2157390

6900双层罐笼2208420

6050单层单车1878150

36700单层单车2157390

6800双层罐笼2208420

5450单层单车1878150

6000单层单车2157390

6100双层罐笼2208420

由于罐笼不但运送物料而且升降人员，为保证生产和人员的安全，罐笼上部有动作可

靠的防坠器4。多绳标准普通罐笼与单绳标准普通罐笼结构稍有不同，主要是：罐笼自重

较大；罐笼中留有添加配重的空间；不装设防坠器；连接装置增设有钢丝绳张力平衡装置,

用来自动调节各绳张力。

表5-3立井多绳罐笼规格

多绳罐笼型号装载矿车乘罐笼罐笼质量/I最大终端提升首绳尾

人装载我荷/KN绳

钢丝绳罐车数

刚性罐道型号数量直径/mm数

道数

/KN

GDGI/6/1/2GDS1/6/I/2234.65157/27922/28

GDG1/6/1/2KGDS1/6/1Z2K385.8025728

MG1.1-624.37

GDG1/6/2/2GDS1/6/2/2204.28158/26722/28

42

GDG1/6/2/2KGDSI/6/2/2K284.9127528

GDGI/6/2/4GDS1/6/2/4467.96282/381/55928/32/39.5

MG1.1-6A48.74

GDG1/6/2/4KGDS1/6/2/4K769.28276/378/547

GDG1.5/6/272326.56280

26.8424/28

GDG1.5/6/2/2K447.58290

MG1.7-66/43/2

GDG1.5/6/2/46010.7855032/39

13.68

GDG1.5/6/2/4K8411.9156032/39.5

GDG1.5/9/2/46410.93570/560

MGC1.7-9414.686/433/39.53/2

GDG1.5/92/4K8411.88580/570

GDG1.5/6/3/49012.57580/570

MGC1.7-6413.68634.53

GDG1.5/6/3/4K12613.93610

GDG1.5/9/3/49612.77610

MGC1.7-914.68634.53

GDG1.5/9/3/4K12613.98620

GDG3/9/1/11336.628.35/8.43354.4/386.932/38

GDG3/9/2/22661135/11.37554.3/567.8

13.2339.5/33

GDG3/9/3/229913.45/13.47574.9/588.4

MGC3.3-94/62

GDG3/9/1/1K138118.70/8.75460.0/481.036.5/31

GDG3/9/2/2K27612.14/12.16590.9/594.441/34.5

13.23

GDG3/9/3/2K21141435/14.37583.7/597.239.5/33

型号标记示例:

GDG1.5/6/2/4K

一ni匚宽系列

1—矿车数（4车）

-磕笼层数（二层）

--------轨距（600mm）

矿车吨位（15kN）

S为钢丝绳罐道,G为刚性罐道

立井多绳

罐笼

图5-4单绳It单层普通罐笼结构图

1-提升钢丝绳：2-双面夹紧楔形绳环：3-主拉杆；4-防坠器：5-罐耳；6-淋水棚：7-横梁;

8—立柱；9-钢板；10-罐门；11-轨道；12-阻车器；13—稳罐罐耳；14-罐盖；15■套管罐耳

2、防坠器

防坠器是罐笼的一个重要组成部分，为了保证人员升降时的安全《煤矿安全规程》规

定:升降人员或升降人员和物料的单绳提升罐笼(包括带乘人间的箕斗)必须装置防坠器。防

坠器的作用是，当提升钢丝绳或连接装置断裂时。可以使罐笼平稳地支承在井中的罐道或

制动绳上，避免罐笼坠入井底，造成重大事故。

由于防坠器担负的任务重要，在井简中运转条件较差，而且经常处于备用状态，一旦

发生断绳事故又要求其动作灵活可靠，因此对于立井防坠器的要求是：

(1)保证在任何条件下，无论提升速度和终端载荷多大，都能平稳可靠地制动住下

坠的罐笼；

(2)在制动下坠的罐笼时，为了保证人身和设备的安全，在最小终端载荷时(空罐只

乘一人)制动减速度不应大于50m/s2,延续时间不得超过:0.2~0.5s；在最大终端载荷时(肝

2

石罐)制动减速度不应小于10m/s;

(3)结构简单，动作灵活，便于检查和维护，不误动作，质量要轻；

(4)防坠器的空行程时间，即从断绳到防坠器发生作用的时间不大于0.25s；

(5)在防坠器的两组抓捕器发生制动作用的时间差中，应使罐笼通过的距离(自抓捕

器开始工作瞬时算起)不大于0.5m,

(6)防坠器每天要有专人检查，每半年进行一次不脱钩检查性试验，每年进行一次

脱钩性实验，对大修后的防坠器或新安装的防坠器必须进行脱钩试验，合格后方可使用。

立井用防坠器一般由以下四个部分组成:开动机构、传动机构、抓捕机构和缓冲机构。

其工作过程是，当发生断绳时，开动机构动作，通过传动机构传动抓捕机构，抓捕机构把

罐笼支承到井筒中的支承物上(罐道或制动绳)，罐笼下坠的动能由缓冲机构来吸收。一般

开动机和传动机构连在一起；抓捕和缓冲有的联合作用，有的设有专门缓冲机构以限制制

动力的大小。

根据防坠器的使用条件和工作原理，防坠器可分为木罐道切割式防坠器、钢轨罐道摩

擦式防坠器和制动绳摩擦式防坠器。前两种已不推广使用。目前我国新设计的均为制动绳

防坠器，因为它设有专用的制动钢丝绳，所以可以用于任何形式罐道。实践证明，这种防

坠器性能良好，将作为标准防坠器(BF)加以推广。下面以BF—152型防坠器为例，介绍其

工作过程。

图5-5所示是BF—152型制动绳防坠器系统布置图，图5-6所示是防坠器抓捕机构

示意图，图5-7所示是缓冲器示意图。

3

1-合金绳头；2-天轮平台；3-圆木；4一缓冲钢丝绳；5-缓冲器；6-连接器；7-制动绳；8-抓捕器；4罐笼；10■拉紧装置

BE-152型防坠器是标准防坠器的一种，配合1.5t矿车双层双车单绳罐笼作用。在

缓冲器中，制动绳7的上端通过连接器6与缓冲绳4相连，缓冲绳通过装于天轮平台上的

缓冲器5,再绕过圆木3而在井架的另一边自由悬垂，绳端用合金浇铸成锥形杯1,以防缓

冲绳从缓冲器中全部拔出。制动绳的另一端穿过罐笼9上的抓捕器8伸到井底，用拉紧装

置10固定在井底水窝的梁上。

图5-6防坠器抓捕机构示意图

1-弹簧：2-滑楔：3-主拉杆；4-横梁；5-连板：6■-拔杆：7-制动绳；8-导向套

抓捕器的开动机构为弹簧1,正常提升时，提升钢丝绳拉起主拉杆3,通过传动横梁4

和连板5,使两个拔杆6的外伸端处于最低位置，滑楔2则在最下端位置，发生断绳时，

主拉杆3下降，在弹簧1的作用下，拔杆6的外伸端抬起，便滑楔2与制动绳7接触，并

挤压制动绳实现定点抓捕，把下坠的罐笼支承到制动绳上，制动绳在罐笼的动能作用下拉

动缓冲绳，靠缓冲绳在缓冲器中的弯曲变形和摩擦阻力产生制动力，吸收罐笼下坠的能量,

迫使罐笼停住。每个罐笼有两根制动绳，视制动力大小每根制动绳可以与一根或两根缓冲

绳相联接，通过调节缓冲绳在缓冲器中的弯曲程度来改变制动力的大小。

3、承接装置

为了便于矿车出入罐笼，必须使用罐笼承接装置，罐笼的承接装置有承接梁、罐座及

摇台三种形式。承接梁是最简单的承接装置，只用于井底车场，且易发生蹶罐事故。罐座

是利用托爪将罐笼托住，故可使罐笼的仃车位置准确，推入矿车的冲击由托爪承担，但要

下放位于井口罐座上的罐笼时，必须先将罐笼提起，托爪靠配重自动收回，使操作复杂化。

罐笼落在井底罐座上，钢丝绳容易松弛，因而提升时钢丝绳受到冲击负荷。当操作不当时,

容易发生徽罐事故。

3

图5-7缓冲器

1-螺杆：2-螺母；3-缓冲器：4-密封盖；5-小轴：6一滑块

老的矿井一般井口用罐座，井底用承接梁，中间水平用摇台。但在新矿井中多采用摇

台。

摇台是由能绕转轴转动的两个钢臂组成，如图5-8所示。它安装在通向罐笼进出口处。

当罐笼停于卸载位置时，动力缸3中的压缩空气排出，装有轨道的钢臂1靠自重绕轴5转

落并搭在罐笼底座上，将罐笼内轨道与车场的轨道连接起来。固定在轴5上的摆杆6用销

子与活套在轴5上的摆杆套9相连，摆杆套9前部装有滚子10。矿车进入罐笼后，压缩空

气进入动力缸3,推动滑车8。滑车8推动摆杆套9前的滚子10,致使轴5转动而使钢臂

抬起。当动力缸发生故障或因其他原因不能动作时，也可以临时用手把2进行人工操作。

此时要将销子7去掉，并使配重部分4的重力大于钢臂部分的重力。这时钢臂1的下落靠

手把2转动轴5„抬起靠配重4实现。

摇台的应用范围广，井底、井口及中间水平都可使用，特别是多绳摩擦提升必须使用

摇台。由于摇台的调节受摇臂长度的限制，因此对停罐准确性要求较高，这是摇台的不足

之处。

使用钢丝绳罐道的罐笼，用摇台作承接装置时，为防止罐笼由于进出时的冲击摆动过

大，在井口和井底专设一段刚性罐道，利用罐笼上的稳罐耳进行稳罐。在中间水平因不能

安设刚性罐道。必须设置中间水平的稳罐装置。稳罐装置可采用气动或液动专门设备，当

罐笼停于中间水平时，稳罐装置可自动伸出凸块将罐笼抱稳。

提*

开

‘1-18车方向塞

中

通

心

发

线

技

翁度18：1000

二、箕斗及其装载设备

1、竖井箕斗

我国煤矿立井广泛采用固定斗箱底卸式箕斗，其形式有很多种，立井单绳箕斗规格见表

5-4,立井多绳箕斗规格表5-5。

表5-4立井单绳箕斗规格表

型号JL-3JL-4JL-6JL-8

名义载重人3468

有效容积/n?3.34.46.68.8

提升钢丝绳直径/mm31374343

直径/mm32〜50（根据提升高度定）

钢丝绳罐道

数量4

规格38kg/m钢轨

刚性罐道

数量2

箕斗自重/kg3800440050005500

最大终端载荷/N8000095()0012000014500()

最大提升高度/m500650700500

箕斗总高/mm7780856094509250

箕斗中心距/mm1830183018702100

适应井筒直径/m4.54.54.5〜5.05.0

2JK—2.52JK—2.52JK—32JK—3.5

适应提升机型号

2JK—32JK—3.5

立井单绳箕斗型号示例:

名义载重

立井

提煤箕斗

表5-5立井多绳箕斗规格表

多绳提煤箕斗型号名义有效提升钢丝绳箕斗自重/kN

钢丝绳罐道刚性罐道我重容积数直径绳间钢丝绳刚性

同侧装卸载异侧装卸载同侧装卸载/t/m3量/mm距罐道罐道

/mm

JDS4/55X4JDS4/55X4YJDG4/55X444.420〜236.57.0

4200

JDS6/55X4JDS6/55X4YJDG6/55X466.66.97.3

JDS6/75X4JDS6/75X4YJDG6/75X466.620〜287.57.9

JDS9/110X4JDS9/110X4YJDG9/110X491()427.5-30010.711.6

JDSI2/1I0X4JDSI2/II0X4YJDG12/I10X41213.232.511.512.4

25.5〜

JDS12/90X6JDSI2/90X6YJDG12/90X61213.2625012.513.3

32.5

JDS16/I50X4JDSI6/150X4YJDG16/150X41617.6431〜4030016.917.8

型号标记示例

过去一些矿井普遍采用扇形闸门底卸式箕斗。现在新建矿井多采用平板闸门底卸式箕斗，

这种底卸式箕斗如图5-9所示。

箕斗由斗箱5、框架6、连接装置1及闸门7等组成。

箕斗的导向装置可采用钢丝绳罐道，也可以用钢轨或组合罐道。采用钢丝绳罐道时，

除应考虑箕斗本身平衡外，还要考虑装煤后仍维持平衡，所以在斗箱上部装载口处安设了

可调节的溜煤板3,以便调节煤堆顶部中心的位置。

图5-9所示为箕斗采用曲轨连杆打开折页平板门的结构形式。这种闸门与老式扇形闸

门相比有以下优点：闸门结构简单、严密；关闭门的冲击力小；卸载时洒煤少；由于闸门

是向上关闭的，对其斗存煤有向上捞回的趋势，故当煤未卸完（煤仓己满）时产生卡箕斗而

造成断绳坠落事故的可能性小；箕斗卸载时闸门开启主要借助煤的压力，因而传递到卸载

曲轨上的力较小，改善了井架受力状态；过卷时闸门打开后，即使脱离卸载曲轨，也不会

自动关闭，因此可以缩短卸载曲轨的长度。这种闸门的缺点主要是:箕斗运行过程