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1、金属非金属矿山提升和运输 金属非金属矿山的提升系统 一 提升机的分类提升机是矿井的主要设备 用于升降人员 提升矿物 运送材料以及升降设备 对滚筒直径2米以上 包括2米 的称为提升机 滚筒直径2米以下的称为提升绞车 提升机按工作原理分为 单绳缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机 单绳缠绕式提升机分为 单滚筒提升机 单钩提升 可分离式单滚筒提升机及双滚筒提升机 双钩提升 摩擦式矿井提升机分为 单绳摩擦式提升机和多绳摩擦式提升机 摩擦式矿井提升机按安装位置不同分为 塔式和落地式 立井缠绕式提升 图2 多绳轮摩擦轮提升 图2 图 二 提升机的工作原理 单绳缠绕式单滚筒提升机的提升钢丝绳的一端固定在滚筒的
2、一侧 并缠绕在滚筒上 钢丝绳的另一端由滚筒上方引出 绕过天轮与提升容器相连接 当提升机的滚筒向不同方向转动时 提升容器相应地作上升或下降运动 以完成提升任务 单绳缠绕式双滚筒提升机有两个滚筒 其中一个活 游动 滚筒 另一个为固定滚筒 在每个滚筒的一侧固定一根钢丝绳 经缠绕后一根由滚筒的上方出绳 固定滚筒 另一根由滚筒的下方 活滚筒 出绳 绕过天轮与提升容器相连接 当提升机的滚筒向不同方向转动时 两个提升容器将分别作上升和下降运动 当滚筒旋转改变后 提升容器的运动方向也将随之改变 单绳缠绕式双滚筒提升机一般用于双钩提升 建井期间经常用作单钩提升 单钩提升时使用固定滚筒 选用时应按照允许的最大静张
3、力差选用提升机 摩擦式矿井提升机的工作原理与缠绕式提升机不同 它的提升钢丝绳不是缠绕在滚筒上 而是依靠钢丝绳与主导轮上的衬垫之间的摩擦力 使提升钢丝绳与主导轮一起运动 并带动钢丝绳端部悬挂的提升容器做上升或下降运动 三 国产提升机的发展概况 为了适应我国矿山建设的需要 我国提升机大致分为仿前苏联 改进及自行设计三个阶段 1953 1958年期间生产仿前苏联BM系列提升机1958 1966年生产仿前苏联改进产品KJ系列1966 1971年生产JKA系列 KJ基础上改进 1971年7月开始生产自行设计XKT系列 后改为XKT B系列1978年开始生产JK系列 代替XKT B系列 JK系列提升机经过
4、多次改进已发展到JK E KTBCJTPB等 重庆矿山机器厂生产GKT1 2 2 5米系列提升机及提升绞车 特点是双力线中心驱动减速箱 国外提升机发展较快 提升速度达到20米 秒 一次有效提升量超过60吨 电机容量达到15000KW 滚筒直径达到9米 多绳摩擦式最多绳数为10 罐笼一次乘人数达到300人 提升机机电一体程度已发展到只有一个滚筒 滚筒 减速器 电动机一体化 2011年初 我国自行研制的5米大型矿井提升机在神华宁煤集团石槽村煤矿投入使用 该项目是由中信重工自主研发 设计 制造的 机 电 液 一体化成套项目 据悉 这也是我国5米以上大型矿井提升机首次实现国产成套 从而开辟了大型装备国
5、产化的又一崭新领域 国家矿山机械质量监督检验中心检测后认为 该成套产品完全达到了设计标准和要求 并达到国内领先 国际先进水平 四 矿井提升机的组成 1 工作机构主轴装置和主轴承 包括滚筒或摩擦轮 作为缠绕或搭放提升钢丝绳 以承受正常载荷及非常载荷 2 制动系统制动器和液压传动系统 用于机器停止时 能可靠地闸住机器 并能在正常 工作 制动和紧急制动时 参与控制机器速度 能使机器迅速停车 现在主要使用的有带式制动 块式制动和盘形制动系统 3 机械传动系统减速箱和联轴器 用于减速和传递力矩 矿井提升机的负荷类型是属于中等冲击 中等应力 正 反向运转 起动 制动非常频繁 一般情况下 一个小时起动30
6、60次 起动时的负荷一般是正常工作的1 5 2倍 矿井提升机的特点决定了所配用的减速器具有载荷大 起动频繁 制动力矩大 要求双向工作等特点 所以齿轮要有足够的接触强度和弯曲强度 对于井塔式提升机所配用的减速器不仅要求足够的承载能力 而且还要求体积小 重量轻 振动小等 属于特种专用减速器 联轴器有很多种 主轴装置与减速器主要使用齿轮联轴器 减速器与电动机主要使用蛇形弹簧联轴器和弹性棒销联轴器 4 润滑系统润滑油站及管路 当机器工作时不断的向轴承 减速箱轴承及啮合齿面压送润滑油5 观测和操纵系统包括操纵台 深度指示器及测速发电机 编码器 等 6 拖动 控制和自动保护系统拖动有直流 交流两大系统 交
7、流拖动包括 交流电动机 金属电阻及控制接触器 现在使用的是变频控制 直流拖动包括 直流电动机 直流电源 电动发电机组 可控硅整流 拖动系统是为了实现机器的稳定起动 等速 减速 停车和换自动保护系统具有 过速 过卷 闸瓦磨损超限 润滑油超压或欠压 制动油超压或欠压 轴承温度超限 电动机过流或欠压等自动保护作用 7 辅助部分包括司机座椅 机座 机架 护栏 挡板 护罩等 五 矿井提升系统中的附属设备 井筒布置 主副井 排水管路等 罐道 木罐道 钢轨罐道 组合罐道 特种型钢罐道 钢丝绳罐道 提升容器 箕斗 罐笼 吊桶 斜井人车 其他各种车辆 天轮 固定天轮 活动天轮 六 矿井提升的专业术语 1 工作制
8、动实现正常的减速 停车的制动2 安全制动发生异常或事故时的迅速停车的制动3 钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力立井 Fj Qd PkHC斜井 Fj Qd sin f1cos PkLC sin f2cos 4 钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力差立井 Fc Q PkHt 双滚筒提升机做单筒提升时最大静张力差等于最大静张力 斜井 Fc Q sin f1cos PkLC sin f2cos 符号说明 Qd Q QCQ 容器的载重量 kg QC 容器的重量 包括连接装置 井筒的倾角f1 提升容器在倾斜运输道上的运动阻力 矿车为滚动轴承去0 01 滑动轴承取0 015 f2 钢丝绳的摩擦阻力 钢丝绳全部在托滚上
9、取0 15 0 2 局部在托滚上取0 25 0 4 全部在底板或轨枕上去0 4 0 6 Pk 钢丝绳的单重 kg m HC 钢丝绳的最大悬垂长度 m LC 提升距离 m 5 过卷提升容器提到超过正常停车位置0 5米6 过速提升速度超过提升机最大速度的15 7 滚筒直径第一层钢丝绳的中心距8 容绳量钢丝绳缠绕在滚筒上的有效长度 9 安全制动空行程时间保护回路断电时起至闸瓦接触到闸轮上的空动时间 盘形闸0 3秒 压缩空气驱动的0 5秒 储能液压驱动的0 6秒 10 二级制动安全制动时 将制动力矩以两个阶段施加在滚筒上的制动过程 11 二级制动延时时间安全制动时第一阶段开始施加制动力矩与第二阶段开始
10、施加的制动力矩的时间间隔 图 12 钢丝绳出绳角滚筒与天轮之间的钢丝绳与水平线的夹角 JK系列提升机为0 50度 七 提升机型号含义 1 2JK 3 5 20为例2 代表有两个卷筒J 代表卷扬机K 代表矿井3 5 代表滚筒直径3 5米20 代表减速箱速比为202 XKT2 3 1 5 20X 代表新系列K 代表矿井T 代表提升机2 代表两个滚筒3 代表滚筒直径3米1 5 代表滚筒宽度1 5米20 代表减速箱速比203 JKZ 2 8 15 5Z 代表凿井专用 4 ZHLR 170减速箱Z 代表圆柱齿轮H 代表圆弧齿L 代表两级减速R 代表人字齿170 代表输入 输出轴中心线为1 7米 5 新型
11、提升机KTBC矿用提升变频PLC控制JTPB卷扬机提升盘式制动器防爆JTKB卷扬机提升块式制动器变频 安全规定AQ2022 2008 金属非金属矿山在用提升绞车安全检测检验规范 3 4带式制动矿用提升绞车及卷筒直径1 2米以下 不包括1 2米 的矿用提升绞车严禁用于升降人员 安全规定 GB16423 2006 金属非金属矿山安全规程 6 3 3竖井提升6 3 3 1垂直深度超过50m的竖井用作人员出入口时 应采用罐笼或电梯升降人员 6 3 3 2用于升降人员和物料的罐笼 应符合GB16542 2010的规定 6 3 3 3建井期间临时升降人员的罐笼 若无防坠器 应制定切实可行的安全措施 并报主
12、管矿长批准 6 3 3 4同一层罐笼不应同时升降人员和物料 升降爆破器材时 负责运输的爆破作业人员应通知中段 水平 信号工和提升机司机 并跟罐监护 安全规定 6 3 3 5无隔离设施的混合井 在升降人员的时间内 箕斗提升系统应中止运行 6 3 3 6罐笼的最大载重量和最大载人数量 应在井口公布 不应超载运行 6 3 3 7竖井提升应符合下列规定 提升容器和平衡锤 应沿罐道运行 提升容器的罐道 应采用木罐道 型钢罐道或钢丝绳罐道 竖井内用带平衡锤的单罐笼升降人员或物料时 平衡垂的质量应符合设计要求 平衡锤和罐笼用的钢丝绳规格应相同 并应做同样的检查和试验 安全规定 6 3 3 8提升容器的导向槽
13、 器 与罐道之间的间隙 应符合下列规定 木罐道 每侧应不超过l0mm 钢丝绳罐道 导向器内径应比罐道绳直径大2 5mm 型钢罐道不采用滚轮罐耳时 滑动导向槽每侧间隙不应超过5mm 型钢罐道采用滚轮罐耳时 滑动导向槽每侧间隙应保持10 15mm 6 3 3 9导向槽 器 和罐道 其间磨损达到下列程度 均应予以更换 木罐道的一侧磨损超过15mm 导向槽的一侧磨损超过8mm 钢罐道和容器导向槽同一侧总磨损量达到l0mm 钢丝绳罐道表面钢丝在一个捻距内断丝超过15 封闭钢丝绳的表面钢丝磨损超 安全规定 过50 导向器磨损超过8mm 型钢罐道任一侧壁厚磨损超过原厚度的50 6 3 3 10竖井内提升容器
14、之间 提升容器与井壁或罐道梁之间的最小间隙 应符合表6规定 罐道钢丝绳的直径应不小于28mm 防撞钢丝绳的直径应不小于40mm 表6竖井内提升容器之间以及提升容器最突出部分和井壁 罐道梁 井梁之间的最小间隙单位 mm 安全规定 安全规定 6 3 3 11钢丝绳罐道 应优先选用密封式钢丝绳 每根罐道绳的最小刚性系数应不小于500N m 各罐道绳张紧力应相差5 10 内侧张紧力大 外侧张紧力小 井底应设罐道钢丝绳的定位装置 拉紧重锤的最低位置到井底水窝最高水面的距离 应不小于1 5m 应有清理井底粉矿及泥浆的专用斜井 联络道或其他形式的清理设施 采用多绳摩擦提升机时 粉矿仓应设在尾绳之下 粉矿仓顶
15、面距离尾绳最低位置应不小于5m 穿过粉矿仓底的罐道钢丝绳 应用隔离套筒予以保护 从井底车场轨面至井底固定托罐梁面的垂高应不小于过卷高度 在此范围内不应有积水 安全规定 6 3 3 12罐道钢丝绳应有20 30m备用长度 罐道的固定装置和拉紧装置应定期检查 及时串动和转动罐道钢丝绳 6 3 3 13天轮到提升机卷筒的钢丝绳最大偏角 应不超过1 30 图 天轮轮槽剖面的中心线 应与轮轴中心线垂直 不应有轮缘变形 轮辐弯曲和活动等现象 安全规定 6 3 3 16采用钢丝绳罐道的罐笼提升系统 中间各中段应设稳罐装置 6 3 3 17采用钢丝绳罐道的单绳提升系统 两根主提升钢丝绳应采用不旋转钢丝绳 6
16、3 3 18不应用普通箕斗升降人员 遇特殊情况需要使用普通箕斗或急救罐升降人员时 应采取经主管矿长批准的安全措施 6 3 3 19人员站在空提升容器的顶盖上检修 检查井筒时 应有下列安全防护措施 应在保护伞下作业 应佩带安全带 安全带应牢固地绑在提升钢丝绳上 检查井筒时 升降速度应不超过0 3m s 容器上应设专用信号联系装置 井口及各中段马头门 应设专人警戒 不应下坠任何物品 安全规定 6 3 3 20竖井罐笼提升系统的各中段马头门 应根据需要使用摇台 除井口和井底允许设置托台外 特殊情况下也允许在中段马头门设置自动托台 摇台 托台应与提升机闭锁 6 3 3 21竖井提升系统应设过卷保护装置 过卷高度应符合下列规定 提升速度低于3m s时 不小于4m 提升速度为3 6m s时 不小于6m 提升速度高于6m s 低于或等于10m s时 不小于最高提升速度下运行1s的提升高度 提升速度高于10m s时 不小于10m 凿井期间用吊桶提升时 不小于4m 安全规定 6 3 3 22提升井架 塔 内应设置过卷挡梁和楔形罐道 楔形罐道的楔形部分的斜度为1 其长度 包括较宽部分的直线段 应不小于过卷
