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1、第六章 矿井提升设备,西安科技大学机械学院何万库,61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。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 可分为箕斗提升设备和罐笼提升设备。3、按提升机类型分 可分为缠绕式提升设备和摩擦式提升设备。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 图6-1塔式多绳摩擦提升机罐笼提升系统和图6-2单绳缠绕式提升机箕斗提升系统。主要由提升容器、提
2、升钢丝绳、提升机、天轮、井架、装卸载设备及电气设备等组成。,62 提升容器,一、提升容器的种类按用途和结构可分为：箕斗、罐笼、矿车、吊桶等。箕斗- 分为立井箕斗和斜井箕斗，专用于主提；罐笼- 既可用于主提，也可用于副提；矿车- 斜井提升；吊桶- 立井井筒开凿时的提升。,二、立井箕斗结构原理结构 立井提煤多采用底卸式，底卸式箕斗分为平板闸门箕斗和扇形闸门箕斗。以单绳立井平板闸门箕斗为例：其结构如图63所示，主要由斗箱、框架、连接装置及闸门等组成。,三、罐笼 罐笼按其构造不同可分为普通罐笼和翻转罐笼，后者应用较少。普通罐笼有单层、多层和单车、双车以及单绳、多绳之分。标准普通罐笼按固定车厢式矿车名义
3、装载质量确定为1t、1.5t、3t三种形式。,防坠器的作用是当提升钢丝绳万一发生断裂后，可使罐笼牢固地支撑在井筒的罐道上，防止罐笼坠落井底造成严重事故。 防坠器的型式与罐道类型有关。目前我国广泛采用的是制动绳防坠器。,63 提升钢丝绳,作用：一、钢丝绳的结构组成：钢丝股+绳芯（纤维绳芯（常用）、金属绳芯）。材质：1、钢丝-为优质炭素结构钢，一般直径为0.44。矿井提升抗拉强度一般采用1700Mpa以下的。2、钢丝绳表面-光面和镀锌（常用于摩擦提升）两种。钢丝的表面状态标记代号为：光面钢丝，NAT；A级镀锌钢丝，ZAA；AB级镀锌钢丝，ZAB；B级镀锌钢丝，ZBB。3、绳芯 - 分金属芯纤维芯。
4、,二、提升钢丝绳的选择计算煤矿安全规程规定，计算钢丝绳时按最大静载荷计算并考虑一定的安全系数。且规定：单绳缠绕式提升装置的安全系数为专为升降人员的不得小于9；升降人员和物料用的升降人员时不得小于9，提升物料时不得小于7.5；专为升降物料用的不得小于6.5。,64 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、电控系统和操纵台等组成。 我国目前广泛使用的提升机可分为两大类：单绳缠绕式提升机（分为小绞车（滚筒直径2m以下）和提升机）和多绳摩擦式提升机。,深度指示器 深度指示器是矿井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
5、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。 目前我国提升机应用较多的是圆盘式深度指示器和牌坊式深度指示器。,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。 制动系统由制动器和传动机构组成。制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的部分，分为盘式和块式；传动机构是控制及调节制动力矩的部分，分为油压、压气、弹簧式。JK型提升机采用的是液压站与盘式制动器配合构成的盘式制动系统。,多绳摩擦式提升机（一）概述1、组成及工作原理2、种类 可分为井塔式和落地式两种。3、特点（二
6、）JKM型多绳摩擦式提升机1、主轴装置2、车槽装置3、减速器4、深度指示器5、钢丝绳张力平衡装置,(三)、提升机滚筒尺寸的确定1、提升机滚筒直径D D是计算选择提升机的主要技术数据。以钢丝绳缠绕时不产生过大的弯曲应力为选择的原则。钢丝绳的弯曲试验表明当D/d=80时（D滚筒直径，d钢丝绳直径），弯曲应力w较小，D/d再增大，w并无显著下降；D/d继续减小，w将会引起急剧增加，因此规程规定：井上提升机的滚筒和围抱角大于90的天轮：,式中 钢丝绳中最粗钢丝的直径，mm。,围抱角小于90的天轮：,根据计算，选择标准滚筒直径。,围抱角小于90的天轮：,井下提升机和凿井提升机的滚筒和围抱角大于90的天轮
7、：,2、提升机滚筒宽度B 提升机滚筒宽度B的尺寸，以能容纳应缠绕的钢丝绳为原则，应包括相当于提升高度H米；还包括规定钢丝绳每半年剁绳头一次作试验（一次5米），如果绳的寿命三年考虑，则缠绕滚筒上作试验用的钢丝绳长为30米；另外滚筒表面应保留三圈摩擦圈，以便减轻绳与滚筒固定处的拉力。 作单层缠绕滚筒的计算宽度B为：,斜井串车提升系统,斜井提升方式大致可分为：斜井串车提升：可分为单钩与双钩串车两种。前者多用于产量在21万吨以下，倾角小于25的斜井中。后者多用于产量在30万吨左右，倾角不大于25的斜井中。斜井箕斗提升：胶带输送机提升： 以上三种斜井提升方式，以串车提升应用最广泛。在串车提升中，运动和动
8、力变化与车场形式有关，目前串车提升的车场有甩车场及平车场两种。,斜井串车提升系统1、采用甩车场的单钩串车提升图622、232、采用平车场的双钩串车提升 图624、25,煤矿安全规程的规定,第三百八十条 立井中升降人员，应使用罐笼或带乘人间的箕斗。在井筒内作业或因其他原因，需要使用普通箕斗或救急罐升降人员时，必须制定安全措施。凿井期间，立井中升降人员可采用吊桶，并遵守下列规定：（一）应采用不旋转提升钢丝绳。（二）吊桶必须沿钢丝绳罐道升降。在凿井初期，尚未装设罐道时，吊桶升降距离不得超过40m；凿井时吊盘下面不装罐道的部分也不得超过40m；井筒深度超过100m时，悬挂吊盘用的钢丝绳不得兼作罐道使用
9、。,第三百八十条,（三）吊桶上方必须装保护伞。（四）吊桶边缘上不得坐人。（五）装有物料的吊桶不得乘人。（六）用自动翻转式吊桶升降人员时，必须有防止吊桶翻转的安全装置。严禁用底开式吊桶升降人员。（七）吊桶提升到地面时，人员必须从井口平台进出吊桶，并只准在吊桶停稳和井盖门关闭以后进出吊桶。双吊桶提升时，井盖门不得同时打开。,第三百八十一条 专为升降人员和升降人员与物料的罐笼（包括有乘人间的箕斗）应符合下列要求：（一）乘人层顶部应设置可以打开的铁盖或铁门，两侧装设扶手。（二）罐底必须满铺钢板，如果需要设孔时，必须设置牢固可靠的门；两侧用钢板挡严，并不得有孔。（三）进出口必须装设罐门或罐帘，高度不得小
10、于1.2m。罐门或罐帘下部边缘至罐底的距离不得超过250mm，罐帘横杆的间距不得大于200mm。罐门不得向外开，门轴必须防脱。,第三百八十一条,（四）提升矿车的罐笼内必须装有阻车器。（五）单层罐笼和多层罐笼的最上层净高（带弹簧的主拉杆除外）不得小于1.9，其他各层净高不得小于1.8。带弹簧的主拉杆必须设保护套筒。（六）罐笼内每人占有的有效面积应不小于0.18m2。罐笼每层内1次能容纳的人数应明确规定。超过规定人数时，把钩工必须制止,第三百八十二条 提升装置的最大载重量和最大载重差，应在井口公布，严禁超载和超载重差运行。箕斗提升必须采用定重装载。第三百八十三条 升降人员或升降人员和物料的单绳提升
11、罐笼、带乘人间的箕斗，必须装设可靠的防坠器。,第三百八十四条,立井使用罐笼提升时，井口、井底和中间运输巷的安全门必须与罐位和提升信号联锁：罐笼到位并发出停车信号后安全门才能打开；安全门未关闭，只能发出调平和换层信号，但发不出开车信号；安全门关闭后才能发出开车信号；发出开车信号后，安全门打不开。井口、井底和中间运输巷都应设置摇台，并与罐笼停止位置、阻车器和提升信号系统联锁：罐笼未到位，放不下摇台，打不开阻车器；摇台未抬起，阻车器未关闭，发不出开车信号。立井井口和井底使用罐座时，必须对罐座设置闭锁装置，罐座未打开，发不出开车信号。升降人员时，严禁使用罐座。,第三百九十七条 立井提升装置的过卷和过放
12、应符合下列规定：（一）罐笼和箕斗提升，过卷高度和过放距离不得小于表6所列数值。（二）吊桶提升，其过卷高度不得小于按表确定数值的1/2。 （三）在过卷高度或过放距离内，应安设性能可靠的缓冲装置。缓冲装置应能将全速过卷（过放）的容器或平衡锤平稳地停住；并保证不再反向下滑（或反弹）。吊桶提升不受此限。（四）过放距离内不得积水和堆积杂物。,第四百零二条 新钢丝绳悬挂前的检验（包括验收检验）和在用绳的定期检验，必须按下列规定执行：（一）新绳悬挂前的检验：必须对每根钢丝做拉断、弯曲和扭转种试验，并以公称直径为准对试验结果进行计算和判定：1不合格钢丝的断面积与钢丝总断面积之比达到6%，不得用作升降人员；达到
13、10%，不得用作升降物料；2以合格钢丝拉断力总和为准算出的安全系数，如低于本规程第四百条的规定时，该钢丝绳不得使用。（二）在用绳的定期检验：可只做每根钢丝的拉断和弯曲2种试验。试验结果，仍以公称直径为准进行计算和判定：1不合格钢丝的断面积与钢丝总断面积之比达到25%时，该钢丝绳必须更换；2以合格钢丝拉断力总和为准算出的安全系数，如低于本规程第四百零一条的规定时，该钢丝绳必须更换。,第四百一十三条 新安装或大修后的防坠器，必须进行脱钩试验，合格后方可使用。对使用中的立井罐笼防坠器，应每6个月进行1次不脱钩试验，每年进行1 次脱钩试验。对使用中的斜井人车防坠器，应每班进行1次手动落闸试验、每月进行
14、1次静止松绳落闸试验、每年进行1次重载全速脱钩试验。防坠器的各个连接和传动部分，必须经常处于灵活状态,第四百二十七条 提升装置必须装设下列保险装置，并符合下列要求：（一）防止过卷装置：当提升容器超过正常终端停止位置（或出车平台）0.5m时，必须能自动断电，并能使保险闸发生制动作用。（二）防止过速装置：当提升速度超过最大速度15时，必须能自动断电，并能使保险闸发生作用。（三）过负荷和欠电压保护装置。（四）限速装置：提升速度超过3m/s的提升绞车必须装设限速装置，以保证提升容器（或平衡锤）到达终端位置时的速度不超过2m/s。如果限速装置为凸轮板，其在1个提升行程内的旋转角度应不小于270。（五）深
15、度指示器失效保护装置：当指示器失效时，能自动断电并使保险闸发生作用。,第四百二十七条,（六）闸间隙保护装置：当闸间隙超过规定值时，能自动报警或自动断电。（七）松绳保护装置：缠绕式提升绞车必须设置松绳保护装置并接入安全回路和报警回路，在钢丝绳松弛时能自动断电并报警。箕斗提升时，松绳保护装置动作后，严禁受煤仓放煤。（八）满仓保护装置：箕斗提升的井口煤仓仓满时能报警和自动断电。（九）减速功能保护装置：当提升容器（或平衡锤）到达设计减速位置时，能示警并开始减速。防止过卷装置、防止过速装置、限速装置和减速功能保护装置应设置为相互独立的双线型式。立井、斜井缠绕式提升绞车应加设定车装置。,第四百二十八条 提
16、升绞车必须装设深度指示器、开始减速时能自动示警的警铃与不离开座位即能操纵的常用闸和保险闸，保险闸必须能自动发生制动作用。常用闸和保险闸共同使用1套闸瓦制动时，操纵和控制机构必须分开。双滚筒提升绞车的2套闸瓦的传动装置必须分开。对具有2套闸瓦只有1套传动装置的双滚筒绞车，应改为每个滚筒各自有其控制机构的弹簧闸。提升绞车除设有机械制动闸外，还应设有电气制动装置。严禁司机离开工作岗位、擅自调整制动闸。,第四百三十六条 主要提升装置必须具备下列资料，并妥善保管：（一）绞车说明书。（二）绞车总装配图。（三）制动装置结构图和制动系统图。（四）电气系统图。（五）提升装置（绞车、钢丝绳、天轮、提升容器、防坠器和罐道等）的检查记录簿。（六）钢丝绳的检验和更换记录簿。（七）安全保护装置试验记录簿。（八）事故记录簿。（九）岗位责任制和设备完好标准。（十）司机交接班记录簿。（十一）操作规程。制动系统图、电气系统图、提升装置的技术特征和岗位责任制等必须悬挂在绞车房内。,
