矿井提升设备课件

第六章

矿井提升设备

§6—1概述§6—2提升容器

二、箕斗1、立井箕斗型号意义（1）立井单绳箕斗（如：JL—3）（2）立井多绳箕斗JDS—12/110×4、JDSY—12/110×4、JDG—12/110×42、立井箕斗结构原理（1）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6—3所示，主要由斗箱、框架、连接装置及闸门等组成。（2）卸载原理当箕斗提升至地面煤仓时，卸载滚轮进入安装在井架上的卸载曲轨内，随着箕斗提升，固定在箕斗框架上的小曲轨同时向上运动，则滚轮在卸载曲轨作用下，沿着箕斗框架上的小曲轨向下运动，并转动连杆，使其通过连杆锁角为零的位置后，闸门就借助煤的压力打开，开始卸载。在箕斗下放时，以相反的顺序关闭闸门。平板闸门底卸式箕斗较扇形闸门卸载时井架受力小，卸载曲轨短，装载时撒煤少，且动作可靠。

其它符号意义同上。（1）布置系统图6—5（2）抓捕机构极其传动装置图6—6（3）缓冲器图6—7（4）制动绳的拉紧装置图6—8§6—3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0.4～4㎜。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。纤维绳芯作用：（1）减少股间钢丝的接触应力；（2）缓和弯曲应力；（3）储存润滑油，防止绳内钢丝锈蚀。金属绳芯的特点：与相同断面的纤维绳芯相比，金属断面大，抗破断能力大，具有耐横向压力大，不易变形等优点。但其柔软性差，不耐腐蚀。绳芯的标记代号：纤维芯（天然或合成的），FC；天然纤维芯，NF；合成纤维芯，SF；金属丝绳芯，IWR；金属丝股芯，IWS。

二、钢丝绳的分类、特点及应用（一）分类及特点1、按钢丝绳的捻法分可分为右交互捻（ZS）、左交互捻（SZ）、右同向捻（ZZ）、左同向捻（SS）四种。标记代号中，第一个字母表示钢丝绳的捻向；第二个字母表示股的捻向；“Z”表示右捻向，“S”表示左捻向。左捻：按左螺旋方向将股捻成绳。右捻：按右螺旋方向将股捻成绳。交互捻：绳中的股的捻向与股中丝的捻向相反。同向捻：绳中的股的捻向与股中丝的捻向相同。特点：同向捻钢丝绳柔软，表面光滑，接触面积大，应力小，使用寿命长，绳有断丝时，断丝头部会翘起便于发现，所以矿井提升多用同向捻钢丝绳。但同向捻钢丝绳有较大的恢复力，稳定性较差，易打结。交互捻钢丝绳的结构稳定

3、按绳股断面形状分（1）圆形股绳绳股断面为圆形。这种绳易于制造，价格低，是矿井提升应用最多的一种钢丝绳。（2）异形股绳绳股断面形状有三角形和椭圆形两种。三角股钢丝绳：强度比同直径圆形股绳要高，承压面积大，外层钢丝磨损小；外层钢丝粗，排列方式好，抗挤压性能好，尤其是在多层缠绕时，过渡比较稳定；寿命比圆形股长。椭圆股钢丝绳：支撑面积大、抗磨损性能好，但绳的稳定性差，不适于承受较大的挤压力。这种绳股多用来与其它绳股捻制成多层不旋转钢丝绳。三、提升钢丝绳的选择计算钢丝绳在工作过程中，产生许多复杂的应力，如静应力、动应力、弯曲应力，扭转应力、挤压应力及接触应力等，这些应力的反复作用，必将引起钢丝的疲劳、损坏；另外还受到磨损及腐蚀这也导致钢丝绳的损坏。如此复杂的各种影响因素，计算时不能一一考虑。因此，《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。1、立井单绳提升钢丝绳的选择计算如图，A点承受静载荷最大，其最大静载荷Qmax为：Qmax=Q+Q2+pH0Qmax=m·g+mz·g+mp·g·H0式中Q=m·g一次提升货载的重量，N；m—货载质量，kg；Qz=mz·g容器的自身重量，N；mz—容器质量，kg；p=mp·g钢丝绳每米重量，N/m；以σB为所要选择的钢丝绳公称抗拉强度（N/㎡），S为所有钢丝断面积之和（㎡），如果钢丝绳不被拉断，就必须满足：设ma为《煤矿安全规程》规定钢丝绳的安全系数，则为解上式，找出mp与S的关系，设钢丝绳的平均密度为9400kg/m3，断面积和为S（㎡），长度为1m的质量mp为：mp=9400·Skg/m上式中的S可写成：

将上式代入设g=10m/s2，则可得：根据计算出的值，在规格表中选取与计算相近的标准钢丝绳直径，再按选出的资料，验算其安全系数是否符合要求即：式中Qp—所选钢丝绳全部钢丝破断拉力总和，N；Q+Q2+pH0—货载、容器、钢丝绳重量总和。若验算结果不满足要求，即不满足《煤矿安全规程》要求，应重新选钢丝绳，并重新验算，直到满足要求为止。

2、斜井钢丝绳的选择计算斜井钢丝绳的选择计算与立井相同，其不同之处，只是因斜井井筒倾角小于90º，在钢丝绳A点的作用力，只是串车、货载、钢丝绳重力的一个分量，及串车、钢丝绳在轨道和地滚上运动的摩擦阻力。作用于A点沿井筒方向的分力有：串车及货载的重力分力为：n（m1+m21）g·sinα串车及货载的摩擦力为：f1n（m1+m21）g·cosα钢丝绳的重力分力为：mpgL0

sinα钢丝绳的摩擦力为：f2gL0cosα与立井的钢丝绳计算相似，为保证钢丝绳不被拉断，并有一定安全系数，可写出下式：每米钢丝绳质量为：

式中L0—钢丝绳由A点至串车车尾车在井下停车点之间的斜长，m；f1—矿车运行摩擦阻力系数；矿车为滚动轴承取f1=0.015；矿车为滑动轴承f1=0.02；f2—运行的钢丝绳摩擦系数，此数值与矿车中托辊支承情况有关。钢丝绳全部支承在托辊上取f2=0.15～0.20；局部支承在托辊上取f2=0.25～0.4；全部在底版或枕木上拖动时取f2=0.4～0.6；ma—安全系数，与立井要求相同；m1—每一个矿车货载质量，kg；m21—每一个矿车自身质量，kg；n—矿车数量；α—井筒平均倾角。根据上式计算的数值，从钢丝绳规格表中选择标准钢丝绳mp，并按下式验算安全系数：式中Qp—钢丝破断拉力总和，N。—钢丝绳公称抗拉强度，N/㎡；§6—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。

一、单绳缠绕式提升机单绳缠绕式提升机的工作原理：把钢丝绳的一端固定到提升机的滚筒上，另一端饶过井架上的天轮悬挂提升容器。这样，利用滚筒转动方向不同，将钢丝绳缠上或松放，以完成提升或下放容器的工作。按滚筒数目不同，单绳缠绕式提升机有单滚筒和双滚筒提升机两种。双滚筒提升机在主轴上装有两个滚筒，其中一个与主轴用键固定连接，称为固定滚筒或死滚筒；另一个滚筒滑装在主轴上，通过调绳离合器与主轴连接，称为游动滚筒或活滚筒。将两个滚筒做成这种结构的目的，是为了在需要调绳及更换提升水平时，两个滚筒可以有相对运动。单滚筒提升机只有一个滚筒，一般用于单钩提升。型号意义：□JK—□/□

滚筒名义直径，m；

矿用；

卷扬机（即提升机）；

滚筒数目（2—表示双滚筒；1—表示单滚筒，一般省略）1、主轴装置（1）作用1）缠绕提升钢丝绳；2）承受各种正常载荷，并将载荷经轴承传给基础；3）承受在各种紧急事故下所造成的非常载荷；（一般要求在非常载荷作用下，主轴装置的各部分不应有残余变形。）4）当更换提升水平时，调节钢丝绳的长度（仅限双滚筒提升机）。

（2）结构主轴装置包括滚筒、主轴、主轴承及调绳离合器（双滚筒特有）等。滚筒的筒壳通过轮辐、轮毂用键和轴固定（固定滚筒），筒壳外边一般均设有木衬，木衬上车有螺旋导槽，以便使钢丝绳在滚筒上作规则排列，并减少钢丝绳的磨损。2m单滚筒只有一个制动盘，而单滚筒2.5m则有两个制动盘。当单滚筒作双钩提升，左侧钢丝绳为下边出绳，右侧钢丝绳为上边出绳。单钩提升时为上边出绳，单滚筒由于调绳不方便，为此做成双滚筒。双滚筒的左滚筒通过调绳离合器与主轴连接。（3）调绳离合器1）作用使活滚筒与主轴连接或脱开，以便在调节绳长或更换提升水平时，使活滚筒与死滚筒有相对运动。2）种类调绳离合器可分三种即齿轮离合器、摩擦离合器、蜗轮蜗杆离合器。JK型提升机采用齿轮离合器。3）齿轮离合器a、结构（图6—11）b、控制系统图6—12离合器打开：压力油→K管→n→m→s→r（压力油将活塞销顶起，活塞销下端离开轮毂凹槽，解除闭锁，同时使r的空间与j孔相通）→j→i→h→g→f→e→离合油缸左腔；离合油缸右腔→d→c→b→a→L管→油池。缸体带动外齿轮向左移动，直到与内齿圈脱开。离合器合上：压力油→L管→a→b→c→d→离合油缸右腔；离合油缸左腔→e→f→g→h→i→j→p→q→s→m→n→K管→油池。缸体带动外齿轮向右移动，直到与内齿圈啮合。注意：连锁阀的阀体固定在外齿轮的侧面，阀中的活塞销靠弹簧的作用插在轮毂的凹槽中，可以防止提升机在运转中离合器齿轮因震动等原因自动脱开。

顶开钢球（二）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。1、圆盘式深度指示器圆盘式深度指示器由发送部分和接收部分组成，其原理是传动轴经齿轮传动，将提升机旋转运动传给发送自整角机，该自整角机再将信号传给圆盘式深度指示器上的接收自整角机，二者组成电轴，实现同步联系，从而达到指示器位置的目的。深度指示盘装于司机台上，有粗针和精针两个指针，精针只在容器接近井口时才转动，以便指示精确的停车位置。深度指示器上还配有连击铃，当提升机减速开始时，此铃发出声响，提醒司机作减速操纵。特点：圆盘式深度指示器结构简单，使用可靠，精度高，易实现自动化，但直观性差。

2、牌坊式深度指示器

牌坊式深度指示器主要由传动轴、直齿轮、锥齿轮、直立的丝杠、梯形螺母、支柱、标尺等组成。

在提升机工作时，其主轴带动深度指示器上的传动轴，直齿轮，锥齿轮带动两个直立的丝杠以相反方向旋转，利用支柱分别限制装在丝杠上的梯形螺母旋转，因两个丝杠都是右螺纹，故迫使两个螺母，只能沿支柱作上、下相反方向的移动，从而指示出井筒中两容器一个向上，另一个向下的位置。

在两支柱上固定着的标尺上，用缩小的比例根据矿井的具体情况，刻着与井筒深度或坑道长度相适应的刻度，当装有指针的梯形螺母移动时，则指明了提升容器在井筒的位置。

特点：优点是指示清楚、直观、工作可靠；缺点是不够精确。

（三）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。1、盘式制动器（1）结构（2）工作原理1）松闸2）抱闸2、液压站

（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（2）工作原理图6—141）工作制动2）安全制动3）调绳二、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）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式中δ——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：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：式中d——钢丝绳直径，mm；ε——钢丝绳绳圈之间的间距，一般取2～3mm。若钢丝绳在滚筒上作双层缠绕时，为了避免上下层钢丝绳总是在一个地方过渡而损坏，要求每季度错动1/4圈，根据钢丝绳设计寿命，计算多层缠绕滚筒宽度时应加此错动绳2～4圈。单滚筒双钩提升计算滚筒宽度时，试验绳长应是两倍，摩擦圈也是两倍，还应再加上2圈为缠绕与下放两绳之间的间隔绳圈。根据计算所得的滚筒直径与宽度，选择稍大且接近计算尺寸的标准提升机的直径和宽度，若无接近的，则可另选较大的，或者在《规程》允许的情况下作多层缠绕。为了保证提升机有足够的强度，还必须验算所选提升机最大静张力Fjmax（它关系到滚筒与主轴的强度）及最大静张力差Fc（它关系到主轴的强度）应满足下式：式中Fjmax及Fc由提升机产品规格中查得，如果验算不符合规定，需要重选较大的。

五、提升机与井筒的相对位置提升机对井筒的相对位置，关系到矿井地面工业广场的布置、井下保安煤柱的尺寸及提升设备和地面运输系统的安全、可靠运行。在确定位置的各参数时，应当根据地形及生产条件，因地制宜，首先考虑提升机对井筒的不止方式，再确定相对位置的几个参数尺寸。即：1、井架高度Hj

2、滚筒中心至井筒钢丝绳之间的水平距离Ls此距离考虑对于有斜撑的井架，其斜撑的基础与井筒中心的水平距离约0.6Hj，另外考虑提升机在运输中钢丝绳的稳定性，所以Ls的最小距离按下面经验公式计算：3、钢丝绳弦长Lx钢丝绳弦长是指钢丝绳离开滚筒处至接触天轮之间的绳长，由图可见上下两条弦长不完全相等，但均以滚筒中心至天轮中心之间的距离来计算弦长，即：式中C0——提升机主轴中心线高出井口水平的距离，此值决定于滚筒直径、地形和土壤等情况，一般C0=1～2m；Dt——天轮直径。钢丝绳的弦长不能过长，过长则钢丝绳振动增大，因此，钢丝绳有跳出天轮轮缘的危险，一般不超过60m。

4、钢丝绳的偏角α钢丝绳的弦长与天轮平面的夹角，从上图可见，偏角有两个，α1称外偏角，α2称内偏角，根据《规程》规定，内、外偏角不得超过1°30ˊ，否则绳与天轮轮缘的磨损过甚，易发生钢丝绳跳出天轮的事故。最大外偏角最大内偏角式中s——两天轮间的距离（m），其值决定于容器的规格及提升容器在井筒内的布置，可查提升机规格表中两滚筒中心距；a——两滚筒之间的间隙（m），其值见提升机规格表。

5、滚筒下绳的出绳角（或称下绳仰角）β钢丝绳弦与水平之间的夹角称滚筒钢丝绳的出绳角，出绳角大小影响提升机主轴的受力情况。大于零时钢丝绳拉力有一向上的分力能抵消一部分主轴的重力，减少它的重力弯矩，相对提高了主轴的强度。另外下出绳角过小，钢丝绳有可能与提升机基础想接触，会增大钢丝绳的磨损。为此出绳角不应小于提升机规格表中规定值。对于JK型提升机下出绳角不应小于15°。即下出绳角β值为：§6—5提升设备的运行理论

提升设备的运行理论是研究提升设备在一次提升过程中提升容器的速度变化规律和电动机作用在提升机滚筒圆周上力的变化规律的，以确定合理的运动参数。一、提升系统基本动力方程式在提升系统工作时，作用于主轴上的拖动力矩M与提升系统的静阻力矩Mj，及惯性力矩Mg处于平衡状态，得M-Mj-Mg=0在等直径提升系统中，可以写成为：F-Fj-Fg=0式中F——电动机作用在滚筒圆周上的拖动力，N；Fj——提升系统的静阻力，N；Fg——提升系统的惯性力，N。上式即根据达朗伯尔原理，解决提升系统的受力分析和受力计算，以下将逐项分析：1、提升系统的静阻力提升系统的静阻力是由货载、容器、钢丝绳的重力以及运行时形成的阻力组成。（1）货载、容器、钢丝绳作用在滚筒缠绕圆周上的静阻力Fj1图6-19为具有尾绳的提升系统，两容器下面用一根钢丝绳联接起来，此钢丝绳称为尾绳，此种提升系统的货载、容器、钢丝绳作用在滚筒缠绕圆周上的静张力，系滚筒的上升与下降两钢丝绳的静拉力差。下面讨论提升机工作在某瞬时，即空、重容器都已运行了x米时的静阻力。上升钢丝绳的静拉力Fsj为Fsj=Q+Qz+p（H-x）+qx下降钢丝绳的静拉力Fxj为Fsj=Qz+px+q（H-x）式中p、q——提升主绳、尾绳每米重量（N/M）。所以Fj1=Fsj-Fsj=Q+（p-q）（H-2x）在上面计算中，将相当于井架高的那段钢丝绳与钢丝绳弦长部分，因对于滚筒缠绕圆周作用的力相互抵消因而不计。

2、提升系统的惯性力Fg提升系统运动速度发生变化时，反抗其变化的力为惯性力即：Fg=∑ma式中∑m——提升系统所有运动部分换算到滚筒圆周上的变为质量的总和；a——提升容器运动时的线加速度。3、提升系统动力方程式F=KQ+（p-q）（H-2x）+∑ma（1）无尾绳提升系统q=0，动力方程式为：F=KQ+p（H-2x）+∑ma由上式可见在提升过程中，静阻力不断减小，是由于主钢丝绳的重量得不到平衡所致，故称此种系统为不平衡提升系统，一般适用于井深小于400m。当矿井很深，提升钢丝绳很重，在一次提升终了之前甚至出现负静阻力，为此有时需要额外地加大电动机功率，这样还要用足够大的制动力施闸，吸收系统的动能，和克服下降绳的重力，以保证一定的减速度，达到按时停车，避免过卷事故。这种提升系统既不安全，又不经济。

其计算方法为式中在查电动机规格表时，需预先通过电动机功率初选电动机的型号。

电动机的估算功率为式中vm——提升机最大速度，m/s；《规程》规定，立井升降物料时，提升容器的最大速度，不得超过下列公式所求得的数值：式中H——提升高度，m；H=Hx+Hs+HzHx——井口水平至容器卸载底之高度；Hs——井深；Hz——由井底车场水平到容器装载位置的距离。一些设计单位，常用的经济速度为：一般用式中lp——一根提升钢丝绳全长，m；lp=Hc+lx+3D+30+n

DHc——钢丝绳悬垂长度，m；lx——钢丝绳的弦长，m；3D——滚筒上缠绕三圈摩擦圈绳长，m；30——试验用钢丝绳长度，m；nD——多层缠绕时错绳圈绳长，n=2～4圈；lq——尾绳长，m；lq=H+2HhH——提升高度，m；Hh——尾绳高度，一般取15m。

三、提升系统运动学提升容器在井筒中上下运动，其运动速度除有大小变化外，同时有是间歇、往返、周期性的运动。为了掌握其运动规律，须确定合理的运动参数，以指导提升设备工作和作为电动机功率、电耗量计算以及调整电控等的原始数据。（一）箕斗提升的运动分析对于箕斗提升，其开车与停车，无论手动、自动，都要按规律准确进行。在提升过程中，电动机以初加速度启动运转，使井上箕斗脱离卸载曲轨时的速度，不超过v0=1.5m/s，箕斗脱离卸载曲轨后，电动机实行主加速度运行，即加速度为a1m/s2，经过t1s，行程h1m后，提升机达到最大运行速度vmm/s，然后电动机开始在自然特性曲线上作等速运动，经过t2s后，行程h2m。此时可以根据作用在滚筒上的两根钢丝绳的拉力差的大小，采取恰当的减速方式以减速度a3m/s2进行，减速运行t3s，行程h3m。箕斗在停车之前，为了补偿减速运行之误差，提高停车准确度，设计有一等速爬行阶段，最后提升机加闸制动停车。因此，箕斗提升采用了六阶段速度图，如下图所示。箕斗卸载曲轨行程h0=2.35m或2.13m。

初加速度a0为

初加速阶段时间t0为

式中v0=1.5m/s，箕斗脱离卸载曲轨时的速度。

2、主加速度阶段主加速度a1要受到《规程》的限制，其具体数值受电动机能力及减速器限制，摩擦式提升机还要加上防滑条件的限制。（1）《规程》对于提升物料的加速度，没有限制，一般使a1≤1.2m/s2。（2）减速器能力对加速度的限制为式中[Mmax]——减速器输出轴最大允许输出扭矩（由提升机规格表中查出），N·m；D——滚筒直径，m。

（3）电动机过负荷能力限制为式中λ——电动机过负荷系数，可在电动机规格表中查出；0.75——在加速度时，由于电动机依次切除转子电阻，拖动力起伏变化，故可取电动机此时出力不大于最大拖动力的0.75倍。Fe——电动机作用到滚筒缠绕圆周上的额定拖动力，N；主加速阶段时间t1为主加速阶段行程h1为ηj——传动效率。综合考虑以上三个因素，按其中最小者确定主加速度a1的大小。3、减速阶段提升机减速度可以采取多种方式，常用的有自由滑行减速、制动减速和电动机拖动减速。（1）自由滑行减速即当容器接近卸载位置时，将电动机断电，利用容器的惯性慢慢停车，在能够正常运行的条件下，采用自由滑行运行，可简化操作过程，并节省电能，此时的减速度可由动力方程式求出。减速阶段开始时x=H-h3所以减速度式中h3——减速阶段的行程，一般为30m～40m。（2）制动方式减速当矿井很深自由滑行的减速度太小，减速阶段拖延时间太长时，可在减速阶段将电动机断电，利用制动器操纵提升机快速停车。为了使机械闸闸瓦不过度发热和磨损，一般在采用制动器减速时，制动力不应大于0.3Q。其减速度可用动力方程式求出：（3）电动机减速方式若自由滑行的减速度太大，可将附加电阻逐级接入电动机转子回路，这时电动机在较软的人工特性曲线上工作。为了较好地控制电动机，电动机发出的拖动力不应小于额定力的35%，在减速即将结束时，可用制动器配合，达到准确停车。即总之，减速度阶段应首先考虑自由滑行方式运转。若用自由滑行算得的减速度值太小，可选用制动器减速，同时要控制制动力在0.3Q以内，所需制动力超过0.3Q时，考虑用电气制动方式。减速度一般取在0.7～1m/s2之间。减速度时间：减速阶段行程：式中v4——爬行速度，m/s。4、爬行阶段箕斗提升的爬行距离和爬行速度可参考下表。提升方式距离h4（m）速度v4（m/s）自动控制手动控制旧式装载设备定量装载设备箕斗提升2.5～350.40.5爬行时间t4为：5、刹车阶段刹车制动减速度一般取a5=1m/s2；此阶段时间很短可以不计，若计算则：制动时间：制动距离：s，m6、等速阶段等速阶段行程h2：

h2=H-（h0+h1+h3+h4+h5）

等速阶段时间t2

7、一次提升循环时间Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ式中θ——一次提升循环休止时间，s。

8、提升设备的年实际提升量及提升能力富裕系数式中An——矿井设计年产量，t/年；br——一年工作日数，一般为300日；t——一日工作时数，一般为14小时；c——提升工作不均衡系数；对于有井底煤仓的c=1.1～1.15，对于无井底煤仓的c=1.2，at——提升设备富裕系数，主提升设备对第一水平为1.2。计算出依次提升的总时间后，再根据上式进行校验，是否满足矿井生产量的要求。若不能满足则应重新选取运动系统中各参数，或修改最大提升速度，然后重新计算运动中各参数。最后在坐标图上以横坐标为时间（s），纵坐标为速度（m/s），按一定比例绘制六阶段速度图。

控制方式距离h4（m）速度v4（m/s）自动控制2.0～2.50.4手动控制5.00.4四、提升系统动力学提升系统动力学是研究和确定在提升过程中，滚筒圆周上拖动力的变化规律，为验算电动机容量及选择电气控制设备提供依据。提升设备的动力学计算和绘制力图，主要依据动力学方程式，对提升系统力的变化作定量分析。各类提升系统的动力学计算方法大致相同，现在只以无尾绳箕斗提升，即六阶段速度图为例，介绍动力学计算的基本方法。对于单绳缠绕式无尾绳提升设备，动力方程式为F=KQ+p（H-2x）+∑ma将提升速度图中各阶段的行程、相应的加速度和减速度代入上式中，就可以计算出提升过程中各阶段的拖动力。1、初加速度阶段（1）初加速度开始，x=0，t=0，a=a0F0=KQ+pH+∑ma0（2）初加速度终了，x=h0，t=t0，a=a0Fˊ0=KQ+p（H-2h0）+∑ma0=F0-2ph02、主加速度阶段（1）主加速度开始：x=h0，t=t0，a=a1F1=KQ+p（H-2h0）+∑ma1=Fˊ0+∑m（a1-a0）（2）主加速度终了，x=h0+h1，t=t0+t1，a=a1Fˊ1=KQ+p（H-2h0-2h1）+∑ma1=F1-2ph1

3、等速度阶段（1）等速度开始：x=h0+h1，t=t0+t1，a=0F2=KQ+p（H-2h0-2h1）=Fˊ1-∑ma1（2）等速度终了：x=h0+h1+h2，t=t0+t1+t2，a=0Fˊ2=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2）=F2-2ph24、减速度阶段（1）减速度开始：x=h0+h1+h2，t=t0+t1+t2，a=-a3F3=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2）-∑ma3=Fˊ2-∑ma3（2）减速度终了：x=h0+h1+h2+h3，t=t0+t1+t2+t3，a=-a3Fˊ3=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2-2h3）-∑ma3=F3-2ph35、爬行阶段（1）爬行开始：x=h0+h1+h2+h3，t=t0+t1+t2+t3，a=0F4=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2-2h3）=Fˊ3+∑ma3（2）爬行终了：x=h0+h1+h2+h3+h4，t=t0+t1+t2+t3+t4，a=0Fˊ4=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2-2h3-2h4）=F4-2ph46、刹车制动阶段（1）刹车开始：x=h0+h1+h2+h3+h4，t=t0+t1+t2+t3+t4，a=-a5F5=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2-2h3-2h4）-∑ma5=Fˊ4-∑ma5（2）刹车终了：x=H，t=t0+t1+t2+t3+t4+t5，a=-a5Fˊ5=KQ+pH-∑ma5=F5-2ph5

坐标图上（横坐标为时间（s），纵坐标为力F（N））绘制力图（图6—21）。在图中确定所计算力值的位置，应与速度图横坐标各阶段的时间相对应，并将每阶段首末两点连成直线即成力图，实际上力在加、减速度阶段的变化呈抛物线，近似成直线其误差很小，是允许的。把力图和速度图绘制在一起，就是提升工作图（图6—21）。五、电动机容量验算及提升电耗计算（一）电动机容量验算在提升系统的变位质量计算中，已经预选了电动机，它是否能满足提升系统各种运动状态下的要求，要通过对电动机温升、过负荷能力和特殊力等条件验算才能确定。1、按电动机温升条件验算电动机的额定功率是指电动机在额定负载下以额定转速连续运转，其绕组的温升不超过允许值时的功率。由于在一次提升循环中，提升机滚筒圆周上的拖动力和速度是变化的。这样就不能直接按某一时间的负载和转速计算电动机功率。但是电动机在长时间运转过程中是否过负荷的标志是其温升，若电动机在变化负荷下运转时的温升与其在某一固定负荷下运转时的温升相等，就可以用这个固定力作为验算电动机功率的依据，这个力称为等效力Fd。影响电动机温升的条件除了产生的热量外，还有散热条件，而散热条件又与电动机转速等因素有关。如高速运转时其冷却风流散热较低速时好些。考虑到散热因素，计算电动机容量时不以实际时间计算，而以等效时间计算。等效力为，N式中可作简单计算，对于箕斗提升六阶段力图可计算为：

在计算上式中，减速阶段的拖动力是否计入，与减速方式有关。自由滑行减速或机械制动减速时，由于电网与电动机已经断开，电动机不再发热，则F3、F`3的值不应计入；若采用电动机减速制动方式时，其力值应计入，这是由于此时电动机内有电流通过而产生热量的缘故；当采用动力制动时，应将F3、F`3与分别乘以1.4和1.6的系数，再进行计算，系数1.4和1.6是考虑到动力制动时，力与电流之比值与电动机运转方式不同，因为此时电动机定子为两相通入直流电的缘故；对于爬行阶段，若采用微机拖动，也不应计入其力值。最后的刹车制动阶段，一般均采用机械制动，所以力值不计算在上式中。其中α——低速运行时散热不良系数，α=1/2；β——停机散热不良系数，β=1/3。电动机的等效功率为，KW电动机的温升条件是2、按正常运行时电动机过负荷能力验算式中λ——电动机的过负荷系数，可由电动机规格表查得。N——所选电动机作用于滚筒上的额定力。3、按特殊过负荷能力验算式中Ft——作用在滚筒缠绕圆周上的特殊力，在下列情况下产生特殊力。，N，N

（2）在更换水平或调节绳长打开离合器作单钩提升空容器时式中μ——动力附加系数取1.05～1.1。（二）提升设备的电耗及效率电耗和效率是提升设备的主要经济指标。1、一次提升电耗W（焦/次）

式中1.02——提升附属设备（如润滑油泵、制动油泵、磁力站、动力制动电源装置等）的耗电系数。

上式中，在自由滑行减速或机械制动减速时，F3、F`3的值不应计入；只有在电动机减速或其他电气制动减速时，则该阶段的力值均应计算。爬行阶段当采取电动机转子加入大量电阻时，则按上式计算；若采用微拖动或低频爬行时，应将

换为

其中

0.8是考虑微拖动装置或低频机组的效率，

称为折算系数，是因为此时提升机运行在微拖动电机或低频机组的自然特性曲线上。2、提升设备的吨煤电耗

3、年电耗W年=WtAn4、一次提升有益电耗Wy=1000mgH5、提升设备的效率，（焦/吨）§6—6矿井提升设备的选择计算

4、矿井若有两个水平，且分前后期开采时，提升机、井架等大型固定设备要按照最终水平选择。提升容器、钢丝绳和提升电动机根据实际情况也可以按照第一水平选择，待井筒延深至第二水平时，再更换。对于新矿井如没有什么特殊要求，可参照《定型成套设备》的规定确定提升方式，并尽量选用定型设备。但因各个矿井具体情况不同，副井提升量也不一致，因此，可结合具体条件计算、选择，或验算选用的定型成套设备。《定型成套设备》中未规定的如钢丝绳、提升机与井筒相对位置、生产能力与耗电量等也要计算。

一、计算选择提升机时的必要已知条件（一）计算选择主井提升机时的必要已知条件1、矿井年产量An（吨/年）；2、工作制度：年工作日数、日工作小时数；3、矿井开采水平数，各水平井深，及各水平服务年限；4、卸载水平与井口的高差，装载水平与井下运输水平的高差；5、井筒尺寸、井筒中布置的提升设备套数、井筒附近地形图；6、散煤密度（吨/米3）。二、选择计算步骤（一）提升容器的选择1、确定合理提升速度2、确定一次提升量一次提升时间的估算：

，s表一箕斗休止时间箕斗规格6吨以下8～9吨12吨16吨20吨休止时间（s）810121620罐笼型式单层装车罐笼双层装车罐笼进出车方式两侧进出车同侧进出车一个水平进出车两层同时进出车每层矿车数1211212矿车规格1

1.5

3休止时间（s）12

13

1515

17

-35

-

-30

32

3636

40

-17

18

2020

22

-一次提升量估算：（二）提升钢丝绳的选择（三）提升机的选择1、滚筒直径2、滚筒宽度提升机强度校核

（四）提升机与井筒相对位置1、天轮直径2、井架高度3、滚筒中心至井筒钢丝绳之间的水平距离4、钢丝绳的弦长5、钢丝绳的偏角6、滚筒下绳的出绳角（五）提升系统的变位质量计算（六）确定运动各参数（七）各阶段拖动力（八）验算提升电动机容量（九）耗电量计算

§6—7斜井串车提升系统

一、斜井串车提升系统1、采用甩车场的单钩串车提升图6—22、232、采用平车场的双钩串车提升图6—24、25二、斜井串车提升设备的选择计算（一）一次提升量和串车矿车数的确定1、提升长度L=Ld+Ls+Lk2、速度图参数的确定（1）最大提升速度《规程》规定斜井内升降人员或用矿车升降物料时，vm≤5m/s。据此，结合设计条件应首先预选提升机，确定提升机的速度vm。（2）初加速度a0≤0.3m/s2。（3）车场内速度甩车场v0≤1.5m/s，平车场v0≤1.0m/s