礦井運輸與提升(第06章_斜井提升)

1、第一節(jié) 概 述 斜井提升有斜井串車、斜井箕斗及斜井膠帶輸送機等三種提升方式。 一、斜井串車提升 斜井串車提升有單鉤及雙鉤之分。按車場形式不同又分為采用甩車場的串車提升及采用平車場的串車提升。 斜井串車提升具有投資少和建井速度快的優(yōu)點。采用單鉤串車提升時，井筒斷面較小、建井工程量少，更能節(jié)約初期投資。但單鉤串車提升能力較低，故年產(chǎn)量較大時(大于21萬t)，宜采用雙鉤串車提升。 第六章 斜井提升 (一)采用甩車場的單鉤串車提升 采用甩車場的單鉤串車提升如圖61(a)所示，在井底及井口均設甩車道。 提升開始時，重車在井底車場沿重車甩車道運行。由于甩車道的坡度是變化的，而且又是彎道，為了防止礦車掉道，

2、要求初始加速度a00.3m/s2；速度vm1.5 m/s。圖6-l 采用甩車場的串車提升系統(tǒng) 其速度圖如圖6-2所示。 當全部重串車提過井底甩車場進入井筒后，加速至最大速度，并以最大速度vm等速運行。在到達井口停車點前，重串車以減速度a3減速。全部重串車提過道岔A后停車，重串車停在棧橋停車點。搬動道岔A后提升機換向，重串車以低速沿井口甩車場重車道運行。停車后，重串車摘鉤并掛上空串車。提升機把空串車以低速vsc沿井口甩車場提過道岔A后在棧橋停車。搬過道岔A，提升機換向，下放空串車到井底甩車場?？沾囃＼嚭筮M行摘掛鉤，掛上重串車后開始下一提升循環(huán)。整個提升循環(huán)包括提升重串車及下放空串車兩部分。(二

3、)采用甩車場的雙鉤串車提升 如圖6l(b)所示，它采用的甩車場形式與單鉤提升系統(tǒng)基本類似，所不同的是：提升重串車和下放空串車同時進行。圖6-l 采用甩車場的串車提升系統(tǒng) 其速度圖如圖63所示。 提升開始時，空串車停在井口棧橋停車點。當重串車沿井底甩車場以低速vsc運行時，空串車沿井筒下放。重串車進入井筒后以最大速度vm運行。當空串車到達井底甩車場前，提升機以減速度a3減速到vsc，空串車沿井底甩車場運行。重串車通過道岔A后，在井口棧橋停車點停車。此時井底空串車不摘鉤。提升機換向，重串車沿井口甩車場下放，此時空串車又沿井底甩車場向上運行。重串車停在井口甩車場進行摘掛鉤，掛上空串車后，沿井口甩車場

4、提升到井口棧橋停車點停車，此時井底空串車又回到井底甩車場，停車后摘鉤掛上重串車，準備開始下一個提升循環(huán)。 (三)采用平車場的雙鉤串車提升 平車場一般用于雙鉤串車提升，如圖64。 提升開始時，在井口平車場空車線上的空串車，由井口推車器向下推送。同時井底重串車向上提升，此時加速度為a0,速度為vpc1.0m/s。當全部重串車進入井筒后，提升機加速到最大速度并以等速運行。重串車行至井口，而空串車行至井底時，提升速度減至vpc,空、重串車以速度vpc在井下和井上車場運行，最后減速停車。井口平車場內(nèi)重串車在重車線上借助慣性繼續(xù)前進，當鉤頭行到摘掛鉤位置時迅速將鉤頭摘下，并掛上空串車，與此同時井下也進行摘

5、掛鉤工作。 二、斜井箕斗提升 斜井箕斗提升具有生產(chǎn)能力大、裝卸載自動化等優(yōu)點，但需安設裝卸載設備和煤倉，故較串車提升投資大、設備安裝時間長。此外，為了解決矸石、材料設備和人員的運送問題，還需設一套副井提升設備。因此產(chǎn)量較小的斜井多采用串車提升。但年產(chǎn)量在3060萬t的斜井，傾角在2035時可考慮采用斜井箕斗提升。斜井箕斗多采用雙鉤提升系統(tǒng)，斜井箕斗提升速度圖與立井箕斗提升速度圖相仿，這里不再介紹。 三、斜井帶式輸送機提升 這種提升方式具有安全可靠、運輸量大等優(yōu)點，但初期投資較大，設備安裝時間較長，并需安裝卸載煤倉等設備。年產(chǎn)量在60萬t以上、傾角小于18的斜井，只要技術經(jīng)濟條件合理，可以選用帶

6、式輸送機提升方式。 第二節(jié) 斜井提升選型計算特點一、一次提升量或串車數(shù)目的確定(一)一次提升量Q的計算 與立井提升相同，可按下式計算：)(6 . 3ttbTAcaQsrxnf (6-1) 式中：An為礦井年產(chǎn)量； c為提升不均衡系數(shù)； Tx為估算的一次提升循環(huán)時間。(二)一次提升循環(huán)時間Tx的估算 1斜井箕斗提升xxLTv(s) (6-2) 式中：為裝卸載休止時間； Lx為卸載煤倉斜長； Vp為平均速度。2.采用甩車場的串車提升 單鉤：HscscscpscxvLvLLT224)2(2 (6-3) 雙鉤：HscscscpscxvLvLLT2242 (6-4) 式中：L為提升斜長；Lsh為井筒斜長

7、； Lsc為甩車場長度；Vp為平均速度； vsc為甩車場運行速度； H為提升電動機換向時間； 3采用平車場的串車提升ppcpcppcxvLvLLT22 (6-5) 式中：L為提升斜長； Lpc為井口平車場的長度； Lsc為甩車場長度；Vp為平均速度； vpc為串車在平車場運行速度； p為平車場摘掛鉤時間；(三)串車數(shù)的確定1根據(jù)一次提升量Q計算串車數(shù)GQn 1（輛） (6-6) 計算出n1后取整數(shù)。 式中：Q為一次提升量； G為礦車裝載量；2.根據(jù)車鉤強度計算礦車數(shù) 礦車沿傾角為a的軌道向上提升時，串車產(chǎn)生的總阻力由礦車鉤頭承擔。為保證鉤頭強度，所拉礦車數(shù)就受到限制。車鉤強度一般為60000N

8、，總阻力與車鉤強度滿足下式： 60000)cos(sin)(102gGGn)cos(sin)(60000102gGGn(6-7) 式中：n2為串車組礦車數(shù)；G為礦車裝載量；G0為礦車質(zhì)量；a為軌道傾角；w1為礦車沿軌道運行時的阻力系數(shù)；計算時，若n1n2即車鉤強度不滿足要求，則應按n2確定礦車數(shù)。 二、鋼絲繩、提升機及天輪選擇計算特點 斜井提升時鋼絲繩的選擇計算，詳見式(2-12)和(2-13)。但要注意，若為串車提升時，該式中Q，Q2均為n輛串車的相應數(shù)值。 提升機選型計算原則上與立井相似，只是提升機強度驗算公式有所不同。 若為串車提升，可按下式驗算提升機最大靜拉力Fjmax：)cos(si

9、n)cos(sin)(210maxpLgGGnFj 式中：w2為鋼絲繩運行時的阻力系數(shù)； 若為串車提升，可按下式驗算提升機最大靜拉力差Fjc ：)cos(sin)cos(sin)(210maxpLgGGnFj)cos(sin10nG（68） （69） 為了減少提升機與井口間的距離，且保證鋼絲繩的內(nèi)外偏角不超過1030，斜井串車提升可以采用游動天輪。 三、井口相對位置的計算(一)雙鉤平車場雙鉤平車場井口相對位置示意圖如圖6-5。按外偏角小于130計算最小弦長)2(195 . 1tan22minyaSByaSBLx（610） minxL按內(nèi)偏小于130計算最小弦長 min xL)(195 . 1t

10、an2minyaSyaSLx （611） 式中：S為井筒中軌道中心間距；B為提升機卷筒寬度；為兩卷筒之間的距離；y為游動天輪的游動距離。井架高度要求能保證： (1)摘鉤后的礦車通過下放串車的鋼絲繩的下部時，鋼絲繩距地面的高度不得小于2.5m。這點距離摘鉤點的距離為L3，一般取L3=4m； (2)為了防止礦車在井口出軌掉道，井口處的鋼絲繩牽引角要小于90。按第一項要求井架高度Hj為： tjRLLLLLLhH321421)(5 . 2(（612） 式中：Rt為天輪半徑； h為礦車過鋼絲繩下部處的地面標高與井口標高之差； L1為井口至阻車器的距離； L2為阻車器到摘鉤點距離； L4為摘鉤點到井架中心

11、的水平距離。 鋼絲繩在井口處的牽引角1為：3211arctanLLLRHtj（613） 井架高度確定后，計算弦長Lx(提升機側(cè))，外偏角1、內(nèi)偏角2、繩弦的仰角及鋼絲繩在天輪上的圍抱角 。01(二)甩車場 在提升機側(cè)與平車場相同，在井口側(cè)串車出井筒后運行在棧橋上，井架和天輪在棧橋頂端，井口至天輪處的斜長Lxc為： tgkxcRLLLL75. 02 （614） 式中：Lk為井口到道岔A的距離；L2為道岔A到串車停止時鉤頭位置的距離；Lg為過卷距離。r則井架高度Hj為： qkxcjLHsin（615） 式中：q為樓橋傾角。四、速度圖計算 串車提升速度圖的計算按圖62，63或64進行。先計算各低速階

12、段的時間和行程。在低速階段加速度a00.3m/s2。從總行程中減去各低速階段的行程，得到等速階段行程h2，進而求得等速階段時間t2。把各階段時間相加得一次提升循環(huán)時間TX 。然后驗算生產(chǎn)力An及提升富裕系數(shù)f。r煤礦安全規(guī)程對斜井提升最大速度的規(guī)定： (1)升降人員或升降物料的，vm5 m/s。專用人車的運行速度不得超過人車設計的最大允許速度； (2)箕斗升降物料時，vm7 m/s。當鋪設固定道床且采用重型鋼軌時,vm9 m/s； (3)傾斜巷道升降人員時，其加速度和減速度都不得超過0.5 m/s2。 在斜井提升中，空串車下放時，加速度a1應小于空串車的自然加速度a1z，否則下放端鋼絲繩呈松弛

13、狀態(tài)，待再次拉緊時將產(chǎn)生沖擊力,對鋼絲繩極為不利?？沾嚨淖匀患铀俣萢1z應按下式計算： gGnGnGatt)cos(sin2001（616） 式中：Gt為天輪的變位質(zhì)量。 重串車上提時，減速度a3也不能過大，否則在將要停車前，上升端鋼絲繩將松弛上升的串車組將越過鋼絲繩，將繩壓壞或發(fā)生礦車掉道事故，還可能使上升串車因重力作用再次下降，這時鋼絲繩又將受到?jīng)_擊力，有將鋼絲繩拉斷的危險。為避免上述現(xiàn)象發(fā)生，要求減速度a3小于自然減速度a3z。自然減速度按下式計算： gGGGnGGnatz)cos(sin)()(2003（617） 五、動力學計算r重車上升時鋼絲繩的靜拉力Fs為： )cos)(sin(

14、)cos)(sin(2101xLpgGGnF（618） r空串車下放端鋼絲繩的靜拉力Fx為： )cos(sin)cos(sin210pxgnGFx（619） r雙鉤提升時的靜阻力為兩鋼絲繩靜拉力之差，即：xsjFFF（620） r雙鉤提升時提升拖動力F為： maFFj（621） 式中：m為提升系統(tǒng)的總變位質(zhì)量 單鉤提升時，提升重串車時拖動力F為： amFFsj（622） 下放空串車時拖動力F為： amFFxx（623） 式中：ms為提升重串車時提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量；mx為下放空串車時提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量。 斜井串車提升的力圖可按上述公式計算。計算時要考慮斜井坡度的變化。r電動機功率可按最大靜拉力或

15、最大靜拉力差估算： 對于單鉤提升電動機，功率P為：jmsbvFkP1000max（kW） （624） 對于雙鉤提升電動機，功率P為：jmjcbvFkP1000（kW） （625） 式中：kb為功率備用系數(shù)；Fs.max為單鉤提升上升端鋼絲繩最大靜拉力；Fjc為雙鉤提升兩鋼絲繩的最大靜拉力差，j為減速器傳動效率。第三節(jié) 斜井箕斗提升特點對于斜井箕斗提升，其鋼絲繩、提升機及天輪的選擇計算與斜井串車提升基本相同。井架高度Hj，按下式計算：sinijLH（626） 式中：為井架上基本軌道傾角； Lj為井架斜長。井架斜長Lj為： tgrxjRLLLL75. 0（627） 式中：Lx為箕斗卸載點距井口距離；Lr為箕斗總長度；Lg為過卷距離；Rt為天輪半徑。 兩天輪間距s取為與井筒中軌道中心距相等，即：2 . 0cbS(m) (628) 式中：bc為箕斗的最突出部分寬度。 提升機側(cè)的弦長、偏角及仰角等計算與串車相同。 斜井箕斗提升速度圖與立井箕斗相似，僅卸載曲軌內(nèi)行程較長，此外，因受煤礦安全規(guī)程限制，最大提升速度較低。 計算斜井箕斗提升的拖動力時，提升開始要考慮容器的自重不平衡現(xiàn)象?？?/p>