缠绕式矿井提升机
发布时间:2024-08-15来源:提升机电控点击:1
随着科学技术的发展及生产机械化和集中化,目前,世界上经济比较发达的一些国家,提升机的工作速度已达到20--25m/s,一次提升量达到50t,电动机容量已超过10000kw,其安全可靠性尤为突出。在矿井生产的全部过程中,如果提升设备发生故障,必然会造成停产。轻者,影响煤炭的产量;重者,则会危及人身安全。
此外,矿井提设备是一大型的综合机械--电气设备,其成本和耗电量比较高,所以,在新矿井的设计和老矿井的改建设计中,确定合理的提升系统时,一定要经过多方面的技术经济比较,结合矿区的具体条件,保证提升设备在选型和运转两个方面是合理的,即要求矿井提升设备具备了经济性。
摩擦式矿井提升机适用于凿井以外的各种竖井提升。提升绳搭挂在摩擦轮上,利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器,或一端连接容器,另一端连接平衡重。为提高经济效益与安全性,摩擦式矿井提升机采用尾绳平衡提升方式,即配有与提升绳重量相等的尾绳。尾绳两端分别与两个容器(或容器和平衡重)的底部连接,形成提升绳-容器-尾绳—容器(或平衡重)—提升绳的封闭环路。容器处于井筒中的任何位置时,摩擦轮两侧的提升绳和尾绳的重量之和总是相等的。一般将布置在井筒顶部塔架上的这种提升机称为塔式摩擦式矿井提升机。塔架高出地面几十米,在地震区和地表土层特厚的矿区建造井塔耗资较大。提升机布置在地面的称为落地摩擦式矿井提升机,这种提升机的提升绳通过井架天轮引入井筒,与容器相连。落地式多绳摩擦提升机是在塔式多绳提升机的基础上将主机装置由空中搬到地面,其优点如下:
摩擦式提升机可大致分为塔式和落地式两种,国际上两种都普遍的使用,国内目前使用的落地式摩擦轮提升机还不太多,主要是进口设备。有些矿井由于生产的发展、井深的增加或产量的提高,将原来已经使用多年的缠绕式提升机改造为摩擦式提升机。摩擦提升机适用于深井,而多绳摩擦式提升机更适应大型矿井的提升要求。
缠绕式矿井提升机是较早出现的一种类型,工作原理最简单,单卷筒大多只有一根钢丝绳,连接一个容器。双卷筒的每个卷筒各配一根钢丝绳,连接两个容器,将钢丝绳的一端固定到提升机的卷筒上,另一端绕过井架上的天轮与提升容器相连接,利用两个卷筒上钢丝绳的缠绕方向的不同,当提升机转动时,使两个容器一个上升一个下降,以完成提升任务,这种提升机在我国矿山中普遍的使用。缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万吨以下、井深小于400米的矿井中。
(2)承受各种正常负荷(包括固定静载荷和工作载荷)。并将此载荷经过轴承传给基础;
(3)承受在各种紧急事故情况下所造成的非常负荷,在非常负荷作用下,主轴承装置的各部分不应有残余变形;
尽管目前已经基本解决了煤矿辅助运输机械化的问题,但是运输环节仍然是构成采煤功耗的最重要的因素。为了进一步提升工效、减少相关成本,还需对整个运输系统来进行改革,从技术、安全、经济各方面谋求最合理的解决方案。国外主要产煤国对辅助运输存在的主体问题及其发展途径的看法是一致的,即降低辅助运输的劳动强度和提高辅助运输设备的效率。主要研究和发展趋势有以下几个:①井下材料、设备和人员的运输设备的研制,格外的注意采区辅助运输设备的研制;②对于供料地点到井下用户运输线路中转载点最少的运输系统和设备的研制;③对辅助材料不经转载直接运到用户的合理组织和最佳运输路线方案的研制;④完善运输辅助材料的有轨运输设备,增加专用的辅助运输设备;⑤为扩大自行矿车的应用限制范围,必须改进它的结构,减小外观尺寸,提高通过能力和研制不污染矿井大气的动力源;⑥加强完善单轨吊车和卡轨车,使其具有更大的适应性。
JK型提升机采用圆弧齿轮减速器,其速比为11.5,20,30。型号为ZHLR-130,ZHLR-150,ZHfLR-170Ⅱ等。还有采用共轴减速器的,这种减速器如加工制造精度达到一定的要求,装配得当,则齿轮受力较小,布置较为合理。现在已用了行星齿轮减速器,这种减速器体积小,重量轻,传动效率高。
矿井提升设备是矿井生产的主要设备之一,在矿井生产中占有重要的地位,是沟通井下与地表生产运输的纽带。矿井提升设备是一套复杂的机械-电气机组。所以,矿井提升设备是矿山生产中具有举足轻重作用的重要的大型设备。
矿井提升设备的重要是沿井筒提升矿石、矸石、下方材料,升降人员和别的设备等。矿井提升工作的特点是子啊一定的距离内,以比较高的速度上下往复运行。矿井提升设备在生产的全部过程中若发生事故,就会影响全矿生产,甚至到时全矿的生产停顿。所以,矿井提升设备要求配有良好的控制设备和保护装置。
机械化是煤炭工业增加产量、提高劳动效率、改善劳动条件、保障安全生产的必要技术方法,也是煤炭生产的全部过程中节约能源、人力和减少原材料消耗的有效技术措施。矿井辅助运输作为矿井运输的重要组成部分之一,在矿山生产中也占有主体地位,尤其是现代化矿井对此更应高度重视。
矿井辅助运输的特点是:①井下运输设备在巷道中工作,由于受井下巷道空间的限制,因而运输设备结构应紧凑,尺寸应尽量小;②运输线路随工作地点的延伸(缩短)或迁移而经常变化;③运输线路水平和倾斜互相交错连接;④工作地点分散,使得运输线路环节多、分支多;⑤待运物料品种繁多,形状各异;⑥井下巷道受空间限制,有沼气和煤尘,需用防爆设备。
(4)当更换提升水平时,能调节钢丝绳的长度(仅限于单绳缠绕式双卷筒提升机)。
矿井提升机主轴的转数由于受到提升速度的限制,一般在10~60r/min分之间,而拖动提升机的交流电机转速通常在480~960r/min的范围内,这样,除采用低速直流电动机拖动之外,正常的情况下不能将主轴与电动机直接连接,中间一定要经过减速器。因而减速器的作用是减速和传递的动力。
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、井架、天轮及装卸设备等。
由于井筒条件(竖井或斜井)及选用的提升容器和提升机类型的不同,可组成个有特点的矿井提升系统。较常见的提升系统有:
辅助运输的上述特点,决定了辅助运输设备的类型具有多样性,除了过去常用的矿用绞车、调度绞车、电机车和一般的矿车、平板车、材料车外,目前许多先进的辅助运输设备,如单轨吊车、卡轨车、粘着/齿轨机车、无轨运输车等都已在大量使用。利用这些设备不仅有效地解决了井下辅助运输工作中的难题,而且大幅度的提升了辅助运输的效率。
(1)井塔(或称井架)、提升机房和井上口设备能一起进行施工和安装,缩短了施工时间;
(2)原井塔可用普通井塔式或井架代替,减少了附属设备(其中设备和电梯等);
按提升绳的数量又可分为单绳摩擦式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机。单绳摩擦式只用一根提升绳。多绳摩擦式提升机(如图1-2所示)同时使用数根(通常是4根)提升钢丝绳靠与主导轮衬垫间的摩擦力来提升容器和负载,只用于立井中,其提升高度和最大载荷不受容绳量的限制(因为对于摩擦提升机来讲不存在容绳量问题)而且通常为4根绳。所以,它的提升高度和最大载荷都比单绳缠绕式提升机大。多绳摩擦式的优点是:可采用较细的钢丝绳和直径较小的摩擦轮,从而机组尺寸小,便于制造;速度高、提升能力大、安全性好。年产量120万吨以上的竖井大多采用这种提升机,技术参数已达:有效载荷60吨,提升速度20米/秒,提升高度2100米,提升绳10根。但这种提升机的各根提升绳的受力不易均匀,更换钢丝绳也较复杂。当摩擦轮两侧提升绳的张力差超过规定值,或提升绳与衬垫的摩擦系数降低(如接触面上有油或受温度影响)时,有几率发生提升绳打滑现象。
提升机是矿井主要设备,用于升降人员和物料。在煤矿对大型提升机(滚筒直径2m以上)称为提升机,对滚筒直径小于2m的提升机俗称提升绞车。提升机按工作原理分为:缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机。
缠绕式矿井提升机有单绳缠绕式和多绳缠绕式两种,提升钢丝绳缠绕在卷筒上的方式与一般绞车类似,无论立井或斜井均能够正常的使用,但提升高度和最大载荷等,受现有钢丝绳的制造能力和滚筒容绳量的限制。一般而言,当钢丝绳直径大于60mm时,制造困难,同时会导致提升机及提升设备庞大。所以,一般一次提升载荷重量不允许超出20t,一层缠绕时的提升高度不超过600m。
摩擦提升机的工作原理与缠绕式提升机不同,它的提升钢丝绳不像缠绕式提升机那样缠绕在卷筒上,而是依靠钢丝绳与主导轮上的衬垫时间的摩擦力,是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,做上行或下行运动。塔式提升机为了更好的提高运行效果,保持在运动过程中两侧提升钢丝绳的拉力差基本不变,通常都是在提升容器的底部悬挂有平衡尾绳。当提升机运动时,提升钢丝绳的自重和提升容器的重量,以一定的拉力压在摩擦衬垫上,产生的摩擦力使钢丝绳和提升容器随主导轮的转动而上行或下行。摩擦式提升机的机械结构、技术性能和应用场景范围等都是根据上述特点确定的。
煤炭是当前我国能源的主要组成部分之一,是国民经济保持快速地增长的重要物质基础和保障。由于资源条件和能源科技发展水平决定,在未来的30~50年内,全球范围内新能源、可再次生产的能源及核电的发展尚不能普遍取代矿物燃料。因此,在相当时期内矿物燃料仍将是人类的主要能源。随着现代科学技术的加快速度进行发展,尤其是世界经济对能源的旺盛需求,世界煤炭开采技术也得到迅猛地发展。20世纪末期以来,先进采煤国家积极应用机电一体化和自动化技术,实现了采掘机械化和自动化控制,做到了矿井的高产高效生产。
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