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1、河 北 工 程 大 學(xué) 機(jī) 電 學(xué) 院 第 一 節(jié) 概 述對(duì) 于 煤 層 賦 存 較 淺 ， 表 土 層 不 厚 以 及 水 文 地 質(zhì) 情 況 簡(jiǎn) 單 的 緩 傾 斜 及 傾 斜煤 層 一 般 采 用 斜 井 開(kāi) 拓 。 有 時(shí) ， 在 平 峒 或 豎 井 開(kāi) 拓 的 礦 井 中 ， 深 部 水 平延 伸 也 采 用 暗 斜 井 開(kāi) 拓 方 式 。斜 井 提 升 方 式 有 斜 井 串 車(chē) ， 斜 井 箕 斗 及 斜 井 膠 帶 輸 送 機(jī) 提 升 等 。斜 井 串 車(chē) 提 升 的 特 點(diǎn) ：具 有 投 資 小 和 出 煤 快 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 尤 其 在 采 用 單 鉤 提 升 時(shí) ， 井

2、筒 斷 面 小 ， 鋪設(shè) 軌 道 少 ， 能 節(jié) 約 投 資 。 但 因 受 提 升 速 度 限 制 (速 度 太 大 ， 容 易 掉 道 )，生 產(chǎn) 能 力 較 低 ， 還 有 鋼 絲 繩 磨 損 較 快 ， 井 筒 維 護(hù) 費(fèi) 用 高 等 缺 點(diǎn) 。新 井 串 車(chē) 一 般 適 用 于 中 小 型 礦 井 ， 井 筒 傾 角 不 大 于 25 (因 超 過(guò) 25 ， 煤炭 容 易 從 礦 車(chē) 中 撒 出 )。 按鉤頭的數(shù)目，斜井串車(chē)有單鉤與雙鉤之分。單 鉤 提 升 量 小 ， 電 耗 大 ， 可 用 于 多 水 平 提 升 ；雙 鉤 提 升 量 大 ， 電 耗 小 ， 但 不 能 用 于 多

3、 水 平 提 升 。當(dāng) 單 鉤 能 滿(mǎn) 足 產(chǎn) 量 要 求 時(shí) ， 不 采 用 雙 鈞 ， 一 般 小 型 礦 井 用 單 鉤 ， 中 型 礦井 (年 產(chǎn) 量 大 于 21萬(wàn) t)用 雙 鉤 。 斜井箕斗提升的特點(diǎn)：具 有 提 升 速 度 大 ， 生 產(chǎn) 能 力 較 大 ， 容 器 自 重 小 以 及 裝 卸 載 自 動(dòng) 化 等 優(yōu) 點(diǎn) 。但 需 安 設(shè) 裝 卸 載 設(shè) 備 和 煤 倉(cāng) ， 故 投 資 多 ， 設(shè) 備 安 裝 時(shí) 間 長(zhǎng) ， 此 外 ， 為 了提 升 矸 石 、 下 放 材 料 、 升 降 設(shè) 備 和 人 員 ， 需 另 設(shè) 一 套 副 井 提 升 設(shè) 備 。一 般 年 產(chǎn) 量

4、 為 45萬(wàn) t以 上 的 中 型 礦 井 ， 傾 角 為 25 35 時(shí) 可 采 用 箕 斗 提升 。 斜 井 箕 斗 提 升 多 采 用 雙 鉤 系 統(tǒng) 。斜井膠帶輸送機(jī)提升的特點(diǎn)：具 有 連 續(xù) 運(yùn) 輸 ， 安 全 可 靠 及 運(yùn) 輸 量 大 等 優(yōu) 點(diǎn) 。 但 初 期 投 資 多 ， 設(shè) 備 安 裝時(shí) 間 較 長(zhǎng) ， 并 需 安 設(shè) 裝 卸 載 設(shè) 備 和 煤 倉(cāng) 。 井 筒 傾 角 一 般 不 大 于 17 的 大型 礦 井 、 宜 采 用 膠 帶 輸 送 機(jī) 。 煤 炭 工 業(yè) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 規(guī) 定 年 產(chǎn) 量 為 180萬(wàn) t及 以 上 的 礦 井 不 宜 選 用 膠 帶輸 送

5、 機(jī) 。 但 有 的 設(shè) 計(jì) 單 位 建 議 ， 只 要 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 條 件 合 理 ， 經(jīng) 過(guò) 方 案 比 較 ， 可 在 年 產(chǎn) 量 60萬(wàn) 噸 時(shí) 選 用 膠 帶 輸 送 機(jī) 。上 述 各 種 斜 井 提 升 設(shè) 備 中 ， 由 于 串 車(chē) 提 升 設(shè) 備 簡(jiǎn) 單 、 安 裝 容 易 ， 所 以 使用 比 較 廣 泛 。 第二節(jié) 串車(chē)提升系統(tǒng)一 、 平 車(chē) 場(chǎng) 與 甩 車(chē) 場(chǎng) 斜 井 串 車(chē) 提 升 用 的 車(chē) 場(chǎng) 分 平 車(chē) 場(chǎng) 和 甩 車(chē) 場(chǎng) 兩 種 。 如 圖 9-1所 示 ， 在 雙 鉤 平 車(chē) 場(chǎng) 上 串 車(chē) 開(kāi) 始 提 升 時(shí) ，空 串 車(chē) 由 井 口 車(chē) 場(chǎng) 推 車(chē) 器

6、 用 1m/s的 低 速 向 下 推 進(jìn) ， 重 串 車(chē) 也 以 相同 的 低 速 由 井 底 車(chē) 場(chǎng) 重 車(chē) 線 上 提 。當(dāng) 空 串 車(chē) 與 重 串 車(chē) 全 部 進(jìn) 入 井 筒 后 ， 開(kāi) 始 主 加 速 階 段 。 在 主 加 速階 段 和 等 速 階 段 內(nèi) 串 車(chē) 走 完 井 筒 全 程 。重 車(chē) 出 井 口 后 ， 提 升 機(jī) 制 動(dòng) ， 礦 車(chē) 借 慣 性 繼 續(xù) 前 進(jìn) 。 此 時(shí) ， 自 動(dòng)或 手 動(dòng) 把 鋼 絲 繩 的 鉤 頭 由 重 串 車(chē) 摘 下 井 掛 在 空 串 車(chē) 上 ， 打 開(kāi) 空 車(chē)線 上 的 阻 車(chē) 器 ， 準(zhǔn) 備 推 車(chē) 下 放 。空 串 車(chē) 到 井 底

7、車(chē) 場(chǎng) 進(jìn) 入 空 車(chē) 線 ,摘 掛 鉤 后 ,也 為 下 一 循 環(huán) 做 好 準(zhǔn) 備 . 有 時(shí) ， 提 升 速 度 較 大 ， 重 串 車(chē) 不 宜 以 此 過(guò) 高 的 速 度 在 車(chē) 場(chǎng) 和 地 面運(yùn) 行 ， 則 需 在 井 筒 內(nèi) 減 速 。 如圖9-2所示為單鉤甩車(chē)場(chǎng)速度圖。重 串 車(chē) 沿 井 下 重 車(chē) 道 上 提 時(shí) ， 為 了 防 止 在 彎 道 上 掉 道 ， 應(yīng) 以 1.5m/s的 低 速 上 提 。待 重 串 車(chē) 進(jìn) 入 井 筒 后 ， 開(kāi) 始 主 加 速 階 段 。重 串 車(chē) 出 井 口 前 后 開(kāi) 始 減 速 ， 提 過(guò) 道 岔 A后 停 車(chē) 。搬 過(guò) 道 岔 ， 提

8、升 機(jī) 松 閘 ， 重 串 車(chē) 反 向 下 滑 進(jìn) 入 井 上 重 車(chē) 甩 車(chē) 道 。 摘掛 鉤 后 ， 提 升 機(jī) 把 空 串 車(chē) 提 過(guò) 道 岔 A。搬 過(guò) 道 岔 ， 下 放 空 串 車(chē) 到 井 底 車(chē) 場(chǎng) 入 空 車(chē) 道 。 摘 掛 鉤 后 ， 再 開(kāi) 始下 循 環(huán) (雙 鉤 甩 車(chē) 場(chǎng) 在 地 面 上 若 仍 向 同 側(cè) 甩 車(chē) ， 需 要 用 壓 繩 道 岔 )。由 上 述 情 況 看 出 ， 平 車(chē) 場(chǎng) 內(nèi) 沒(méi) 有 往 返 操 作 時(shí) 間 ， 如 果 運(yùn) 用 得 當(dāng) ， 生產(chǎn) 能 力 較 大 。 但 是 平 車(chē) 場(chǎng) 上 需 要 阻 車(chē) 器 和 推 車(chē) 器 等 輔 助 設(shè) 備 ，

9、需 要 的 工 作 人 員 也 較 多 ， 過(guò) 去 工 人 要 在 重 車(chē) 前 進(jìn) 時(shí) 在 車(chē) 前 摘 鉤 ， 很 不 安全 (現(xiàn) 在 大 多 改 用 自 動(dòng) 摘 鉤 裝 置 )。 在 平 車(chē) 場(chǎng) 上 為 了 改 善 工 人 勞 動(dòng) 條件 、 維 護(hù) 車(chē) 場(chǎng) 設(shè) 備 ， 應(yīng) 建 井 口 棚 。 而 在 甩 車(chē) 場(chǎng) 則 不 需 要 。 二 、 一 次 提 升 量 的 確 定(一 ) 提 升 長(zhǎng) 度 L采用甩車(chē)場(chǎng)時(shí)， (9-1)采用平車(chē)場(chǎng)時(shí) (9-2)式中 L D 井底甩車(chē)道長(zhǎng)，即從井底至井底尾車(chē)停車(chē)點(diǎn)的距離。應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)出的甩車(chē)場(chǎng)長(zhǎng)度及一次拉的礦車(chē)數(shù)而定，一般可取2535m； LB 從井口至棧橋尾

10、車(chē)停車(chē)點(diǎn)的距離，它近似地等于從井口至道岔A的距離。根據(jù)一次拉車(chē)數(shù)或由車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)確定，一般可取2535m； Ls 井筒斜長(zhǎng)，m。井 口 甩 車(chē) 道 長(zhǎng) LK是 指 從 道 岔 A至 重 串 車(chē) 尾 車(chē) 停 車(chē) 點(diǎn) 的 距 離 ， 一 般 取為 30m。 ,D s BL L L L m ,s BL L L m (二 ) 速 度 圖 參 數(shù) 的 確 定1最大提升速度vm煤礦安全規(guī)程規(guī)定斜井串車(chē)最大提升速度vm為：1) 升降人員或用礦車(chē)升降物料時(shí)，vm5m/s；2) 箕斗升降物料時(shí)，vm7m/s，當(dāng)鋪設(shè)固定道床，采用重型鋼軌時(shí)，vm9m/s。根 據(jù) 此 項(xiàng) 規(guī) 定 ， 結(jié) 合 設(shè) 計(jì) 條 件 應(yīng) 首 先

11、 預(yù) 選 提 升 機(jī) ， 確 定 提 升 機(jī) 的速 度 為 v m。2初始加速度a00.3m/s2。3車(chē)場(chǎng)內(nèi)速度v0甩車(chē)場(chǎng)v01.5m/s；平車(chē)場(chǎng)v01m/s。 4加速度a1和減速度a3煤礦安全規(guī)程規(guī)定：升降人員時(shí)，a1和a3都不得超過(guò)0.5m/s2，對(duì)物料提升的a1和a3沒(méi)有限制。一般可用0.5m/s2，也可稍大一些。但要考慮自然加速度與自然減速度的問(wèn)題。5摘掛鉤時(shí)間1甩車(chē)場(chǎng)120s；平車(chē)場(chǎng)125s。6電動(dòng)機(jī)換向時(shí)間 25s。 (二 ) 速 度 圖 參 數(shù) 的 確 定 (三 ) 一 次 提 升 循 環(huán) 時(shí) 間 Tx1速度圖各階段運(yùn)行時(shí)間及路程計(jì)算以單鉤甩車(chē)場(chǎng)為例進(jìn)行計(jì)算。串 車(chē) 在 井 底

12、車(chē) 場(chǎng) 運(yùn) 行 階 段 ：初加速時(shí)間t1為 (9-3)初加速行程L 1為 (9-4)等速階段行程L2為 (9-5)等速階段運(yùn)行時(shí)間t2為 (9-6)總運(yùn)行時(shí)間tD為：01 0 ,vt sa 201 0 ,2vL ma2 1,DL L L m 22 0 ,Lt sv1 2,Dt t t s 串 車(chē) 在 提 出 車(chē) 場(chǎng) 后 的 主 加 速 階 段 ：運(yùn)行時(shí)間t3為 (9-7)行程L3為 (9-8)03 1 ,mv vt sa 03 3,2 mv vL t m 主 減 速 運(yùn) 行 階 段 ：運(yùn)行時(shí)間t5為 (9-9)運(yùn)行行程L5為 (9-10)5 3 ,mvt sa 25 3 ,2mvL ma 等

13、速 運(yùn) 行 階 段 ：運(yùn)行行程L4為 (9-11)運(yùn)行時(shí)間t4為 (9-12) 4 3 5 ,DL L L L L m 3 54 ,Dm mL L L LLt sv v 井 口 甩 車(chē) 運(yùn) 行 階 段 ：加速時(shí)間t6與減速時(shí)間t8為 (9-13)加速行程L6與減速行程L8為 (9-14)等速行程L 7為 (9-15)等速運(yùn)行時(shí)間t7為 (9-16)井口甩車(chē)運(yùn)行時(shí)間tk為 (9-17)06 8 0 ,vt t sa 206 8 0 ,2vL L ma 7 6 8,kL L L L m 77 0 ,Lt sv 6 7 8,kt t t t s 2 一 次 提 升 循 環(huán) 時(shí) 間 Tx的 確 定甩車(chē)

14、場(chǎng)單鉤串車(chē)提升一次循環(huán)時(shí)間Tx為 (9-18)同樣方法可求出甩車(chē)場(chǎng)雙鉤串車(chē)提升一次循環(huán)時(shí)間Tx為 (9-19)平車(chē)場(chǎng)雙鉤串車(chē)提升一次循環(huán)時(shí)間T x為 (9-20) 3 53 5 2 12 ,Dx D k mL L L LT t t t t sv 33 1 222 ,Dx D k mL L LT t t t sv 33 122 ,Dx D mL L LT t t sv (四 ) 一 次 提 升 量 和 礦 車(chē) 數(shù) 的 確 定1 根 據(jù) 礦 井 年 產(chǎn) 量 要 求 計(jì) 算1) 小時(shí)提升量Ax： (9-21)式中 C 提升不均衡系數(shù)。 有井底煤倉(cāng)時(shí)，Cl.101.15；無(wú)井底煤倉(cāng)時(shí)，Cl.20； 當(dāng)

15、礦井有兩套提升設(shè)備時(shí)，C1.15；只有一套提升設(shè)備時(shí)，C1.25； a f 提升能力富裕系數(shù)，對(duì)于第一水平af1.20； A 礦井年產(chǎn)量t/a； br 年工作日數(shù)； t 日工作小時(shí)數(shù)。,fx rCa AA t htb 2) 一次提升量Q (9-22)3) 一次提升礦車(chē)數(shù)z1 (9-23) (9-24)式中 裝載系數(shù)。傾角為20以下時(shí)，1； 傾角為2125時(shí)，0.950.9；傾角為2530時(shí)，0.850.8； 煤的散集密度，t/m3； Vc 礦車(chē)容積，m3； G 礦車(chē)中貨載質(zhì)量，t。計(jì)算出的z1值如果不是整數(shù)，應(yīng)圓整為較大整數(shù)。,3600 3600f xx x rCa ATATQ tb t 次1

16、 Qz G ,cG V t 2 根 據(jù) 連 接 器 強(qiáng) 度 計(jì) 算 礦 車(chē) 數(shù)礦車(chē)沿傾角為的軌道提升時(shí)，z2輛礦車(chē)的總阻力由串車(chē)最前面的連接器來(lái)承擔(dān)，因連接器強(qiáng)度有限，所拉的礦車(chē)數(shù)就要受到限制。連接器的強(qiáng)度（最大牽引力）一般為58800N。z2輛礦車(chē)提升時(shí)總阻力與連接器強(qiáng)度的關(guān)系為 (9-25)則 (9-26) 式中 G 礦車(chē)中貨載質(zhì)量，kg； G0 礦車(chē)質(zhì)量，kg； g 重力加速度，m/s2； 礦車(chē)運(yùn)行阻力系數(shù)，一般可采用0.010.015。 2 0 sin cos 58800,z G G g N 2 0 58800 ,sin cosz Ng G G 若 計(jì) 算 出 的 z2值 不 是 整

17、數(shù) ， 應(yīng) 圓 整 為 較 小 整 數(shù) 。若z1z2，則可按z1確定礦車(chē)數(shù)z；若z1z2，即連接器強(qiáng)度不夠，此時(shí)應(yīng)提高提升速度，以保證產(chǎn)量要求。如果提升速度無(wú)法再提高，則說(shuō)明這種提升方式已無(wú)法滿(mǎn)足礦井生產(chǎn)要求，故應(yīng)改變提升方式。 三 、 鋼 絲 繩 的 選 擇 計(jì) 算由圖9-3可見(jiàn)，鋼絲繩的最大靜張力發(fā)生在鋼繩天輪的切點(diǎn)C。鋼絲繩長(zhǎng)度Lc為： (9-27) ,c g t D s ch B T g tL L L R L L L L L L R m LT 從道岔A中心至首車(chē)停車(chē)點(diǎn)的斜長(zhǎng)，它與提升串車(chē)數(shù)有關(guān)，一般按1.5串車(chē)長(zhǎng)計(jì)算；L g 過(guò)卷斜長(zhǎng)，與豎井單繩纏繞式相同；Rt 天輪半徑，m；Lch

18、串車(chē)長(zhǎng)，m；(9-28) 0.5 ,D s ch B T ch T chL L L L L L L L L L L m 鋼絲繩最大靜張力Qmax (9-29)式中 p 鋼絲繩每米質(zhì)量，kg/m； 鋼絲繩運(yùn)行阻力系數(shù)，與鋼繩支承情況有關(guān)。 鋼絲繩全部支承在地滾上，取 = 0.150.20； 鋼絲繩局部支承在地滾上，取 = 0.250.40； 鋼絲繩全部在底板或枕木上拖動(dòng)時(shí)，取 = 0.40.6； g 重力加速度，m/s2； max 0 sin cos sin cos ,cQ z G G pL g N 按豎井計(jì)算鋼絲繩的方法，可求得鋼絲繩的每米質(zhì)量p為 (9-30)式中 B 鋼絲繩公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度，P

19、a； ma 鋼絲繩安全系數(shù)，同豎井； 0 鋼絲繩密度，kg/m3。根據(jù)（9-30）式的計(jì)算值，從鋼絲繩規(guī)格表中選標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩，并按下式驗(yàn)算安全系數(shù)： (9-31) 式中 Qq 鋼絲破斷拉力總和，N。斜 井 提 升 一 般 選 用 6股 7絲 交 互 捻 鋼 絲 繩 ， 因 為 這 種 鋼 絲 繩 的 鋼 絲 較 粗 ，耐 磨 。 當(dāng) 有 面 接 觸 鋼 絲 繩 供 應(yīng) 時(shí) ， 應(yīng) 優(yōu) 先 選 用 。 00 sin cos ,sin cosB cagz G Gp kg mgLm 0 sin cos sin cosq acQ mz G G pL g 四 、 提 升 機(jī) 選 擇 計(jì) 算卷 筒 直 徑

20、及 卷 筒 寬 度 計(jì) 算 參 看 第 七 章 第 四 節(jié) 。 當(dāng) 選 用 繩 6（ 7） 型 鋼 絲 繩時(shí) ， 若 仍 按 鋼 絲 直 徑 的 1200倍 計(jì) 算 卷 筒 直 徑 ， 則 卷 筒 直 徑 很 大 ， 這 是 很不 經(jīng) 濟(jì) 的 。 為 此 ， 有 時(shí) 需 請(qǐng) 上 級(jí) 主 管 機(jī) 關(guān) 批 準(zhǔn) ， 僅 按 鋼 絲 繩 直 徑 的 80倍（ 井 下 可 按 60倍 ） 的 要 求 選 用 卷 筒 直 徑 。提升機(jī)強(qiáng)度驗(yàn)算如下：從提升機(jī)規(guī)格表中查出最大靜張力Fj，它應(yīng)不小于提升機(jī)實(shí)際最大靜張力，即 (9-32)從提升機(jī)規(guī)格表中查出最大靜張力差Fc，它就不小于提升機(jī)實(shí)際最大靜 張力差，即

21、 (9-33)式 （ 9-33） 等 號(hào) 右 邊 第 三 項(xiàng) 表 示 下 放 側(cè) 空 串 車(chē) 作 用 于 鋼 絲 繩 上 的 張 力 。 0 sin cos sin cos ,jF z G G pL g N 0 0sin cos sin cos sin cos ,cF z G G pL zG g N 五 、 提 升 機(jī) 與 井 筒 的 相 對(duì) 位 置(一 )天 輪天 輪 分 為 固 定 天 輪 與 游 動(dòng) 天 輪 。固 定 天 輪 工 作 可 靠 ， 維 護(hù) 量 小 ， 但 由 于 鋼 絲 繩 偏 角 必 須 保 證 不 超過(guò) 1 30， 故 使 提 升 機(jī) 至 天 輪 距 離 較 遠(yuǎn) 。游

22、動(dòng) 天 輪 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 ， 在 允 許 的 鋼 絲 繩 偏 角 下 ， 可 縮 短 提 升 機(jī) 至 天輪 的 距 離 ， 從 而 減 少 地 面 廣 場(chǎng) 占 用 面 積 ， 若 用 于 井 下 ， 可 減 少 巷道 開(kāi) 拓 量 。 此 外 ， 由 于 提 升 機(jī) 至 天 輪 距 離 縮 短 ， 鋼 絲 繩 的 垂 度 小 ，故 克 服 了 由 于 鋼 繩 垂 度 過(guò) 大 而 使 車(chē) 場(chǎng) 側(cè) 摘 掛 鉤 困 難 。 但 游 動(dòng) 天 輪的 維 護(hù) 量 大 ， 工 作 可 靠 性 差 。一 般 在 井 下 或 小 型 斜 井 可 選 用 游 動(dòng) 天 輪 。 天輪直徑D與鋼絲繩直徑d有關(guān)。 1 固

23、 定 天 輪 直 徑 井上， (9-34) 井下， (9-35)由于斜井提升鋼絲繩在天輪上的圍包角較小，故在設(shè)計(jì)中井上天輪直徑也可以按60d選用。2 游 動(dòng) 天 輪 直 徑為 了 使 游 動(dòng) 天 輪 容 易 游 動(dòng) ， 當(dāng) 鋼 絲 繩 在 天 輪 上 圍 包 角 小 于 60 時(shí) ， 煤 炭 工 業(yè) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 建 議 按 下 式 選 擇 天 輪 直 徑 (9-36)80 ,tD d mm60 ,tD d mm 40 ,tD d mm (二 ) 井 架 高 度 Hj斜井井架高度根據(jù)總平面布置的要求來(lái)確定。1斜井甩車(chē)場(chǎng)(圖9-4)井架高度Hj為 (9-37)式中 根據(jù)井口車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)的棧橋傾角，

24、一般為812； l 井口至鋼絲繩與天輪接觸點(diǎn)斜長(zhǎng)，應(yīng)由車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)要求而定，也可由下式計(jì)算 (9-38) sin ,j tH l R m ,B T g tl L L L R m 2斜井平車(chē)場(chǎng)(圖9-5)井架高度Hj為 (9-37)式中 L 井口至天輪中心的水平距離，根據(jù)車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)來(lái)確定，m； 鋼絲繩的牽引角，為使礦車(chē)在變坡點(diǎn)不掉道， 910。雙 鉤 提 升 時(shí) ， 需 使 礦 車(chē) 通 過(guò) 鋼 絲 繩 底 部 之 處 鋼 絲 繩 距 地 面 高 度 不小 于 2.5m。 ,j B T tH L L L tg R m (三 ) 鋼 絲 繩 弦 長(zhǎng) (參 看 圖 9-5)為 了 減 少 鋼 絲 繩 與 天

25、 輪 邊 緣 的 磨 損 ， 以 及 為 了 減 少 鋼 絲 繩 在 卷 筒上 纏 繞 時(shí) 因 咬 繩 而 產(chǎn) 生 的 磨 損 ， 煤 礦 安 全 規(guī) 程 規(guī) 定 ：外偏角1和內(nèi)偏角2均不得大于130 ；多層纏繞時(shí)，內(nèi)偏角2 不應(yīng)大于115。由于偏角的限制，可計(jì)算出最小弦長(zhǎng)Lxmin。 1 固 定 天 輪 最 小 弦 長(zhǎng)單鉤提升， (9-40)雙鉤提升，按 外 偏 角 計(jì) 算 (9-41)按 內(nèi) 偏 角 計(jì) 算 (9-42) 式中 B 卷筒寬度，m； a 兩卷筒間距離，m； S 兩天輪間水平距離，m。雙 鉤 提 升 ， 按 內(nèi) 、 外 偏 角 計(jì) 算 后 ， 應(yīng) 取 其 中 大 者 作 為 最

26、 小 弦 長(zhǎng) 。min ,2x BL mtgmin 12 ,2x B a SL mtg min 2 ,2x S aL mtg 2游動(dòng)天輪最小弦長(zhǎng)(圖9-6)單鉤提升， (9-43)雙鉤提升，按 外 偏 角 計(jì) 算 (9-44)按 內(nèi) 偏 角 計(jì) 算 (9-45) 式中 Y 游動(dòng)天輪移動(dòng)距離，Y1m左右。雙 鉤 提 升 ， 按 內(nèi) 、 外 偏 角 計(jì) 算 后 應(yīng) 取 其 中 大 者 作 為 最 小 弦 長(zhǎng) 。上 述 最 小 弦 長(zhǎng) 計(jì) 算 均 為 多 層 纏 繞 時(shí) 的 計(jì) 算 方 法 ， 若 為 單 層 纏 繞 ， 可 參 看本 篇 第 七 章 第 六 節(jié) 。 min ,2x B YL mtg

27、min 12 ,2x B a S YL mtg min 2 ,2x S a YL mtg (四 ) 提 升 機(jī) 卷 筒 中 心 至 天 輪 中 心 的 水 平 距 離 Ls (9-46)式中 C0 提升機(jī)卷筒中心至地面高度，一般可取為0.5m。將Ls圓整為接近大整數(shù)，然后再求實(shí)際弦長(zhǎng)： (9-47)對(duì) 于 斜 井 ， 因 井 架 較 低 (尤 其 是 游 動(dòng) 天 輪 的 井 架 )， 所 以 求 出 最 小弦 長(zhǎng) 后 就 圓 整 為 整 數(shù) ， 并 作 為 水 平 距 離 L s， 再 求 出 實(shí) 際 弦 長(zhǎng) Lx。弦 長(zhǎng) 一 般 不 應(yīng) 超 過(guò) 60m， 因 超 過(guò) 60m， 繩 弦 易 引

28、 起 振 動(dòng) ， 嚴(yán) 重 時(shí) 會(huì)使 繩 從 天 輪 中 跳 出 ， 另 外 ， 由 鋼 絲 繩 自 重 引 起 的 垂 度 過(guò) 大 ， 使 得車(chē) 場(chǎng) 一 側(cè) 摘 掛 鉤 十 分 困 難 。 若 繩 弦 大 于 60m時(shí) ， 應(yīng) 在 適 當(dāng) 地 點(diǎn) 上設(shè) 托 繩 輥 。 22 min 0 ,s x jL L H C m 22 0 ,x s jL L H C m (五 ) 計(jì) 算 偏 角1 固 定 天 輪1) 單鉤提升 (9-48)2) 雙鉤提升外 偏 角 ： (9-49)內(nèi) 偏 角 ： (9-50)2 xBarctg L 1 2 2 xB a Sarctg L 2 2 xS aarctg L 2

29、 游 動(dòng) 天 輪1) 單鉤提升 (9-51)2) 雙鉤提升外偏角： (9-52)內(nèi)偏角： (9-53)2 xB Yarctg L 1 2 2 xB a S Yarctg L 2 2 xS a Yarctg L (六 ) 計(jì) 算 下 出 繩 角與 豎 井 計(jì) 算 方 法 同 。 參 看 本 篇 第 七 章 第 六 節(jié) 。根 據(jù) 上 述 所 計(jì) 算 的 相 對(duì) 位 置 的 有 關(guān) 數(shù) 值 ， 可 以 繪 出 相 對(duì) 位 置 圖 。 六 、 預(yù) 選 電 動(dòng) 機(jī)在 進(jìn) 行 動(dòng) 力 學(xué) 計(jì) 算 之 前 確 定 電 動(dòng) 機(jī) 功 率 時(shí) ， 可 按 下 式 估 算 。單鉤提升，電動(dòng)機(jī)功率N為 (9-54)雙

30、鉤提升，電動(dòng)機(jī)功率N為 (9-55)式中 F j、Fc 分別為最大靜張力及最大靜張力差的計(jì)算值，N； k 功率備用系數(shù)，主提升設(shè)備k = 1.1； 傳動(dòng)效率，單級(jí)傳動(dòng)為0.92；兩級(jí)傳動(dòng)為0.85；根 據(jù) 計(jì) 算 出 的 功 率 值 、 電 動(dòng) 機(jī) 的 旋 轉(zhuǎn) 速 度 及 電 壓 等 級(jí) 在 電 動(dòng) 機(jī) 規(guī) 格 表 中選 取 電 動(dòng) 機(jī) 。 ,1000j mkFVN kW ,1000c mkFVN kW 七 、 斜 井 串 車(chē) 提 升 動(dòng) 力 學(xué) 計(jì) 算(一 ) 提 升 系 統(tǒng) 的 變 位 質(zhì) 量參 看 本 篇 第 七 章 第 九 節(jié) 。(二 ) 加 減 速 度 的 驗(yàn) 算 煤 礦 安 全 規(guī)

31、 程 對(duì) 物 料 提 升 的 加 、 減 速 度 沒(méi) 有 限 制 。 一 般 可 用0.5m/s 2。 但 需 按 自 然 加 、 減 速 度 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 。 1 自 然 加 速 度 驗(yàn) 算空 串 車(chē) 在 斜 井 中 下 放 時(shí) ， 受 到 其 重 力 沿 斜 面 分 力 的 作 用 。 所 以 它 的 自 然加 速 度 是 由 斜 面 上 分 力 與 摩 擦 阻 力 （ 即 下 放 端 鋼 絲 繩 靜 張 力 ） 作 用 形 成的 。自然加速度a1z按下式計(jì)算 (9-56)式中 F x 下放端鋼絲繩的靜張力，N， (9-57)mx 下放端鋼絲繩的變位質(zhì)量，它包括空串車(chē)質(zhì)量及天輪的變位質(zhì)量

32、，kg， (9-58)Gr 天輪的變位質(zhì)量，kg。21 ,xz xFa m sm 0 sin cosxF zG g 0 x rm zG G (9-59) 如 果 提 升 機(jī) 的 加 速 度 大 于 空 串 車(chē) 的 自 然 加 速 度 ， 那 么 空 串 車(chē) 下 放得 慢 ， 提 升 機(jī) 向 外 放 繩 放 得 快 。 這 時(shí) 一 部 分 鋼 絲 繩 松 弛 垂 在 地 面上 。 等 到 提 升 機(jī) 加 速 完 畢 開(kāi) 始 等 速 運(yùn) 轉(zhuǎn) 后 ， 空 串 車(chē) 繼 續(xù) 加 速 。 直到 空 串 車(chē) 速 度 超 過(guò) 提 升 機(jī) 速 度 ， 才 能 把 鋼 絲 繩 拉 緊 。 此 時(shí) 空 串 車(chē)的 速

33、 度 可 能 比 提 升 機(jī) 的 大 得 多 。 鋼 絲 繩 受 到 一 個(gè) 很 大 的 沖 擊 載 荷 ，可 能 被 拉 斷 。當(dāng) 空 串 車(chē) 下 放 時(shí) ， 提 升 機(jī) 的 加 速 度 不 可 大 于 空 串 車(chē) 的 自 然 加 速 度 。 0 21 0sin cos ,z rzG ga m szG G 2 自 然 減 速 度 驗(yàn) 算斜 井 提 升 的 減 速 度 也 不 能 太 大 。 如 果 提 升 機(jī) 急 劇 剎 車(chē) ， 上 升 的 重 串 車(chē) 不 能 相應(yīng) 地 及 時(shí) 停 止 。 勢(shì) 必 有 一 部 分 鋼 絲 繩 落 在 重 串 車(chē) 前 面 ， 或 落 在 軌 道 上 。 結(jié) 果

34、 ，鋼 絲 繩 會(huì) 被 壓 壞 ， 重 串 車(chē) 也 會(huì) 掉 道 。 更 嚴(yán) 重 的 情 況 是 ， 提 升 機(jī) 停 止 后 ， 重 串車(chē) 仍 向 上 運(yùn) 行 一 段 距 離 。 此 時(shí) 鋼 絲 繩 呈 松 弛 狀 態(tài) 。 因 為 重 串 車(chē) 無(wú) 物 支 承 ， 它必 定 要 反 向 下 滑 。 借 自 然 加 速 度 下 滑 到 再 一 次 把 鋼 絲 繩 拉 緊 。 若 此 時(shí) 速 度 較大 ， 鋼 絲 繩 將 受 到 很 大 的 沖 擊 ， 可 能 把 鋼 絲 繩 或 連 接 裝 置 等 拉 斷 。 所 以 ， 提升 機(jī) 的 減 速 度 必 須 小 于 上 升 重 串 車(chē) 的 自 然 減

35、速 度 。重串車(chē)的自然減速度a3z為 (9-60) 式中 Fs 上升端鋼絲繩的靜張力，N， (9-61) ms 上升端鋼絲繩的變位質(zhì)量，kg， (9-62)23 ,sz sFa m sm 0 sin cossF z G G g 0 x rm z G G G (9-63)當(dāng) 傾 角 6 時(shí) ， 自 然 加 速 度 和 自 然 減 速 度 均 大 于 0.7m/s2。 顯然 ， 對(duì) 于 坡 度 稍 大 的 礦 井 ， 提 升 正 常 運(yùn) 轉(zhuǎn) 中 ， 自 然 加 速 度 及 自 然減 速 度 的 影 響 是 不 大 的 。 但 是 ， 安 全 制 動(dòng) 時(shí) ， 卻 要 因 此 限 制 減 速度 。煤礦

36、安全規(guī)程對(duì)30以下坡度提升重載時(shí)，安全制動(dòng)減速度的限制，就是根據(jù)自然減速度規(guī)定的。 0 21 0sin cos ,z rz G G ga m sz G G G 3 斜 井 串 車(chē) 動(dòng) 力 學(xué) 計(jì) 算動(dòng) 力 學(xué) 計(jì) 算 是 計(jì) 算 提 升 過(guò) 程 中 某 一 運(yùn) 行 階 段 的 某 一 瞬 間 提 升 機(jī) 受力 的 大 小 。 提 升 機(jī) 受 力 分 為 靜 阻 力 和 慣 性 力 。首先研究靜阻力。當(dāng)重中車(chē)上升x，m時(shí)，上升側(cè)鋼絲繩的靜張力Fs為 (9-64)此時(shí)，提升機(jī)下放側(cè)鋼絲繩的靜張力F x為； (9-65)式中 i 串車(chē)及鋼絲繩運(yùn)行至某處的傾角； x 串車(chē)已行駛的距離，m。 0 sin

37、 cos sin cos ,s i i i iF z G G g p L x g N 0 sin cos sin cos ,x i i i iF z G G g px g N 雙鉤提升時(shí)，提升機(jī)的靜阻力即為兩繩靜張力差，即 (9-66)故雙鉤提升時(shí)，提升機(jī)的拖動(dòng)力F為 (9-67)單 鉤 提 升 時(shí) ， 靜 阻 力 僅 為 一 根 繩 的 張 力 。 提 升 系 統(tǒng) 的 總 變 位 質(zhì) 量 也 因 為提 煤 重 串 車(chē) 或 為 下 放 空 串 車(chē) 而 異 。單鉤提升時(shí)，上提重串車(chē)的前半循環(huán)的拖動(dòng)力F為 (9-68) 式中 ms 上提重串車(chē)時(shí)系統(tǒng)的總變位質(zhì)量，kg。 ,j s xF F F N

38、,j s xF F ma F F ma N , s sF F m a N 下放空串車(chē)的后半循環(huán)的拖動(dòng)力F為 (9-69)式中 mx 下放空串車(chē)時(shí)系統(tǒng)的總變位質(zhì)量，kg。斜井串車(chē)提升的力圖可按上述諸式計(jì)算。計(jì)算時(shí)要考慮斜井坡度的變化。平 車(chē) 場(chǎng) 提 升 ， 要 考 慮 井 底 車(chē) 場(chǎng) 與 井 口 車(chē) 場(chǎng) 坡 度 的 變 化 。甩 車(chē) 場(chǎng) 提 升 要 考 慮 井 底 車(chē) 場(chǎng) 、 井 口 棧 橋 及 甩 車(chē) 道 上 坡 度 的 變 化 。為 了 簡(jiǎn) 化 計(jì) 算 可 以 先 計(jì) 算 各 坡 度 變 化 點(diǎn) 相 應(yīng) 的 靜 阻 力 ， 然 后 在 有速 度 變 化 的 階 段 上 加 上 慣 性 力 。

39、 ,x xF F m a N 第三節(jié) 斜井箕斗提升的特點(diǎn)斜 井 提 升 多 用 后 壁 卸 載 式 箕 斗 。 其 技 術(shù) 規(guī) 格 見(jiàn) 表 6-6。關(guān) 于 箕 斗 用 的 鋼 絲 繩 、 提 升 機(jī) 及 天 輪 的 計(jì) 算 ， 與 串 車(chē) 提 升 計(jì) 算 相同 。井架斜長(zhǎng)Lj為 (9-70)式中 L x 箕斗卸載點(diǎn)至井口距離，m； Lr 箕斗總長(zhǎng)度，m； Lg 過(guò)卷長(zhǎng)度，m； Rt 天輪半徑，m。0.75 ,j x r g tL L L L R m 井架高度Hj為 (9-71)式中 井架上基本軌道傾角，一般與井筒傾角相同。兩天輪間距離S取與井筒中軌道中心距相等，即 (9-72)式中 b 箕斗的

40、最突出部分寬度，mm。提升機(jī)側(cè)的弦長(zhǎng)、偏角及出繩角等的計(jì)算同串車(chē)計(jì)算。斜 井 箕 斗 速 度 圖 與 豎 井 箕 斗 的 相 似 ， 僅 卸 載 曲 軌 內(nèi) 行 程 較 長(zhǎng) ； 因受 煤 礦 安 全 規(guī) 程 的 限 制 ， 最 大 提 升 速 度 較 低 。 sin ,j jH L m 200,S b mm 斜 井 箕 斗 力 圖 計(jì) 算 時(shí) 要 考 慮 容 器 自 重 的 不 平 衡 現(xiàn) 象 ， 因 為 空 箕 斗 在 卸 載 曲軌 上 時(shí) ， 一 部 分 箕 斗 自 重 由 曲 軌 承 擔(dān) ， 故 造 成 兩 箕 斗 自 重 不 平 衡 。 空 箕 斗尚 未 出 曲 軌 ， 初 加 速 階

41、 段 開(kāi) 始 時(shí) 的 拖 動(dòng) 力 F0為 (9-73)式中 F s 上升側(cè)鋼絲繩的靜張力，N； Fx 下放側(cè)鋼絲繩的靜張力，N； m 提升系統(tǒng)的總變位質(zhì)量，kg； a0 箕斗在曲軌中運(yùn)行時(shí)的初加速度，m/s2； k 礦井阻力系數(shù)，考慮空氣阻力、天輪及軸承等阻力，一般k = 1.1； Q 箕斗一次提升量，kg； Qz 箕斗質(zhì)量，kg； 0 裝載處傾角； p 鋼絲繩每米質(zhì)量，kg/m； g 重力加速度，m/s2； L 提升長(zhǎng)度，m； 箕斗的運(yùn)行阻力系數(shù)； 鋼絲繩運(yùn)行阻力系數(shù)； 井筒傾角； 1 卸載處傾角； 箕斗失重系數(shù)，底卸式箕斗0.530.65?？栈烦銮壓螅?。其拖動(dòng)力的計(jì)算方法參閱有關(guān)設(shè)計(jì)參考資料。 0 0 0 0 0 01 1 0sin cos sin cos1 sin cos ,s x z zF F F ma kQ Q g pL gQ g ma N 謝 謝 ！ ！ 下 一 章