矿山运输与提升56j.ppt

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1、矿山运输与提升5-6,第五章 轨道运输的辅助机械设备,5.1 翻车机翻车机是固定车箱式矿车的卸载设备。当井下巷道用固定式矿车运输而井筒用箕斗提升时，翻车机设置在井底车场内；当用罐笼提升或平硐运输时，翻车机设置在地面卸载的地方。按翻车机的结构型式，分为前倾式翻车机和圆形翻车机两种。1.前倾式翻车机前倾式翻车机（又叫翻车架）按有无动力分为无动力的和有动力的两种；按矿车是否通过又分为不通过和通过的两种。前倾式翻车机有结构简单、制造容易、安装方便等优点，且一般不需要外加动力。其缺点是矿车必须摘钩，每次只能翻卸一辆矿车，故生产能力较小；因卸载过程中冲击荷载较大，不适合于大容积矿车的翻卸。我国矿山常用的前

2、倾式翻车机是无动力不通过式。,第五章 轨道运输的辅助机械设备,5.1 翻车机2.圆形翻车机圆形翻车机是一种侧翻式卸载设备，又叫翻笼。圆形式翻车机与前倾式翻车机相比，结构复杂，重量大，而且成本较高；但笼体的回转一般采用机械传动，工作比较平稳，一次可以翻卸多辆矿车，并能直接通过，待卸的列车也可以不必摘钩，故生产能力大。圆形式翻车机的构造型式可大致分类如下：按动力方式分为手动的和机械传动的；按翻卸车数分为单车的和多车的；按待卸列车连接状态分为摘钩和不摘钩的。,第五章 轨道运输的辅助机械设备,5.2 推车机推车机是在较短距离内移动矿车位置的设备。在使用矿车的运输作业中，为了完成矿车的装载、提升和卸载等

3、工作，常常需要使用推车机来移动矿车的位置。推车机按其用途可分为：1.设在罐笼前的推车机2.设在翻车机前的推车机3.设在装载站的推车机推车机按其结构可分为：1.有牵引机构的，利用链条或钢绳牵引推爪；2.无牵引机构的，由气、液缸直接推动带推爪的小车。按动力种类可分为：1.电动的2.气动的3.液压的,第五章 轨道运输的辅助机械设备,5.2 推车机金属、非金属矿山较为常见的推车机有：链式推车机（多用于需要准确定位的圆形翻车机前）钢绳推车机（行程长，可用于井底或井口车场更换罐笼内的矿车）风动推车机（多用于更换罐笼内的矿车）,第五章 轨道运输的辅助机械设备,5.3 爬车机爬车机是在短距离内将单个矿车推送到

4、较高轨面上去的设备。常用的有：链式爬车机钢绳爬车机风动顶车器,第五章 轨道运输的辅助机械设备,5.4 阻车器和限速器一、阻车器阻车器是在矿车自溜运行轨道上阻止矿车运行用的设备。它分为单式阻车器和复式阻车器两种。前者的作用是根据需要，阻止或允许矿车通过；后者的作用是能限制开启一次阻车器通过的矿车数量。二、限速器在井口车场采用矿车自溜运行的运输方式时，为了控制矿车的运行速度，需设置限速器对矿车进行制动减速。,第五章 轨道运输的辅助机械设备,复习题：1.翻车机的作用是什么？2.推车机的作用是什么？3.爬车机的作用是什么？4.阻车器的作用是什么？,第六章 竖井单绳提升,6.1 概述矿井提升设备的 主要

5、组成部分:提升容器，提升机，天轮和井架以及装卸载附属装置等。竖井提升常用的提升容器是罐笼和箕斗。罐笼提升设备组成如右图所示。,第六章 竖井单绳提升,6.1 概述箕斗提升设备组成如右图所示。,第六章 竖井单绳提升,6.1 概述矿井提升设备的分类：1.按井筒倾角分竖井提升设备和斜井提升设备。2.按提升机类型分单绳提升设备和多绳提升设备（竖井）。3.按用途分主井提升设备和副井提升设备，前者专门提升矿石，后者提升 废石、升降人员、运送材料和设备等。4.按提升容器分罐笼提升设备和箕斗提升设备。5.按拖动装置分交流提升设备和直流提升设备。6.按提升系统的平衡分平衡提升设备和平衡提升设备。,第六章 竖井单绳

6、提升,6.2 提升容器一、罐笼罐笼可供提升矿石、废石、人员、材料和设备之用。因此，它既可用于主井提升，也可用于副井提升。罐笼有单层的和双层的。1.罐笼结构罐体罐笼的悬挂装置罐笼的导向装置罐笼的安全装置2.罐笼的承接装置托台摇台承接梁,第六章 竖井单绳提升,6.2 提升容器二、箕斗箕斗只能用来提升矿石和废石。竖井使用的箕斗按结构不同分为翻转式和底卸式两种。单绳提升一般采用翻转式箕斗，多绳提升一般采用底卸式箕斗。翻转式箕斗的结构和卸载过程：箕斗的装载装置：三、平衡锤平衡锤用于单罐笼或单箕斗提升系统中，其作用是平衡提升荷载，减少提升钢绳对卷筒的静拉力差，以减小提升电动机的容量。平衡锤由框架和放在框架

7、上的若干块重块组成。框架用悬挂装置与钢绳相连，并在井筒内沿着罐道移动。带平衡锤的提升方式称为平衡锤单容器提升。这种提升方式的优点是：要求井筒断面小，井底及井口设备简单，工作灵魂便于多中段提升；其缺点是提升效率低。,第六章 竖井单绳提升,6.2 提升容器四、提升容器的选型与罐笼比较，箕斗的优点是：自重小；井筒断面小；无需增加断面就能在井下使用大型矿车；卸载时间少，生产能力大。其缺点是：必须设井下和井口矿仓及装卸载设备；井架高度较大；不能运输人员及材料。罐笼的优点是：不需设置井下及井口矿仓；井架高度小；便于矿石分类运输；可用于主井或副井提升。其缺点是：自重较大，因而提升机规格及电动机功率增大，效率

8、也较低。选择箕斗还是罐笼作为矿石提升容器，需经技术经济比较后确定。通常提升量较小、井深不大时，多采用罐笼提升；反之，多采用箕斗提升。此外还应考虑以下问题：同时提升两种以上矿物时，为了分别贮存和运输，以采用罐笼提升为宜；怕碎矿物用罐笼提升较好；提升方式与地面与地面生产系统布置有关，若地面碎矿部分靠近井口，则 用箕斗提升为宜；等。,第六章 竖井单绳提升,6.2 提升容器四、提升容器的选型金属矿用罐笼和箕斗规格见教材附录1、2、3罐笼的规格参数包括：罐笼类型、断面尺寸（长宽）、适应矿车类型（含容积、轨距）、最大载重（千牛）、自重（千牛）、钢绳终端荷重（千牛）、乘人数、防坠器形式、平衡锤规格、下放最大

9、件名称、罐道规格（罐道尺寸、间距）等。箕斗的规格参数包括：斗箱几何容积（米3）、最大载重量（千牛）、斗箱外形尺寸（长、宽、高）、箕斗全高（毫米）、自重（千牛）、卸载方式、罐道规格（罐道尺寸、间距）等。,第六章 竖井单绳提升,6.2 提升容器五、提升容器规格的选型1.小时提升量As 千牛/时（6-1）式中：C不均衡系数，箕斗提升时取1.15；罐笼提升时，专提矿石取1.2，兼作副井提升取1.25；An矿石年产量，千牛/年；tr年工作日数；ts每天工作小时数，小时。每天三班工作制情况下ts的选取：箕斗提升，当提一种矿石时取19.5小时，提两种矿石时取18小时；罐笼提升，兼作主副井提升时取18小时，只

10、作副井提升时取19.5小时；混合井提升，箕斗和罐笼均取18小时。,第六章 竖井单绳提升,6.2 提升容器五、提升容器规格的选型2.箕斗规格的选择 双箕斗提升时一次提升量：千牛（6-2）单箕斗提升时一次提升量：千牛（6-3）式中：K系数，其值为3.72.7，当H200米时取大值，H600米时取小值；H提升高度，米；（箕斗提升与罐笼提升算法不同，后面再讲）箕斗在曲轨处低速爬行的附加时间，取1015秒；箕斗装载停歇时间，取值见下表。,第六章 竖井单绳提升,6.2 提升容器五、提升容器规格的选型 箕斗装载停歇时间箕斗容积：米3（6-4）式中：矿石松散容重，千牛/米3；Cm箕斗装满系数，取0.850.9

11、.按V值，应选择与V相近的箕斗容积V，然后算出一次有效提升量Q(牛）。,第六章 竖井单绳提升,6.2 提升容器五、提升容器规格的选型3.罐笼规格的选择主井提升的罐笼，应根据主井提升所用矿车外形尺寸来选择。一般选用单层罐笼，仅在产量很大时，才考虑选择双层罐笼。选定罐笼规格以后，要对罐笼小时提升量进行概算。概算罐笼所能完成的小时提升量时，仍用（6-2）和（6-3）式，式中的=0，装卸矿车停歇时间见下表：,第六章 竖井单绳提升,6.2 提升容器五、提升容器规格的选型3.罐笼规格的选择副井提升的罐笼，一般根据副井提升所用矿车外形尺寸来选择，但根据安全规程还应保证在45分钟内（特殊情况可按60分钟考虑）

12、将一班人员升降完毕。升降人员的停歇时间：单层罐笼取（n+10)秒；双层罐笼（n+25）秒。对于副井提升，还要根据提升废石、下放材料、运输设备的工作量和非固定任务等作出每班提升平衡表。,第六章 竖井单绳提升,6.3 提升钢绳一、钢绳构造、分类及使用提升钢绳的作用是悬吊提升容器并传递提升机运作时的动力，使容器沿井筒上下直线运动。钢绳的构造：提升钢绳一般由六个绳股绕一个绳芯捻制而成。每个绳股则由一根中心钢丝和一层、二层或三层钢丝围绕着中心钢丝按螺旋形捻成；钢丝直径1至3毫米。绳芯是用苎麻或线麻捻制而成，其作用是储存绳油、防止和减少内部钢丝磨损，且起衬垫作用，增加钢绳柔软性。,第六章 竖井单绳提升,6

13、.3 提升钢绳钢绳的分类及使用范围：1.按捻制方向不同分左捻的和右捻的2.按捻制方法不同分同向捻（顺捻）和异向捻（逆捻）的3.按钢丝直径不同分等直径钢丝的与不等直径钢丝的 等直径钢丝的钢绳有三种：6股7丝（67）6股19丝（619）6股37丝（637）不等直径钢丝的钢绳有三种：西鲁型钢绳 标记6X（19）瓦林吞型钢绳 标记6W（19）填丝的钢绳 标记6T（25）,第六章 竖井单绳提升,6.3 提升钢绳钢绳619技术规格（按GB1102-74）,第六章 竖井单绳提升,6.3 提升钢绳二、提升钢绳的选择计算提升钢绳在工作中的受力非常复杂，强度计算理论尚未完善，因此，目前我国矿用提升钢绳的计算仍是按

14、安全规程规定，按钢绳最大静负荷并采用较大的安全系数的的方法进行。钢绳的安全系数：钢绳内所有钢丝破断力之和与钢绳最大 静负荷之比。金属非金属矿山安全规程（GB164232006）规定：单绳缠绕式提升钢丝绳的安全系数应符合下列规定：专作升降人员用的，不小于9；升降人员和物料用的，升降人员时不小于9，升降物料时不小于7.5；专作升降物料用的，不小于6.5。,第六章 竖井单绳提升,6.3 提升钢绳二、提升钢绳的选择计算钢绳的最大静负荷计算：如图，钢绳的最大静负荷在A点，其值为：(6-5)式中：Q一次提升量，牛；Qr容器自重，牛，对于箕斗为箕斗自重，对于罐笼为罐笼自重及其所装矿车自重之和；p钢绳的每米重

15、量，牛/米；H0钢绳的最大悬垂长度，米；对于罐笼提升：(6-6)对于箕斗提升：(6-7)Hj矿井深度，米；hja井架高度，可暂定：罐笼提升取1525米；箕斗提升取3035米 h z箕斗装载高度，取 2030米。,第六章 竖井单绳提升,6.3 提升钢绳二、提升钢绳的选择计算钢绳选定：设b为钢绳的钢丝抗拉强度（牛/厘米2），S为钢绳中所有钢丝断面积之和（厘米2），则提升钢绳具有规定的安全系数m时，其最大静负荷就不能超过下式右边的计算值：(6-8)式中p和S是两个相关的量，为解上式应找出p和S的关系。钢绳的每米重量为：牛/米 式中：钢的容重，牛/厘米3；考虑每米长钢绳中钢丝因呈螺旋形而长于1米，以及

16、绳芯对钢绳 重量的影响系数，大于1。令0=，0为钢绳的假象容重，0的平均值为0.0882牛/厘米3。由上式可得：厘米2(6-9),第六章 竖井单绳提升,6.3 提升钢绳二、提升钢绳的选择计算将（6-9）式代入（6-8）式，化简后得：牛/米(6-10)（注意公式中各个参数的单位）根据p值，从钢绳规格表中选择与p值靠近的标准钢绳，查出它的每米重量p，然后验算安全系数：（6-11）式中：Qd所选钢绳所有钢丝破断力之和，牛。竖井提升一般选用的b=151900166600牛/厘米2。若（6-11）式满足，则所选钢绳符合要求；若不满足则要重选钢绳，并再验证，直至选定符合要求的钢绳。,第六章 竖井单绳提升,

17、6.4 矿井提升机及天轮提升机的用途是缠绕和传动钢绳，以便完成提升货载或下放重物的任务。目前我国生产和使用的矿井提升机有单绳缠绕式和多绳摩擦式两种。前者简称为单绳提升机，后者简称为多绳提升机。一、单绳提升机国产的单绳提升机都是等直径的。按卷筒数目不同，单绳提升机有单筒的和双筒的。,第六章 竖井单绳提升,单绳缠绕式双卷筒提升机,第六章 竖井单绳提升,6.4 矿井提升机及天轮国产JK25系列提升机的技术性能见教材附录6。矿井提升机的主要规格参数有：型号、卷筒（数量、直径、宽度）、钢绳最大静拉力、钢绳最大静拉力差、钢绳最大直径、钢绳最大速度、减速器及传动比、机器旋转部分的变位质量、外形尺寸、两筒中心

18、距、最大提升高度或拖运长度等。双筒提升机的主轴上装有两个卷筒，其中一个用键固定在主轴上，称为死卷筒；另一个套装在主轴上，通过调绳装置与主轴连接，称为活卷筒。双筒提升机由下列部件组成：主轴装置（包括卷筒、主轴、主轴承、调绳装置），制动装置，减速器和联轴器，深度指示器等。,第六章 竖井单绳提升,6.4 矿井提升机及天轮,第六章 竖井单绳提升,6.4 矿井提升机及天轮双筒提升机用作双钩提升。每个卷筒上固定一根钢绳，两根钢绳缠绕方向 相反。因为双筒提升机有一个活卷筒，故更换 水平、调节绳长和更换钢绳都比较方便。单筒提升机可用作单钩提升，也可用作双钩提升。双钩提升时，卷筒表面 为两根钢绳所共用，缠绕方向

19、相反，下放绳空 出的卷筒表面，供上升绳缠绕，这样卷筒表面 在每次提升中都得到了充分的利用。因此，单 筒提升机具有结构简单、紧凑、重量轻等优点。缺点是当双钩提升时，不能用于多水平提升，且调节绳长、换绳都不方便。1.主轴装置（包括主轴、卷筒、调绳装置等）2.制动装置3.减速器4.深度指示器,第六章 竖井单绳提升,6.4 矿井提升机及天轮,第六章 竖井单绳提升,6.4 矿井提升机及天轮5.单绳提升机主要尺寸的计算及选择(1)卷筒直径卷筒直径的确定是以保证钢绳在卷筒上缠绕时产生的弯曲应力较小为原则的。设提升机卷筒直径为D，钢绳直径为d。根据理论和试验研究，钢绳弯曲应力w与D/d的关系有如下特性：当D/

20、d值减小到60以下时，则引起w的急剧增加；当D/d值大于80以上时，w下降不显著。因此，安全规程规定卷筒直径与钢绳直径之比应符合以下规定：地面单绳提升装置：D/d80 井下单绳提升装置：D/d60安全规程同时还规定：卷筒直径与钢绳中最粗钢丝的最大直径之比应符合下列规定：地表提升装置，不小于1200 井下提升装置，不小于900按计算的D值，选择提升机的标准卷筒直径。,第六章 竖井单绳提升,6.4 矿井提升机及天轮5.单绳提升机主要尺寸的计算及选择(2)卷筒宽度卷筒宽度B应根据要容纳的钢绳总长度来确定。钢绳的总长度包括：最深中段的提升高度H，米；供试验用的钢绳长度Ls，一般Ls=2030米；为减少

21、绳头在卷筒上固定处的张力而设的三圈摩擦圈；当钢绳在卷筒上多层缠绕时，需要预留四圈钢绳以满足错绳需要。,第六章 竖井单绳提升,6.4 矿井提升机及天轮1)双卷筒提升机每个卷筒的宽度单层缠绕时：毫米(6-12)式中：钢绳绳圈之间的间隙，取23毫米；H最深中段的提升高度，米；对于罐笼提升：H=Hj 米 对于箕斗提升：H=hz+H+hx 米 Hj矿井深度，米；hz箕斗装载高度，即井底车场水平至装置箕斗底座间的 距离，一般取2030米；hx箕斗卸载高度，即井口水平至卸载箕斗底座间的距离，一般取1520米。,第六章 竖井单绳提升,6.4 矿井提升机及天轮1)双卷筒提升机每个卷筒的宽度根据以上计算的D及B值

22、选择标准提升机。如标准提升机宽度不够，可另选直径较大的提升机，或在允许的情况下作多层缠绕。安全规程规定，竖井提升人员的卷筒宜缠绕单层，专提物料的卷筒可缠绕两层。多层缠绕时：毫米(6-13)式中：n缠绕层数；Dp平均缠绕直径，Dp=D+(n-1)d,米。2)单卷筒作双钩提升时的卷筒宽度 毫米(6-14)式中：2两根钢绳间的间隔圈数。,第六章 竖井单绳提升,6.4 矿井提升机及天轮(3)提升机最大静拉力及最大静拉力差的演算为了保证提升机有足够的强度，还应演算提升机的最大静拉力及最大静拉力差。计算的最大静拉力（Tjmax)及最大静拉力差（Tj)都不应超过提升机规格表中规定的数值。Tjmax=Qr+Q

23、+pH 牛 Tj=Q+pH 牛如演算通不过，则应选择具有较大静拉力和静拉力差的提升机。二、天轮天轮安装在井架上，其作用是为钢绳导向。按构造不同，天轮分铸造辐条式和型钢装配式两种。一般直径3.5米以下的天轮采用铸造辐条式；直径大于4米的天轮，为了制造、安装和运输的方便，常采用型钢装配式。天轮直径的选择与提升机卷筒直径的选择相同。,第六章 竖井单绳提升,6.5 提升机与井筒的相对位置提升机安装地点的选择，主要应考虑卸载作业的方便和尽可能简化地面运输系统。用罐笼提升时提升机房一般位于重车运行方向的对侧；用箕斗提升时提升机房位于卸载方向的对侧。井架上的两个天轮，根据容器在井筒中的布置以及提升机房的设置

24、地点，可装在同一水平轴线上，也可装在同一垂直平面内。,第六章 竖井单绳提升,6.5 提升机与井筒的相对位置确定了提升机安装地点之后，接着就要确定影响提升机与井筒相对位置的五个因素：一、井架高度井架高度hja是指井口水平到最上面天轮轴线间的垂直距离。1.若两个天轮位于同一水平轴线上，则 对于罐笼提升的井架高度为：米(6-15)对于箕斗提升的井架高度为：米(6-16)式中：hr容器全高，米；hgj过卷高度（容器由正常卸载位置提到容器最上面的一个绳卡与 天轮轮缘接触时所走过的距离）。安全规程对hgj有下列规定：当提升速度Vm3m/s时，hgj4m；当3m/sVm6m/s时，hgj6米；当6m/sVm

25、10m/s时，hgj不小于最高提升速度下运行1s的提升高度；当Vm10m/s时，hgj10米。2.若两个天轮位于同一垂直平面内，则在计算井架高度的(6-15)、(6-16)两式的右边，还要各增加hj=Dt+(11.5)米。（hj即两天轮之间的垂直距离）,第六章 竖井单绳提升,6.5 提升机与井筒的相对位置二、卷筒中心至井筒提升中心线间的水平距离井筒中心至井筒提升中心线之间的水平距离b，应使提升机房的基础不与井架斜撑的基础接触，否则，由于井架斜撑的振动，可能引起提升机房及提升机基础的损坏。斜撑基础至井筒中心的水平距离约为0.6hja。因此最小距离bmin可按下述经验公式确定：米(6-17)设计时

26、，取bbmin，一般取2030米。,第六章 竖井单绳提升,6.5 提升机与井筒的相对位置三、钢绳的弦长钢绳的弦长为钢绳离开天轮接触点到钢绳与卷筒的接触点间的距离。在实际计算中，取天轮轴线与卷筒轴线间的距离L作为钢绳的弦长。若两个天轮位于同一水平轴线上，则：米(6-18)若两个天轮位于同一垂直平面内，则:米(6-19)米(6-20)式中：c卷筒中心线高出井口水平的距离，c=12米；s两轴线之间的距离，米。当弦长超过60米时，为减小钢绳颤动，可在绳弦的中部设置托辊。,第六章 竖井单绳提升,6.5 提升机与井筒的相对位置四、钢绳的偏角钢绳的偏角是指钢绳的弦与天轮所成的角度。其值不应大于130。当钢绳

27、作多层缠绕时，宜取110。若偏角过大，除增大钢绳与天轮轮缘的彼此磨损外，还可能产生乱绳现象（特别是多层缠绕时）。偏角有两个：外偏角1和内偏角2。1.对于双卷筒提升机作单层缠绕时：(6-21)(6-22)式中:B 卷筒宽度，米；a 两卷筒内缘之间的距离，米。,第六章 竖井单绳提升,6.5 提升机与井筒的相对位置四、钢绳的偏角（续）2.对于双卷筒提升机作多层缠绕时，可能的最大偏角1、2 可按下述两公式分别计算：(6-23)(6-24)3.若单卷筒提升机作双钩提升时，则只要检查最大外偏角 1，此时两天轮的垂直平面通过卷筒中心线。(6-25),第六章 竖井单绳提升,6.5 提升机与井筒的相对位置五、钢

28、绳的仰角钢绳弦与水平线所成的仰角不应小于提升机规格表中的规定值。实际上角有两个，即上出绳仰角1及下出绳仰角2。根据JK型系列矿井提升机制造厂的要求，单双卷筒提升机的下出绳允许最小出绳角为15，上出绳允许最小出绳角是0。考虑到井架斜撑建筑结构的要求，一般上出绳角取3050。钢绳仰角应根据天轮和卷筒的不同布置形式分别计算。一般可按下式近似计算仰角：(6-26),第六章 竖井单绳提升,复习题：1.竖井提升常用的提升容器有哪些？2.箕斗和罐笼相比较，它们各有什么优缺点？它们通常分别适用于什么情况？3.在选择提升容器的规格时，一般需要计算哪些参数？4.什么是提升钢绳的安全系数？安全规程对安全系数有何规定？5.在提升钢绳的选择计算中，计算出的钢绳参数是什么？6.单绳提升机的用途是什么？7.单绳提升机由哪些主要部件组成？8.单绳提升机的卷筒直径是根据什么确定的？安全规程有何规定？9.单绳提升机的卷筒宽度是根据什么确定的？10.在竖井单绳提升设备选型计算中，对提升容器、提升钢绳、提升机各需 计算哪些参数？这些参数之间有何关联性？11.提升机与井筒相对位置的5个因素是什么？12.什么是钢绳的偏角？为什么要对钢绳的偏角作出限定？,