第六章

礦井提升設備

§6—1概述§6—2提升容器

二、箕斗1、立井箕斗型號意義（1）立井單繩箕斗（如：JL—3）（2）立井多繩箕斗JDS—12/110×4、JDSY—12/110×4、JDG—12/110×42、立井箕斗結構原理（1）結構

立井提煤多采用底卸式，底卸式箕斗分為平板閘門箕斗和扇形閘門箕斗。以單繩立井平板閘門箕斗為例：其結構如圖6—3所示，主要由斗箱、框架、連接裝置及閘門等組成。（2）卸載原理當箕斗提升至地面煤倉時，卸載滾輪進入安裝在井架上的卸載曲軌內，隨著箕斗提升，固定在箕斗框架上的小曲軌同時向上運動，則滾輪在卸載曲軌作用下，沿著箕斗框架上的小曲軌向下運動，并轉動連桿，使其通過連桿鎖角為零的位置后，閘門就借助煤的壓力打開，開始卸載。在箕斗下放時，以相反的順序關閉閘門。平板閘門底卸式箕斗較扇形閘門卸載時井架受力小，卸載曲軌短，裝載時撒煤少，且動作可靠。

其它符號意義同上。（1）布置系統圖6—5（2）抓捕機構極其傳動裝置圖6—6（3）緩沖器圖6—7（4）制動繩的拉緊裝置圖6—8§6—3提升鋼絲繩

作用：一、鋼絲繩的結構組成：鋼絲→股+繩芯（纖維繩芯（常用）、金屬繩芯）。材質：1、鋼絲為優質炭素結構鋼，一般直徑為0.4～4㎜。礦井提升抗拉強度一般采用1700Mpa以下的。2、鋼絲繩表面光面和鍍鋅（常用于摩擦提升）兩種。鋼絲的表面狀態標記代號為：光面鋼絲，NAT；A級鍍鋅鋼絲，ZAA；AB級鍍鋅鋼絲，ZAB；B級鍍鋅鋼絲，ZBB。3、繩芯分金屬芯纖維芯。纖維繩芯作用：（1）減少股間鋼絲的接觸應力；（2）緩和彎曲應力；（3）儲存潤滑油，防止繩內鋼絲銹蝕。金屬繩芯的特點：與相同斷面的纖維繩芯相比，金屬斷面大，抗破斷能力大，具有耐橫向壓力大，不易變形等優點。但其柔軟性差，不耐腐蝕。繩芯的標記代號：纖維芯（天然或合成的），FC；天然纖維芯，NF；合成纖維芯，SF；金屬絲繩芯，IWR；金屬絲股芯，IWS。

二、鋼絲繩的分類、特點及應用（一）分類及特點1、按鋼絲繩的捻法分可分為右交互捻（ZS）、左交互捻（SZ）、右同向捻（ZZ）、左同向捻（SS）四種。標記代號中，第一個字母表示鋼絲繩的捻向；第二個字母表示股的捻向；“Z”表示右捻向，“S”表示左捻向。左捻：按左螺旋方向將股捻成繩。右捻：按右螺旋方向將股捻成繩。交互捻：繩中的股的捻向與股中絲的捻向相反。同向捻：繩中的股的捻向與股中絲的捻向相同。特點：同向捻鋼絲繩柔軟，表面光滑，接觸面積大，應力小，使用壽命長，繩有斷絲時，斷絲頭部會翹起便于發現，所以礦井提升多用同向捻鋼絲繩。但同向捻鋼絲繩有較大的恢復力，穩定性較差，易打結。交互捻鋼絲繩的結構穩定

3、按繩股斷面形狀分（1）圓形股繩繩股斷面為圓形。這種繩易于制造，價格低，是礦井提升應用最多的一種鋼絲繩。（2）異形股繩繩股斷面形狀有三角形和橢圓形兩種。三角股鋼絲繩：強度比同直徑圓形股繩要高，承壓面積大，外層鋼絲磨損小；外層鋼絲粗，排列方式好，抗擠壓性能好，尤其是在多層纏繞時，過渡比較穩定；壽命比圓形股長。橢圓股鋼絲繩：支撐面積大、抗磨損性能好，但繩的穩定性差，不適于承受較大的擠壓力。這種繩股多用來與其它繩股捻制成多層不旋轉鋼絲繩。三、提升鋼絲繩的選擇計算鋼絲繩在工作過程中，產生許多復雜的應力，如靜應力、動應力、彎曲應力，扭轉應力、擠壓應力及接觸應力等，這些應力的反復作用，必將引起鋼絲的疲勞、損壞；另外還受到磨損及腐蝕這也導致鋼絲繩的損壞。如此復雜的各種影響因素，計算時不能一一考慮。因此，《煤礦安全規程》規定，計算鋼絲繩時按最大靜載荷計算并考慮一定的安全系數。且規定：單繩纏繞式提升裝置的安全系數為專為升降人員的不得小于9；升降人員和物料用的—升降人員時不得小于9，提升物料時不得小于7.5；專為升降物料用的不得小于6.5。1、立井單繩提升鋼絲繩的選擇計算如圖，A點承受靜載荷最大，其最大靜載荷Qmax為：Qmax=Q+Q2+pH0Qmax=m·g+mz·g+mp·g·H0式中Q=m·g一次提升貨載的重量，N；m—貨載質量，kg；Qz=mz·g容器的自身重量，N；mz—容器質量，kg；p=mp·g鋼絲繩每米重量，N/m；以σB為所要選擇的鋼絲繩公稱抗拉強度（N/㎡），S為所有鋼絲斷面積之和（㎡），如果鋼絲繩不被拉斷，就必須滿足：設ma為《煤礦安全規程》規定鋼絲繩的安全系數，則為解上式，找出mp與S的關系，設鋼絲繩的平均密度為9400kg/m3，斷面積和為S（㎡），長度為1m的質量mp為：mp=9400·Skg/m上式中的S可寫成：

將上式代入設g=10m/s2，則可得：根據計算出的值，在規格表中選取與計算相近的標準鋼絲繩直徑，再按選出的資料，驗算其安全系數是否符合要求即：式中Qp—所選鋼絲繩全部鋼絲破斷拉力總和，N；Q+Q2+pH0—貨載、容器、鋼絲繩重量總和。若驗算結果不滿足要求，即不滿足《煤礦安全規程》要求，應重新選鋼絲繩，并重新驗算，直到滿足要求為止。

2、斜井鋼絲繩的選擇計算斜井鋼絲繩的選擇計算與立井相同，其不同之處，只是因斜井井筒傾角小于90o，在鋼絲繩A點的作用力，只是串車、貨載、鋼絲繩重力的一個分量，及串車、鋼絲繩在軌道和地滾上運動的摩擦阻力。作用于A點沿井筒方向的分力有：串車及貨載的重力分力為：n（m1+m21）g·sinα串車及貨載的摩擦力為：f1n（m1+m21）g·cosα鋼絲繩的重力分力為：mpgL0

sinα鋼絲繩的摩擦力為：f2gL0cosα與立井的鋼絲繩計算相似，為保證鋼絲繩不被拉斷，并有一定安全系數，可寫出下式：每米鋼絲繩質量為：

式中L0—鋼絲繩由A點至串車車尾車在井下停車點之間的斜長，m；f1—礦車運行摩擦阻力系數；礦車為滾動軸承取f1=0.015；礦車為滑動軸承f1=0.02；f2—運行的鋼絲繩摩擦系數，此數值與礦車中托輥支承情況有關。鋼絲繩全部支承在托輥上取f2=0.15～0.20；局部支承在托輥上取f2=0.25～0.4；全部在底版或枕木上拖動時取f2=0.4～0.6；ma—安全系數，與立井要求相同；m1—每一個礦車貨載質量，kg；m21—每一個礦車自身質量，kg；n—礦車數量；α—井筒平均傾角。根據上式計算的數值，從鋼絲繩規格表中選擇標準鋼絲繩mp，并按下式驗算安全系數：式中Qp—鋼絲破斷拉力總和，N。—鋼絲繩公稱抗拉強度，N/㎡；§6—4礦井提升機

礦井提升機是礦井提升設備中的動力部分，由電動機、減速器、主軸裝置、制動裝置、深度指示器、電控系統和操縱臺等組成。我國目前廣泛使用的提升機可分為兩大類：單繩纏繞式提升機（分為小絞車（滾筒直徑2m以下）和提升機）和多繩摩擦式提升機。

一、單繩纏繞式提升機單繩纏繞式提升機的工作原理：把鋼絲繩的一端固定到提升機的滾筒上，另一端饒過井架上的天輪懸掛提升容器。這樣，利用滾筒轉動方向不同，將鋼絲繩纏上或松放，以完成提升或下放容器的工作。按滾筒數目不同，單繩纏繞式提升機有單滾筒和雙滾筒提升機兩種。雙滾筒提升機在主軸上裝有兩個滾筒，其中一個與主軸用鍵固定連接，稱為固定滾筒或死滾筒；另一個滾筒滑裝在主軸上，通過調繩離合器與主軸連接，稱為游動滾筒或活滾筒。將兩個滾筒做成這種結構的目的，是為了在需要調繩及更換提升水平時，兩個滾筒可以有相對運動。單滾筒提升機只有一個滾筒，一般用于單鉤提升。型號意義：□JK—□/□

滾筒名義直徑，m；

礦用；

卷揚機（即提升機）；

滾筒數目（2—表示雙滾筒；1—表示單滾筒，一般省略）1、主軸裝置（1）作用1）纏繞提升鋼絲繩；2）承受各種正常載荷，并將載荷經軸承傳給基礎；3）承受在各種緊急事故下所造成的非常載荷；（一般要求在非常載荷作用下，主軸裝置的各部分不應有殘余變形。）4）當更換提升水平時，調節鋼絲繩的長度（僅限雙滾筒提升機）。

（2）結構主軸裝置包括滾筒、主軸、主軸承及調繩離合器（雙滾筒特有）等。滾筒的筒殼通過輪輻、輪轂用鍵和軸固定（固定滾筒），筒殼外邊一般均設有木襯，木襯上車有螺旋導槽，以便使鋼絲繩在滾筒上作規則排列，并減少鋼絲繩的磨損。2m單滾筒只有一個制動盤，而單滾筒2.5m則有兩個制動盤。當單滾筒作雙鉤提升，左側鋼絲繩為下邊出繩，右側鋼絲繩為上邊出繩。單鉤提升時為上邊出繩，單滾筒由于調繩不方便，為此做成雙滾筒。雙滾筒的左滾筒通過調繩離合器與主軸連接。（3）調繩離合器1）作用使活滾筒與主軸連接或脫開，以便在調節繩長或更換提升水平時，使活滾筒與死滾筒有相對運動。2）種類調繩離合器可分三種即齒輪離合器、摩擦離合器、蝸輪蝸桿離合器。JK型提升機采用齒輪離合器。3）齒輪離合器a、結構（圖6—11）b、控制系統圖6—12離合器打開：壓力油→K管→n→m→s→r（壓力油將活塞銷頂起，活塞銷下端離開輪轂凹槽，解除閉鎖，同時使r的空間與j孔相通）→j→i→h→g→f→e→離合油缸左腔；離合油缸右腔→d→c→b→a→L管→油池。缸體帶動外齒輪向左移動，直到與內齒圈脫開。離合器合上：壓力油→L管→a→b→c→d→離合油缸右腔；離合油缸左腔→e→f→g→h→i→j→p→q→s→m→n→K管→油池。缸體帶動外齒輪向右移動，直到與內齒圈嚙合。注意：連鎖閥的閥體固定在外齒輪的側面，閥中的活塞銷靠彈簧的作用插在輪轂的凹槽中，可以防止提升機在運轉中離合器齒輪因震動等原因自動脫開。

頂開鋼球（二）深度指示器深度指示器是礦井提升機的一個重要附屬裝置。它的作用是：1、指示提升容器在井筒的位置；2、容器接近井口停車位置發出減速信號；3、過卷保護；4、減速階段通過限速裝置進行限速保護等。目前我國提升機應用較多的是圓盤式深度指示器和牌坊式深度指示器。1、圓盤式深度指示器圓盤式深度指示器由發送部分和接收部分組成，其原理是傳動軸經齒輪傳動，將提升機旋轉運動傳給發送自整角機，該自整角機再將信號傳給圓盤式深度指示器上的接收自整角機，二者組成電軸，實現同步聯系，從而達到指示器位置的目的。深度指示盤裝于司機臺上，有粗針和精針兩個指針，精針只在容器接近井口時才轉動，以便指示精確的停車位置。深度指示器上還配有連擊鈴，當提升機減速開始時，此鈴發出聲響，提醒司機作減速操縱。特點：圓盤式深度指示器結構簡單，使用可靠，精度高，易實現自動化，但直觀性差。

2、牌坊式深度指示器

牌坊式深度指示器主要由傳動軸、直齒輪、錐齒輪、直立的絲杠、梯形螺母、支柱、標尺等組成。

在提升機工作時，其主軸帶動深度指示器上的傳動軸，直齒輪，錐齒輪帶動兩個直立的絲杠以相反方向旋轉，利用支柱分別限制裝在絲杠上的梯形螺母旋轉，因兩個絲杠都是右螺紋，故迫使兩個螺母，只能沿支柱作上、下相反方向的移動，從而指示出井筒中兩容器一個向上，另一個向下的位置。

在兩支柱上固定著的標尺上，用縮小的比例根據礦井的具體情況，刻著與井筒深度或坑道長度相適應的刻度，當裝有指針的梯形螺母移動時，則指明了提升容器在井筒的位置。

特點：優點是指示清楚、直觀、工作可靠；缺點是不夠精確。

（三）制動系統作用：1、正常停車2、工作制動3、安全制動4、雙滾筒提升機在更換水平、調節繩長或更換鋼絲繩時，能閘住游動滾筒。制動系統由制動器和傳動機構組成。制動器是直接作用于制動輪或制動盤上產生制動力矩的部分，分為盤式和塊式；傳動機構是控制及調節制動力矩的部分，分為油壓、壓氣、彈簧式。JK型提升機采用的是液壓站與盤式制動器配合構成的盤式制動系統。1、盤式制動器（1）結構（2）工作原理1）松閘2）抱閘2、液壓站

（1）作用1）在工作制動時，產生不同的工作油壓，以控制盤式制動器獲得不同的制動力矩；2）在安全制動時，實現二級安全制動；3）控制調繩裝置（2）工作原理圖6—141）工作制動2）安全制動3）調繩二、多繩摩擦式提升機（一）概述1、組成及工作原理2、種類可分為井塔式和落地式兩種。3、特點（二）JKM型多繩摩擦式提升機1、主軸裝置2、車槽裝置3、減速器4、深度指示器5、鋼絲繩張力平衡裝置式中δ——鋼絲繩中最粗鋼絲的直徑，mm。圍抱角小于90°的天輪：根據計算，選擇標準滾筒直徑。圍抱角小于90°的天輪：井下提升機和鑿井提升機的滾筒和圍抱角大于90°的天輪：2、提升機滾筒寬度B提升機滾筒寬度B的尺寸，以能容納應纏繞的鋼絲繩為原則，應包括相當于提升高度H米；還包括規定鋼絲繩每半年剁繩頭一次作試驗（一次5米），如果繩的壽命三年考慮，則纏繞滾筒上作試驗用的鋼絲繩長為30米；另外滾筒表面應保留三圈摩擦圈，以便減輕繩與滾筒固定處的拉力。作單層纏繞滾筒的計算寬度B為：式中d——鋼絲繩直徑，mm；ε——鋼絲繩繩圈之間的間距，一般取2～3mm。若鋼絲繩在滾筒上作雙層纏繞時，為了避免上下層鋼絲繩總是在一個地方過渡而損壞，要求每季度錯動1/4圈，根據鋼絲繩設計壽命，計算多層纏繞滾筒寬度時應加此錯動繩2～4圈。單滾筒雙鉤提升計算滾筒寬度時，試驗繩長應是兩倍，摩擦圈也是兩倍，還應再加上2圈為纏繞與下放兩繩之間的間隔繩圈。根據計算所得的滾筒直徑與寬度，選擇稍大且接近計算尺寸的標準提升機的直徑和寬度，若無接近的，則可另選較大的，或者在《規程》允許的情況下作多層纏繞。為了保證提升機有足夠的強度，還必須驗算所選提升機最大靜張力Fjmax（它關系到滾筒與主軸的強度）及最大靜張力差Fc（它關系到主軸的強度）應滿足下式：式中Fjmax及Fc由提升機產品規格中查得，如果驗算不符合規定，需要重選較大的。

五、提升機與井筒的相對位置提升機對井筒的相對位置，關系到礦井地面工業廣場的布置、井下保安煤柱的尺寸及提升設備和地面運輸系統的安全、可靠運行。在確定位置的各參數時，應當根據地形及生產條件，因地制宜，首先考慮提升機對井筒的不止方式，再確定相對位置的幾個參數尺寸。即：1、井架高度Hj

2、滾筒中心至井筒鋼絲繩之間的水平距離Ls此距離考慮對于有斜撐的井架，其斜撐的基礎與井筒中心的水平距離約0.6Hj，另外考慮提升機在運輸中鋼絲繩的穩定性，所以Ls的最小距離按下面經驗公式計算：3、鋼絲繩弦長Lx鋼絲繩弦長是指鋼絲繩離開滾筒處至接觸天輪之間的繩長，由圖可見上下兩條弦長不完全相等，但均以滾筒中心至天輪中心之間的距離來計算弦長，即：式中C0——提升機主軸中心線高出井口水平的距離，此值決定于滾筒直徑、地形和土壤等情況，一般C0=1～2m；Dt——天輪直徑。鋼絲繩的弦長不能過長，過長則鋼絲繩振動增大，因此，鋼絲繩有跳出天輪輪緣的危險，一般不超過60m。

4、鋼絲繩的偏角α鋼絲繩的弦長與天輪平面的夾角，從上圖可見，偏角有兩個，α1稱外偏角，α2稱內偏角，根據《規程》規定，內、外偏角不得超過1°30ˊ，否則繩與天輪輪緣的磨損過甚，易發生鋼絲繩跳出天輪的事故。最大外偏角最大內偏角式中s——兩天輪間的距離（m），其值決定于容器的規格及提升容器在井筒內的布置，可查提升機規格表中兩滾筒中心距；a——兩滾筒之間的間隙（m），其值見提升機規格表。

5、滾筒下繩的出繩角（或稱下繩仰角）β鋼絲繩弦與水平之間的夾角稱滾筒鋼絲繩的出繩角，出繩角大小影響提升機主軸的受力情況。大于零時鋼絲繩拉力有一向上的分力能抵消一部分主軸的重力，減少它的重力彎矩，相對提高了主軸的強度。另外下出繩角過小，鋼絲繩有可能與提升機基礎想接觸，會增大鋼絲繩的磨損。為此出繩角不應小于提升機規格表中規定值。對于JK型提升機下出繩角不應小于15°。即下出繩角β值為：§6—5提升設備的運行理論

提升設備的運行理論是研究提升設備在一次提升過程中提升容器的速度變化規律和電動機作用在提升機滾筒圓周上力的變化規律的，以確定合理的運動參數。一、提升系統基本動力方程式在提升系統工作時，作用于主軸上的拖動力矩M與提升系統的靜阻力矩Mj，及慣性力矩Mg處于平衡狀態，得M-Mj-Mg=0在等直徑提升系統中，可以寫成為：F-Fj-Fg=0式中F——電動機作用在滾筒圓周上的拖動力，N；Fj——提升系統的靜阻力，N；Fg——提升系統的慣性力，N。上式即根據達朗伯爾原理，解決提升系統的受力分析和受力計算，以下將逐項分析：1、提升系統的靜阻力提升系統的靜阻力是由貨載、容器、鋼絲繩的重力以及運行時形成的阻力組成。（1）貨載、容器、鋼絲繩作用在滾筒纏繞圓周上的靜阻力Fj1圖6-19為具有尾繩的提升系統，兩容器下面用一根鋼絲繩聯接起來，此鋼絲繩稱為尾繩，此種提升系統的貨載、容器、鋼絲繩作用在滾筒纏繞圓周上的靜張力，系滾筒的上升與下降兩鋼絲繩的靜拉力差。下面討論提升機工作在某瞬時，即空、重容器都已運行了x米時的靜阻力。上升鋼絲繩的靜拉力Fsj為Fsj=Q+Qz+p（H-x）+qx下降鋼絲繩的靜拉力Fxj為Fsj=Qz+px+q（H-x）式中p、q——提升主繩、尾繩每米重量（N/M）。所以Fj1=Fsj-Fsj=Q+（p-q）（H-2x）在上面計算中，將相當于井架高的那段鋼絲繩與鋼絲繩弦長部分，因對于滾筒纏繞圓周作用的力相互抵消因而不計。

2、提升系統的慣性力Fg提升系統運動速度發生變化時，反抗其變化的力為慣性力即：Fg=∑ma式中∑m——提升系統所有運動部分換算到滾筒圓周上的變為質量的總和；a——提升容器運動時的線加速度。3、提升系統動力方程式F=KQ+（p-q）（H-2x）+∑ma（1）無尾繩提升系統q=0，動力方程式為：F=KQ+p（H-2x）+∑ma由上式可見在提升過程中，靜阻力不斷減小，是由于主鋼絲繩的重量得不到平衡所致，故稱此種系統為不平衡提升系統，一般適用于井深小于400m。當礦井很深，提升鋼絲繩很重，在一次提升終了之前甚至出現負靜阻力，為此有時需要額外地加大電動機功率，這樣還要用足夠大的制動力施閘，吸收系統的動能，和克服下降繩的重力，以保證一定的減速度，達到按時停車，避免過卷事故。這種提升系統既不安全，又不經濟。

其計算方法為式中在查電動機規格表時，需預先通過電動機功率初選電動機的型號。

電動機的估算功率為式中vm——提升機最大速度，m/s；《規程》規定，立井升降物料時，提升容器的最大速度，不得超過下列公式所求得的數值：式中H——提升高度，m；H=Hx+Hs+HzHx——井口水平至容器卸載底之高度；Hs——井深；Hz——由井底車場水平到容器裝載位置的距離。一些設計單位，常用的經濟速度為：一般用式中lp——一根提升鋼絲繩全長，m；lp=Hc+lx+3D+30+n

DHc——鋼絲繩懸垂長度，m；lx——鋼絲繩的弦長，m；3D——滾筒上纏繞三圈摩擦圈繩長，m；30——試驗用鋼絲繩長度，m；nD——多層纏繞時錯繩圈繩長，n=2～4圈；lq——尾繩長，m；lq=H+2HhH——提升高度，m；Hh——尾繩高度，一般取15m。

三、提升系統運動學提升容器在井筒中上下運動，其運動速度除有大小變化外，同時有是間歇、往返、周期性的運動。為了掌握其運動規律，須確定合理的運動參數，以指導提升設備工作和作為電動機功率、電耗量計算以及調整電控等的原始數據。（一）箕斗提升的運動分析對于箕斗提升，其開車與停車，無論手動、自動，都要按規律準確進行。在提升過程中，電動機以初加速度啟動運轉，使井上箕斗脫離卸載曲軌時的速度，不超過v0=1.5m/s，箕斗脫離卸載曲軌后，電動機實行主加速度運行，即加速度為a1m/s2，經過t1s，行程h1m后，提升機達到最大運行速度vmm/s，然后電動機開始在自然特性曲線上作等速運動，經過t2s后，行程h2m。此時可以根據作用在滾筒上的兩根鋼絲繩的拉力差的大小，采取恰當的減速方式以減速度a3m/s2進行，減速運行t3s，行程h3m。箕斗在停車之前，為了補償減速運行之誤差，提高停車準確度，設計有一等速爬行階段，最后提升機加閘制動停車。因此，箕斗提升采用了六階段速度圖，如下圖所示。箕斗卸載曲軌行程h0=2.35m或2.13m。

初加速度a0為

初加速階段時間t0為

式中v0=1.5m/s，箕斗脫離卸載曲軌時的速度。

2、主加速度階段主加速度a1要受到《規程》的限制，其具體數值受電動機能力及減速器限制，摩擦式提升機還要加上防滑條件的限制。（1）《規程》對于提升物料的加速度，沒有限制，一般使a1≤1.2m/s2。（2）減速器能力對加速度的限制為式中[Mmax]——減速器輸出軸最大允許輸出扭矩（由提升機規格表中查出），N·m；D——滾筒直徑，m。

（3）電動機過負荷能力限制為式中λ——電動機過負荷系數，可在電動機規格表中查出；0.75——在加速度時，由于電動機依次切除轉子電阻，拖動力起伏變化，故可取電動機此時出力不大于最大拖動力的0.75倍。Fe——電動機作用到滾筒纏繞圓周上的額定拖動力，N；主加速階段時間t1為主加速階段行程h1為ηj——傳動效率。綜合考慮以上三個因素，按其中最小者確定主加速度a1的大小。3、減速階段提升機減速度可以采取多種方式，常用的有自由滑行減速、制動減速和電動機拖動減速。（1）自由滑行減速即當容器接近卸載位置時，將電動機斷電，利用容器的慣性慢慢停車，在能夠正常運行的條件下，采用自由滑行運行，可簡化操作過程，并節省電能，此時的減速度可由動力方程式求出。減速階段開始時x=H-h3所以減速度式中h3——減速階段的行程，一般為30m～40m。（2）制動方式減速當礦井很深自由滑行的減速度太小，減速階段拖延時間太長時，可在減速階段將電動機斷電，利用制動器操縱提升機快速停車。為了使機械閘閘瓦不過度發熱和磨損，一般在采用制動器減速時，制動力不應大于0.3Q。其減速度可用動力方程式求出：（3）電動機減速方式若自由滑行的減速度太大，可將附加電阻逐級接入電動機轉子回路，這時電動機在較軟的人工特性曲線上工作。為了較好地控制電動機，電動機發出的拖動力不應小于額定力的35%，在減速即將結束時，可用制動器配合，達到準確停車。即總之，減速度階段應首先考慮自由滑行方式運轉。若用自由滑行算得的減速度值太小，可選用制動器減速，同時要控制制動力在0.3Q以內，所需制動力超過0.3Q時，考慮用電氣制動方式。減速度一般取在0.7～1m/s2之間。減速度時間：減速階段行程：式中v4——爬行速度，m/s。4、爬行階段箕斗提升的爬行距離和爬行速度可參考下表。提升方式距離h4（m）速度v4（m/s）自動控制手動控制舊式裝載設備定量裝載設備箕斗提升2.5～350.40.5爬行時間t4為：5、剎車階段剎車制動減速度一般取a5=1m/s2；此階段時間很短可以不計，若計算則：制動時間：制動距離：s，m6、等速階段等速階段行程h2：

h2=H-（h0+h1+h3+h4+h5）

等速階段時間t2

7、一次提升循環時間Tx=t1+t2+t3+t4+t5+θ式中θ——一次提升循環休止時間，s。

8、提升設備的年實際提升量及提升能力富裕系數式中An——礦井設計年產量，t/年；br——一年工作日數，一般為300日；t——一日工作時數，一般為14小時；c——提升工作不均衡系數；對于有井底煤倉的c=1.1～1.15，對于無井底煤倉的c=1.2，at——提升設備富裕系數，主提升設備對第一水平為1.2。計算出依次提升的總時間后，再根據上式進行校驗，是否滿足礦井生產量的要求。若不能滿足則應重新選取運動系統中各參數，或修改最大提升速度，然后重新計算運動中各參數。最后在坐標圖上以橫坐標為時間（s），縱坐標為速度（m/s），按一定比例繪制六階段速度圖。

控制方式距離h4（m）速度v4（m/s）自動控制2.0～2.50.4手動控制5.00.4四、提升系統動力學提升系統動力學是研究和確定在提升過程中，滾筒圓周上拖動力的變化規律，為驗算電動機容量及選擇電氣控制設備提供依據。提升設備的動力學計算和繪制力圖，主要依據動力學方程式，對提升系統力的變化作定量分析。各類提升系統的動力學計算方法大致相同，現在只以無尾繩箕斗提升，即六階段速度圖為例，介紹動力學計算的基本方法。對于單繩纏繞式無尾繩提升設備，動力方程式為F=KQ+p（H-2x）+∑ma將提升速度圖中各階段的行程、相應的加速度和減速度代入上式中，就可以計算出提升過程中各階段的拖動力。1、初加速度階段（1）初加速度開始，x=0，t=0，a=a0F0=KQ+pH+∑ma0（2）初加速度終了，x=h0，t=t0，a=a0Fˊ0=KQ+p（H-2h0）+∑ma0=F0-2ph02、主加速度階段（1）主加速度開始：x=h0，t=t0，a=a1F1=KQ+p（H-2h0）+∑ma1=Fˊ0+∑m（a1-a0）（2）主加速度終了，x=h0+h1，t=t0+t1，a=a1Fˊ1=KQ+p（H-2h0-2h1）+∑ma1=F1-2ph1

3、等速度階段（1）等速度開始：x=h0+h1，t=t0+t1，a=0F2=KQ+p（H-2h0-2h1）=Fˊ1-∑ma1（2）等速度終了：x=h0+h1+h2，t=t0+t1+t2，a=0Fˊ2=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2）=F2-2ph24、減速度階段（1）減速度開始：x=h0+h1+h2，t=t0+t1+t2，a=-a3F3=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2）-∑ma3=Fˊ2-∑ma3（2）減速度終了：x=h0+h1+h2+h3，t=t0+t1+t2+t3，a=-a3Fˊ3=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2-2h3）-∑ma3=F3-2ph35、爬行階段（1）爬行開始：x=h0+h1+h2+h3，t=t0+t1+t2+t3，a=0F4=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2-2h3）=Fˊ3+∑ma3（2）爬行終了：x=h0+h1+h2+h3+h4，t=t0+t1+t2+t3+t4，a=0Fˊ4=KQ+p（H-2h0-2h1-2h2-2h3-2h4）=F4-2ph46、剎車制動階段（1）剎車開始：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）剎車終了：x=H，t=t0+t1+t2+t3+t4+t5，a=-a5Fˊ5=KQ+pH-∑ma5=F5-2ph5

坐標圖上（橫坐標為時間（s），縱坐標為力F（N））繪制力圖（圖6—21）。在圖中確定所計算力值的位置，應與速度圖橫坐標各階段的時間相對應，并將每階段首末兩點連成直線即成力圖，實際上力在加、減速度階段的變化呈拋物線，近似成直線其誤差很小，是允許的。把力圖和速度圖繪制在一起，就是提升工作圖（圖6—21）。五、電動機容量驗算及提升電耗計算（一）電動機容量驗算在提升系統的變位質量計算中，已經預選了電動機，它是否能滿足提升系統各種運動狀態下的要求，要通過對電動機溫升、過負荷能力和特殊力等條件驗算才能確定。1、按電動機溫升條件驗算電動機的額定功率是指電動機在額定負載下以額定轉速連續運轉，其繞組的溫升不超過允許值時的功率。由于在一次提升循環中，提升機滾筒圓周上的拖動力和速度是變化的。這樣就不能直接按某一時間的負載和轉速計算電動機功率。但是電動機在長時間運轉過程中是否過負荷的標志是其溫升，若電動機在變化負荷下運轉時的溫升與其在某一固定負荷下運轉時的溫升相等，就可以用這個固定力作為驗算電動機功率的依據，這個力稱為等效力Fd。影響電動機溫升的條件除了產生的熱量外，還有散熱條件，而散熱條件又與電動機轉速等因素有關。如高速運轉時其冷卻風流散熱較低速時好些。考慮到散熱因素，計算電動機容量時不以實際時間計算，而以等效時間計算。等效力為，N式中可作簡單計算，對于箕斗提升六階段力圖可計算為：

在計算上式中，減速階段的拖動力是否計入，與減速方式有關。自由滑行減速或機械制動減速時，由于電網與電動機已經斷開，電動機不再發熱，則F3、F`3的值不應計入；若采用電動機減速制動方式時，其力值應計入，這是由于此時電動機內有電流通過而產生熱量的緣故；當采用動力制動時，應將F3、F`3與分別乘以1.4和1.6的系數，再進行計算，系數1.4和1.6是考慮到動力制動時，力與電流之比值與電動機運轉方式不同，因為此時電動機定子為兩相通入直流電的緣故；對于爬行階段，若采用微機拖動，也不應計入其力值。最后的剎車制動階段，一般均采用機械制動，所以力值不計算在上式中。其中α——低速運行時散熱不良系數，α=1/2；β——停機散熱不良系數，β=1/3。電動機的等效功率為，KW電動機的溫升條件是2、按正常運行時電動機過負荷能力驗算式中λ——電動機的過負荷系數，可由電動機規格表查得。N——所選電動機作用于滾筒上的額定力。3、按特殊過負荷能力驗算式中Ft——作用在滾筒纏繞圓周上的特殊力，在下列情況下產生特殊力。，N，N

（2）在更換水平或調節繩長打開離合器作單鉤提升空容器時式中μ——動力附加系數取1.05～1.1。（二）提升設備的電耗及效率電耗和效率是提升設備的主要經濟指標。1、一次提升電耗W（焦/次）

式中1.02——提升附屬設備（如潤滑油泵、制動油泵、磁力站、動力制動電源裝置等）的耗電系數。

上式中，在自由滑行減速或機械制動減速時，F3、F`3的值不應計入；只有在電動機減速或其他電氣制動減速時，則該階段的力值均應計算。爬行階段當采取電動機轉子加入大量電阻時，則按上式計算；若采用微拖動或低頻爬行時，應將

換為

其中

0.8是考慮微拖動裝置或低頻機組的效率，

稱為折算系數，是因為此時提升機運行在微拖動電機或低頻機組的自然特性曲線上。2、提升設備的噸煤電耗

3、年電耗W年=WtAn4、一次提升有益電耗Wy=1000mgH5、提升設備的效率，（焦/噸）§6—6礦井提升設備的選擇計算

4、礦井若有兩個水平，且分前后期開采時，提升機、井架等大型固定設備要按照最終水平選擇。提升容器、鋼絲繩和提升電動機根據實際情況也可以按照第一水平選擇，待井筒延深至第二水平時，再更換。對于新礦井如沒有什么特殊要求，可參照《定型成套設備》的規定確定提升方式，并盡量選用定型設備。但因各個礦井具體情況不同，副井提升量也不一致，因此，可結合具體條件計算、選擇，或驗算選用的定型成套設備。《定型成套設備》中未規定的如鋼絲繩、提升機與井筒相對位置、生產能力與耗電量等也要計算。

一、計算選擇提升機時的必要已知條件（一）計算選擇主井提升機時的必要已知條件1、礦井年產量An（噸/年）；2、工作制度：年工作日數、日工作小時數；3、礦井開采水平數，各水平井深，及各水平服務年限；4、卸載水平與井口的高差，裝載水平與井下運輸水平的高差；5、井筒尺寸、井筒中布置的提升設備套數、井筒附近地形圖；6、散煤密度（噸/米3）。二、選擇計算步驟（一）提升容器的選擇1、確定合理提升速度2、確定一次提升量一次提升時間的估算：

，s表一箕斗休止時間箕斗規格6噸以下8～9噸12噸16噸20噸休止時間（s）810121620罐籠型式單層裝車罐籠雙層裝車罐籠進出車方式兩側進出車同側進出車一個水平進出車兩層同時進出車每層礦車數1211212礦車規格1

1.5

3休止時間（s）12

13

1515

17

-35

-

-30

32

3636

40

-17

18

2020

22

-一次提升量估算：（二）提升鋼絲繩的選擇（三）提升機的選擇1、滾筒直徑2、滾筒寬度提升機強度校核

（四）提升機與井筒相對位置1、天輪直徑2、井架高度3、滾筒中心至井筒鋼絲繩之間的水平距離4、鋼絲繩的弦長5、鋼絲繩的偏角6、滾筒下繩的出繩角（五）提升系統的變位質量計算（六）確定運動各參數（七）各階段拖動力（八）驗算提升電動機容量（九）耗電量計算

§6—7斜井串車提升系統

一、斜井串車提升系統1、采用甩車場的單鉤串車提升圖6—22、232、采用平車場的雙鉤串車提升圖6—24、25二、斜井串車提升設備的選擇計算（一）一次提升量和串車礦車數的確定1、提升長度L=Ld+Ls+Lk2、速度圖參數的確定（1）最大提升速度《規程》規定斜井內升降人員或用礦車升降物料時，vm≤5m/s。據此，結合設計條件應首先預選提升機，確定提升機的速度vm。（2）初加速度a0≤0.3m/s2。（3）車場內速度甩車場v0≤1.5m/s，平車場v0≤1.0m/s