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矿井运输与提升竖井单绳提升

		点击数：	更新时间： 2022年08月28日
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第七章  竖井单绳提升
按用途分主井提升系统和副井提升系统，前者专门提升矿石，后者提升废石、升降人员、运送材料和系统等。
按提升机类型分单绳提升系统和多绳提升系统。
按井筒倾角分竖井提升系统和斜井提升系统。
按提升容器分罐笼提升系统和箕斗提升系统。
按拖动装置分交流提升系统和直流提升系统。 
按提升系统的平衡分不平衡提升系统和平衡提升系统。 
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矿井提升系统的分类：
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     提升系统的主要作用是在井筒中实现物流和人流的运输，是联系井上、井下的咽喉要道，担负着矿石和废石的提升、人员和设备的升降以及材料的下放，提升系统选择的正确与否直接影响到矿山的生产能力。
第七章   竖井单绳提升
竖井是矿山提升系统的咽喉。
作用：把井下的矿石和废石经井筒提升到地面；下放材料；在地面与井底之间升降人员、设备等。
竖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，天轮和井架以及装卸载附属装置等。
常用的提升容器是罐笼和箕斗。见图7-1、图7-2。
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7.1 概述
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图7-1  竖井单绳双罐笼提升设备示意图
1—提升机；2—提升钢丝绳；3—天轮；4—井架；5—罐笼；6—矿车
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图7-2  单绳缠绕式箕斗提升系统示意图
1—提升机卷筒；2—天轮；3—井架；4—箕斗；5—卸载曲轨；6—地面矿仓；7—提升钢丝绳；8—翻车机；9—井底矿仓；10—给矿机；11—装载设备
矿井提升用的容器是直接装运矿石、废石、人员、设备及材料的工具。
金属矿山采用的提升容器有罐笼、箕斗、矿车、吊桶四种。
竖井提升常用罐笼和箕斗；
斜井提升常用矿车串车和箕斗；
吊桶则仅用于竖井开凿和井筒延深。
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7.2 提升容器
     罐笼可供提升矿石、废石、人员、材料和设备之用。故它既可用于主井提升，也可用于副井提升，是一种多用途提升容器。
     罐笼按层数分为单层、双层和多层罐笼。
     与箕斗相比井下及井口不需设置矿仓，井架高度小。其缺点是自重较大，要求的电动机功率较大，能耗较高，效率较低，进出车机械化程度低，劳动强度大 。
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7.2.1 罐笼
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（一）罐笼的结构
它由以下主要部分组成。
（1）罐体：用槽钢或角钢焊接或铆接的金属框架。
（2）悬挂（连接）装置：悬挂装置的用途是将罐笼与钢丝绳连接起来。 一般采用双面夹紧自动调位楔形绳卡连接装置 。
（3）导向装置（罐耳）：见图7-4，罐耳有滑动的和滚动的。罐笼借助罐耳沿着装在井筒中的罐道运行。罐道有木质的、钢轨和型钢组合的及钢丝绳的三种。 
（4）罐笼的安全装置： 目前采用的主要是制动绳防坠器。
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图7-3  单绳单层普通罐笼结构图
1—提升钢丝绳；2—双面夹紧楔形环；3—主拉杆；4—防坠器；5—橡胶滚轮罐耳；6—淋水棚；7—横梁；8—立柱；9—钢板；10—罐门；11—轨道；12—阻车器；13—稳罐罐耳；14—罐盖；15—套管罐耳（用于绳罐道）
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图7-4(a)  罐道与罐耳
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图7-4（b）钢丝绳罐道
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图7-4（c）钢丝绳罐道
（4）防坠器
    防坠器是在提升容器因钢丝绳、连接装置等断裂发生意外时，能使提升容器立即卡在罐道上而不是坠落的装置。
    竖井用防坠器一般由开动机构、传动机构、抓捕机构和缓冲机构等四个部分组成。
   根据防坠器的使用条件和工作原理，防坠器可以分为木罐道切割式防坠器、钢轨罐道摩擦式防坠器和制动绳摩擦式防坠器。 
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图7-4(e)  防坠器抓捕机构
1—弹簧；2—滑楔；3—主拉杆；4—横梁；5—连扳；6—拔杆；7—制动绳；8—导向套
图7-4(d)  防坠器抓捕机构
1—锥形杯；2—导向套；3—圆木；4—缓冲绳；5—缓冲器；6—连接器；7—制动绳；8—抓捕器；9—罐笼；10—拉紧装置
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（二）罐笼的承接装置
      在井底、井口车场及中段车场，为了便于矿车出入罐笼，需设置罐笼的承接装置。承接装置可分为下列三种形式：
（1）承接梁。承接梁是一种最简单的承接装置 
（2）托台（罐座）。托台是一种利用其活动托爪承接罐笼的机构，平时靠平衡锤使托爪处于打开位置，操纵手柄可使托爪伸出。停罐时，伸出托爪，再将罐笼下放至托爪上。当下放罐笼时，要求先将罐笼提至某一位置，收回托爪，然后继续下放。
 （3）摇台。摇台是由能绕轴转动的两个钢臂组成。图7-5所示。 
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图7-5(a)  摇台
1—钢臂；2—手把；3—动力缸；4—配重；5—轴；6—摆杆；7—销子；8—滑车；9—摆杆套；10—滚子
       过去设计的矿井，一般井口用罐座，井底用承接梁，中间中段用摇台。但在新设计的矿井中不采用罐座和承接梁，而采用摇台。
（二）罐笼的承接装置
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图7-5(b)  摇台实景图
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图6-5(c)  摇台实景图
使用钢丝绳罐道的罐笼，用摇台作承接装置时，为防止罐笼由于进出时的冲击摆动过大，在井口和井底需专设一段刚性罐道，利用罐笼上的罐耳进行稳罐。在中间中段因不能安设刚性罐道，必须设置中间中段的稳罐装置。
稳罐装置可采用气动或液动专门设备，当罐笼停于中间中段时，稳罐装置可自动伸出凸块将罐笼抱稳。
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（三） 稳罐设备
（一）箕斗
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7.2.2 箕斗及其装载装置
箕斗只能用来提升矿石和废石。当一个矿山须装设两套提升设备时，主井一般采用箕斗提升，副井则用罐笼提升。
竖井使用的箕斗按结构不同分为翻转式、底卸式和侧卸式三种。图7-6为底卸式箕斗。
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图7-6 单绳箕斗
1-楔形绳环；2-框架；3-可调节溜矿板；4-斗箱；5-闸门；6-连杆；7-卸载滚轮；8-套管罐耳；9-钢轨罐道罐耳；10-扭转弹簧；11-罩子；12-联接装置
（一）箕斗
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7.2.2 箕斗及其装载装置
箕斗只能用来提升矿石和废石。当一个矿山须装设两套提升设备时，主井一般采用箕斗提升，副井则用罐笼提升。
竖井使用的箕斗按结构不同分为翻转式、底卸式和侧卸式三种。图7-6为底卸式箕斗。
金属矿山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。
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7.2.2 箕斗及其装载装置
      箕斗装载装置是指从井下矿仓向箕斗装载原矿的中间贮装与计量装置，对装载装置的要求是定量、定时、准确和快速地装载。
      目前竖井装载设备主要有两种型式： 
（1）箱式箕斗装载装置，见图7-7；
（2）输送机式箕斗装载装置，见图7-8。
（二） 箕斗装载装置
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图7-7  竖井箕斗定量装载设备
1—斗箱；2—控制缸；3—拉杆；4—闸门；5—溜槽；6—压磁测重装置；7—箕斗
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图7-8  定量输送机装载设备示意图
1—矿仓；2—输送机；3—活动过渡溜槽；4—箕斗；5—中间溜槽；6—负荷传感器；7—矿仓闸门
（二） 箕斗装载装置
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7.2.2 箕斗及其装载装置
      箕斗卸载装置与箕斗的装卸方式有关：翻转式箕斗多采用固定式曲轨卸载，底卸式多采用由汽缸或液压缸带动的活动直轨卸载。
    翻转式箕斗的卸载过程会在井架上产生大的反作用力，且所需行程较长，因此，底卸式箕斗在金属矿山应用广泛。
（三） 箕斗卸矿装置
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翻转式箕斗卸载                                 底卸式箕斗卸载
平衡锤用于单罐笼或单箕斗提升系统中，其作用是平衡提升载荷，减少提升钢丝绳对卷筒的静拉力差，以减少提升电动机容量。 
平衡锤由框架和放在框架上的若干块重块组成。见图7-9。
平衡锤提升优点：要求井筒断面小，井底及井口设备简单，工作灵活便于多中段提升。 
平衡锤提升缺点：提升高效率低。要达到与双容器相等的提升能力，必须加大提升量。 
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7.2.3 平衡锤
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图7-9  竖井平衡锤
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，因而使提升机尺寸及电动机功率增大，提升效率也较低。
因此，在大中型矿山中，常把罐笼作为副井提升容器。但在小型矿山中，罐笼常被用作矿石提升容器。
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7.2.4 提升容器的选型
与罐笼相比，箕斗的优点是：
自重小；
井筒断面小；
无需增加井筒断面就能在井下使用大型矿车；
装卸载时间少，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；
不能运送人员及材料，必须另设辅助提升设备。
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7.2.4 提升容器的选型
通常有色金属矿山日产为700t左右、井深为300m上下时，多采用罐笼提升；日产超过1000t、井深大于300m时，多采用箕斗提升。
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；
箕斗提升容易使矿物粉碎，易碎矿物则用罐笼提升较好；
提升方式的选择与地面生产系统布置有关，若碎矿部分靠近井口，则用箕斗提升为宜，以减少地面运输环节。 
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7.2.4 提升容器的选型
（一） 小时提升量
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7.2.5 提升容器规格的选择
（7-1） 
式中   As——小时提升量，t/h；
          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，t/a；
       tr——年工作天数，矿山非连续工作制时取tr=306d/a；连续工作制时取tr=330d/a；
       ts——每天工作小时数（按三班作业计），h/d。
      箕斗提升：提一种矿石时，不超过取19.5h；提两种矿石时，取18h；
      罐笼提升：作主井提升时，取18h；兼作主副井提升时，取16.5h；只作副井提升时，一般取15h。
      混合提升：有保护隔离措施时，箕斗与罐笼均取18h；无隔离措施时或不完善时，按单一提升时减1.5h考虑。
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（二） 箕斗规格的选择
 （1）双箕斗提升时一次提升量： 
（7-2） 
（2）单箕斗提升时一次提升量： 
（7-3） 
式中  H—最大提升高度，m；
         μ—箕斗在卸载曲轨处低速爬行的附加时间，取=10～15s；
         γ——矿石松散密度（松散容量），t/m3 
            Cm——箕斗装满系数，取Cm=0.85～0.9；
        K1——系数，其值为3.7～2.7，当H＜200m时取大值，＞600m时取小值；
        θ——箕斗装载停歇时间，见表7-1 ；
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（3）箕斗容积： 
（7-4） 
 Q′——箕斗一次提升量，t。
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（t）。 
表 7-1  箕斗装载停歇时间

箕斗容积(m3)	＜3.1	＜3.1	3.1~5	≤8
漏斗类型
停歇时间(s)	计量
8	不计量
18	计量
10	计量
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（二） 箕斗规格的选择
     当罐笼作为主提升时，应根据主井提升所用矿车外形尺寸来选择其规格，一般选用单层罐笼，仅在产量很大时，才考虑选用双层罐笼。概算罐笼所能完成的小时提升量时，仍用（7-2）和（7-3）式，此时式中的μ=0，装卸矿车停歇时间见表7-2。
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（三） 罐笼规格的选择
表 7-2  装卸矿车停歇时间

矿车容积
（m3）	推车方式	单层普通罐笼	单层普通罐笼	单层普通罐笼	双层普通罐笼	双层普通罐笼	双层普通罐笼

矿车容积
（m3）	推车方式	双面车场	双面车场	单面车场	双面车场	双面车场	单面车场

矿车容积
（m3）	推车方式	单车	双车	单车	单车	单车	双车
≤0.75
0.75
1.2~1.6
2~2.5	人力
推车机
推车机
推车机	15
15
15
20	20
20
20	30	65	35
35
35
45	20
20
20
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       同时应注意：
当罐笼作为副提升时，一般应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45min内（特殊情况可按60min考虑）将一班人员升降完毕。升降人员的停歇时间为：单层罐笼取（nr+10）s；双层罐笼取（nr+25）s，nr为一次乘罐人数。当单面车场无人行绕道时，停歇时间应增加50%。
对于副井提升，还要根据提升废石、下放材料、运送设备的工作量和非固定任务等作出罐笼每班提升平衡时间表。若单层罐笼不能满足升降人员的时间要求，或辅助工作量大而平衡表的总时数超过规定时，可考虑采用双层罐笼。
（三） 罐笼规格的选择
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7.3 提升钢丝绳
      提升钢丝绳的作用是悬吊提升容器并传递提升机运转时的动力，使容器沿井筒做上下直线运动。钢丝绳是矿山提升设备的一个重要组成部分，它对矿井提升的安全和经济运转起着重要作用。
    提升钢丝绳作为一种易损部件和消耗性材料，直接关系到生产安全。因此钢丝绳的选用应首先考虑产品的使用寿命、安全性和可靠性。
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7.3 提升钢丝绳
      选用和使用钢丝绳时，应注意如下问题：
（1）根据不同的用途、设备和使用环境条件，科学合理地选择其品种和结构；
（2）选择综合力学性能优良和捻制质量优异的产品，确保其抗拉强度均匀、韧性值高、柔韧性好、捻制均匀、尺寸稳定等；
（3）应正确装卸和储存钢丝绳；
（4）正确安装、使用和维护钢丝绳。
7.3.1 提升钢丝绳的结构	
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7.3 提升钢丝绳
     钢丝绳是由若干根钢丝（直径在0.4~4mm之间 ）按一定捻向绕股芯捻成股，再由若干股按一定捻向绕绳芯捻制成绳。
     （1）钢丝
      钢丝是构成绳芯、绳股乃至钢丝绳的最基本原件，由原料（盘条）经冷拉制成。
      按截面形状可分为圆形和异形钢丝；按钢丝绳性能要求可分为重要用途和一般用途钢丝；按表面状态分为光面和镀锌钢丝。
7.3.1 提升钢丝绳的结构	
42
（2）股
     股是由钢丝围绕股芯按照一定的规则捻制
而成的螺旋状结构，是构成钢丝绳的单元元件。
     股芯一般由钢丝、天然纤维或合成纤维构成。
（3）绳芯
     绳芯有金属绳芯、石棉芯、合成纤维芯及有机芯四种。
     绳芯的作用：① 减少钢丝之间的挤压变形和接触应力；
            ② 使钢丝绳富有弹性，抗冲击和缓和弯曲应力；
            ③ 贮存润滑油，防止内部锈蚀和减少丝间摩擦。
单绕绳：由钢丝直接捻制成绳，没有绳股，适宜作静止的拉索 。
双绕绳：先由丝捻成股，再由股捻成绳，适宜作提升用绳。 
三绕绳：由丝捻成股，由股捻成细绳，再由细绳捻成粗绳，多用作钢索桥梁。 
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（一） 按钢丝绳绕制次数分
7.3.2 钢丝绳的分类	
钢丝绳按其不同的特征有不同的分类方法。
按由股捻成绳的捻向分
    左螺旋方向捻成的叫左捻钢丝绳（或S捻）。右螺旋方向捻制的叫右捻钢丝绳（或Z捻）。 
按捻法分
    丝在股中的捻向与股的绳中的捻向相同的叫同向捻钢丝绳；两种捻向相反的叫交互捻钢丝绳。
    同向捻钢丝绳比较柔软，表面光滑，与绳轮接触面积大，弯曲应力小，使用寿命较长，断丝易发现，多用作提升绳。这种绳稳定性差，易打结。
    交互捻特点与之相反，常用作斜井串车提升绳。
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（二）按捻向分
点接触型：这是普通钢丝绳，股内钢丝直径相等，内外各层钢丝之间呈点接触状态，丝间接触应力很高，易磨损，易断丝，耐疲劳性能差。 
线接触型：多用不同直径的钢丝捻制，在各层间钢丝呈平行状态且为线接触，这种钢丝绳无二次弯曲现象，绳结构紧密，金属断面利用系数高，使用寿命长。 
面接触型：将线接触型的绳股经特殊挤压加工，使钢丝产生塑性变形而呈面接触状态，然后捻制成绳。
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（三）按股中钢丝接触情况分
圆股
    这种钢丝绳易制造，价格低，矿井提升应用最多。圆股钢丝绳共有6×7、6×19、6×37、8×19、8×37、18×7、18×19、34×7、35W×7九种类型。
异形股
    绳股断面为三角形或椭圆形，强度比圆股绳高，承压面积大，外层钢丝磨损小，抗挤压。使用寿命长。
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（四）按绳股断面形状分
多层股不旋转钢丝绳
    这种钢丝绳具有两层或三层股，各层绳股在绳中以相反方向捻制。因而绳的旋转性小，多用作尾绳和凿井提升钢丝绳。
密封钢丝绳
    在中心钢丝绳周围呈螺旋状缠绕着一层或多层圆钢丝，其外面由一层或数层异形钢丝捻制而成的钢丝绳。多用作罐道绳。
扁钢丝绳
    其断面形状为扁矩形，手工编织。这种绳柔软、运行平稳，适用于作尾绳，但制造复杂，生产效率低，价格高。
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（五）特种钢丝绳
钢丝绳标记代号

18 NAT 6×19S+NF  1770  SS 189 119 GB8918
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钢丝绳直径18mm
钢丝绳为光面钢丝
西鲁钢丝绳+天然纤维芯
钢丝绳拉伸强度1770MPa
钢丝绳左同向捻
钢丝绳最小破断拉力189kN
单位长度质量为119kg/100m
（一）钢丝绳的选择
提升钢丝绳在使用过程中强度下降的主要因素是磨损、锈蚀和疲劳断丝，但由于金属矿山竖井的具体条件不同，起主要作用的因素也不同，因此按其使用条件不同进行选择：
（1）当竖井淋水大、酸碱度高和作为出风井的井筒时，为减少锈蚀，以选用镀锌钢丝绳为宜；
（2）在钢丝绳磨损严重的矿井中，宜选用线接触、异型股外丝粗，和面接触钢丝绳；
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7.3.3 单绳缠绕式竖井提升钢丝绳的选择计算
（3）以疲劳断丝为损坏主因时，应优先选用异型钢丝绳或线接触钢丝绳（充填式为好）；
（4）一般竖井或斜井箕斗提升用同向捻好；多绳摩擦提升用左右捻各半；斜井串车用交互捻；单绳缠绕多为右旋；
（5）凿井提升用绳，应选用多层股不旋转钢丝绳，如挤压严重，可选用金属绳芯钢丝绳或面接触钢丝绳；
（6）温度很高或有明火的废石场等处的提升绳，可选用带金属绳芯的钢丝绳。
选用钢丝绳的捻向应与其在滚筒上缠绕的螺旋线方向一致，使其在缠绕时不致松动。
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（一）钢丝绳的选择
提升钢丝绳在工作中的受力是非常复杂的。直至目前，尚无既简便又能综合反映上述应力的计算方法，因此，提升钢丝绳的计算仍是按安全规程规定，按钢丝绳最大静负荷并采用较大的安全系数进行的。
安全规程规定：钢丝绳的安全系数，即钢丝绳内所有钢丝破断力之和与钢丝绳最大静负荷（包括绳的自重）之比。
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（二）钢丝绳的计算
安全规程规定提升钢丝绳的安全系数为：
单绳提升时：
专门提人时不应小于 9 ；同时提人和物料时，提物料不应小于7.5，提人不应小于 9 ；专提物料时不应小于6.5。
多绳摩擦式提升钢丝绳：
专门提人时不应小于 8 ；同时提人和物料时，提物料不应小于7.5，提人不应小于 8 ；专提物料时不应小于 7 ；作罐道或防撞绳用时不应小于 6 。
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（二）钢丝绳的计算
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       如图7-10所示，钢绳的最大静负荷在A点，其值为：
图7-10  钢丝绳计算图
（7-5） 
H0—钢绳的最大悬垂长度，m；
对于罐笼提升： 
对于箕斗提升：
       hja井架高度，在井架高度未确定之前，计算时可采用：罐笼提升取15～25m；箕斗提升取30～35m；
       hZ箕斗装载高度，取20～30m 。
（二）钢丝绳的计算
54
γ为钢丝绳的平均密度，一般取0.09N/cm3。
σb为钢丝绳的抗拉强度，一般取170000N/m2。
（7-6） 
（二）钢丝绳的计算
55
钢丝绳安全系数验证公式
Qd—所选标准钢丝绳的所有钢丝破断力之和，N。
       根据p′值，从纲丝绳规格表中选择与p′值靠近的标准钢丝绳，查出它的每米重量，然后验算安全系数。
7.4  矿井提升机及天轮
矿井提升机
缠绕式提升机
单绳缠绕
单卷筒
可分离单卷筒
双卷筒
多绳缠绕
摩擦式提升机
单绳摩擦
塔式
落地式
多绳摩擦
塔式
落地式
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根据矿井提升机工作原理和结构的不同，可分为如下类型：
工作原理
将两根提升钢丝绳的一端以相反的方向分别缠绕并固定在提升机的两个卷筒上；另一端绕过井架上的天轮与两个提升容器连接。
当卷筒由电动机拖动以不同的方向转动时，可将提升钢丝绳分别在两个卷筒上缠绕和放松，以达到提升或下放容器，完成提升任务的目的。
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一、绳缠绕式提升机
单绳缠绕式提升机可分为单卷筒和双卷筒两种。
单卷筒提升机：一般用于产量较小的斜井或开凿井筒时作单钩提升。
双卷筒提升机 ：一般用于双钩提升。两个卷筒与轴的连接方式不同：其中一个卷筒通过楔键或热装与主轴固接在一起，称为固定卷筒，又称为死卷筒；另一个卷筒滑装在主轴上，通过离合器与主轴连接，故称之为游动卷筒，又称为活卷筒。
JK型双卷筒提升机主要由主轴装置、制动装置、减速器和联轴器、深度指示器等组成。如图7-11所示。
58
一、单绳缠绕式提升机
59
图7-11  JK型双筒提升机示意图
1—卷筒；2—主轴；3—调绳装置；4—主轴承；5—润滑油站；6—圆盘深度指示器传动装置；7—弹簧联轴器；8—电动机；9—减速器；10—测速发电机装置；11—齿轮联轴器；12—盘式制动器；13—斜面操纵台；14—圆盘深度指示器；15—液压站；16—牌坊式深度指示器；17—司机座椅
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双卷筒卷扬机
61
双卷筒卷扬机
主轴装置  提升机的主轴装置包括卷筒、主轴、主轴承，在双卷筒提升机（或可分离式单筒提升机）中还包括调绳离合器。 
减速器  电动机与主轴必须通过减速器减速相联。
制动装置   用途 ：正常停车，即提升机停止工作时可靠地闸住提升机；工作制动，即在减速阶段下放重物时，对提升机加以制动，使提升机减速或限制下放速度；安全制动，当发生紧急事故时迅速闸住提升机；更换提升水平时，闸住提升机的活卷筒。它由制动器和传动机构组成。 
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一、单绳缠绕式提升机
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深度指示器
深度指示器的主要作用是给提升机司机指示提升容器在井筒中的位置；当容器接近井口车场时发出减速信号；当容器过卷时，打开装在深度指示器上的终点开关，切断保护回路，进行安全制动。
深度指示器主要形式有机械牌坊式、圆盘式和数字式三种。
机械牌坊式深度指示器
一、 单绳缠绕式提升机
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圆盘式深度指示器
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卷扬机操作台（数字式深度指示器）
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井口总信号台的监控设备
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二、天轮
天轮由轮缘、轮辐和轮毂组成。轮毂用键固定在轴上。如图7-13。 
天轮直径的选择与提升机卷筒直径的选择相同。
图7-13  天轮
 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3.5m以下的天轮常采用铸造辐条式的；直径大于4m的天轮，为了制造、安装和运输的方便常采用型钢装配式的。
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三、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丝绳在卷筒缠绕时产生的弯曲应力较小为原则。 
地面提升设备： 
井下提升设备： 
按计算的D值，选择提升机的标准卷筒直径。
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（2）卷筒宽度
         卷筒宽度应根据需要容纳的钢丝绳总长度来确定。 
① 双卷筒提升机每个卷筒的宽度
      单层缠绕时：
（7-7） 
式中： H——最深中段的提升高度，m。
Ls——供试验用的钢绳长度，取20~30m。
ε——钢丝绳绳圈之间的间隙，取2～3mm； 
70
对于罐笼提升： 
对于箕斗提升： 
—矿井深度； 
—箕斗装载高度，即井底车场水平至装载箕斗底座间的距离，一般取20～30m；
—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15～25m。 
      根据计算的值选择标准提升机。如果标准提升机宽度不够，可另选直径较大的提升机，或在允许情况下作多层缠绕。安全规程规定，竖井提升人员的卷筒只准单层缠绕，专提升物料的卷筒允许多层缠绕。
（2）卷筒宽度
式中：
71
多层缠绕时： 
（7-8） 
——缠绕层数； 
——平均缠绕直径， 
 ② 单卷筒作双钩提升时的卷筒宽度
（7-9） 
（2）卷筒宽度
72
如验算通不过，则应选择具有较大静拉力和静拉力差的提升机。
（7-10） 
（7-11） 
（3）提升机最大静拉力及最大静拉力差的验算 
       为了保证提升机有足够的强度，还应验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（      ）及最大静拉力差（    ）都不应超过提升机规格表中规定的数值。
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（4）确定提升机的标准速度
       依据生产能力所需的提升速度及滚筒直径，最大静拉力、最大静拉力差等参数选择提升机型号，然后在提升机规格中选出提升机的标准速度。
74
（7-12） 
（5）电动机预选
       矿井提升及的电力拖动形式采用直流或交流拖动，进行方案的技术经济比较后确定。以下按交流拖动计算：
式中：N’——预选电动机功率，kw；
         K——井筒阻力系数，箕斗取1.05~1.15；罐笼取1.1~1.25；
         v——最大提升速度，m/s；
         ρ——电动机功率储备系数，取1.05~1.10；
         η——减速器的传动效率，按厂家给定值选取，0.9~1.0。
75
7.5   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地点，可装在同一水平轴线上，如图7-14b所示，也可装在同一垂直平面内，如图7-14a所示。
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        图7-14  提升机与井筒相对位置
（a）单卷筒提升机；（b）双卷筒提升机
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       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：
（1）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。如图7-14b所示，若两个天轮位于同一水平轴线上时，则对于罐笼提升的井架高度为：
（7-12） 
7.5   提升机与井筒的相对位置
78
对于箕斗提升的井架高度为：
（7-13） 
式中    hr—容器全高；
           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缘接触时的高度），当提升速度 Vm≤3m/s时，hgj≥4m；当Vm＞3m/s时，hgj≥6m。
       如图7-14a所示，若两个天轮位于同一垂直平面内，则计算井架高度的（7-12）、（7-13）两式的右边，还要各增加hj=Dt+（1～1.5）m。hj即两天轮之间的垂直距离。
（1）井架高度
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       如图7-14所示，卷筒中心至井筒提升中心线间的水平距离，应使提升机房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：
（7-14） 
设计时，取b≥bmin，一般取20～30m。
（2）卷筒中心至井筒提升中心线间的水平距离
80
       钢丝绳的弦长为钢丝绳离开天轮接触点到钢丝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作为钢丝绳的弦长。按图7-14b布置时：
（7-15） 
（3）钢丝绳的弦长
按图7-14a布置时：
（7-16） 
（7-17） 
式中   C——卷筒中心线高出井口水平的距离，1～2m；
          S——两容器轴线之间的距离，m。
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        钢丝绳的偏角是指钢丝绳的弦与天轮平面所成的角度。其值不应大于1°30′。当钢丝绳作多层缠绕时，宜取1°10′左右。若偏角过大，除增大钢丝绳与天轮缘的彼此磨损外，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α1和内偏角α2。如图7-14b所示，对于双卷筒提升机作单层缠绕时：
（7-18） 
（4）钢丝绳的偏角
（7-19） 
式中   a—两卷筒内缘之间的距离，m。 
82
 对于双卷筒提升机作多层缠绕时，可能的最大偏角α1、α2可按下述两公式分别计算：
（7-20） 
（7-21） 
如图7-14a所示，若单卷筒提升机作双钩提升时，则只要检查最大外偏角α1，此时两天轮的垂直平面通过卷筒中心线。
（7-22） 
（4）钢丝绳的偏角
83
钢丝绳弦与水平线所成的仰角ψ不应小于提升机规格表中的规定值。ψ角一般不应小于30°，以适应井架（或斜撑）建筑的要求。由图7-14可知，实际上ψ角有两个，即上出绳仰角ψ1及下出绳仰角ψ2，一般可按下式近似计算仰角：
（7-23） 
（5）钢丝绳的仰角

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