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多臺聯動提升機在矩型井架滑輪組提升系統的應用
發布時間：
2024-02-29
來源：
在深井提升中，鋼絲繩直徑和滾筒直徑不能無限增大，當提升機最大靜張力不能滿足要求時，設法減少原有提升容器直接作用在提升機卷筒上的靜張力，并在提升系統中增加滑輪組，可大幅提高提升系統的單次提升量。多臺提升機聯動使用，可有效緩解提升能力和擴大生產之間的矛盾，更適用于建井開拓、豎井開挖提升系統。
礦井提升系統是礦井生產中的主要設備，目前常用的礦井提升系統主要由提升機、天輪、鋼絲繩和箕斗 (罐籠) 構成。隨著礦井深度的加深，提升能力亦需要不斷增加，但鋼絲繩直徑和提升機滾筒直徑不能無限制增加。由于結構上的問題，提升機滾筒直徑和鋼絲繩直徑的增大受到限制，無法滿足深井高效生產和管理的需求。
礦井提升能力的大小和效率的高低，直接反應了礦井提升系統的單次提升能力，且提升能力的大小直接影響到礦井的生產能力。為了提高礦井提升能力和生產效率，須盡可能地提高單次提升能力，最大限度地發揮設備的性能。
針對上述情況，在提升機最大靜張力不能滿足要求時，應在原提升系統中設法減少提升容器直接作用在卷筒上的靜張力。為克服現有技術之缺陷，本公司立足礦山主井提升系統的技術創新，避免井深過大時，鋼絲繩上的應力變化過大造成鋼絲繩損傷；改進礦山主井提升系統，增加滑輪組提升，可應用于前期豎井開拓和后期礦石開采以及物料提升，有效解決提升系統單次提升能力低的問題。
1 提升系統簡介
本提升系統用于越南天然氣采集豎井工程項目，豎井用于前期巖石開挖、豎井開拓及物資輸送。礦井主井直徑為 17 m，井深 80～ 110 m；巖石開采量為120 m3/h；提升質量：機車重 40 t，工作倉重 40 t。
24臺提升機用于提升任務，其中 6臺用于提升機車 (40 t)；2臺用于提升載人罐籠 (2套)；4臺用于提升物料箕斗 (5 t，4套)；12臺用于提升作業倉吊盤、通風管道、潛水泵、鉆機等。
2 系統方案
2.1 總體設想
本提升系統包括提升機、天輪、定滑輪組、鋼絲繩和動滑輪組、箕斗、罐籠、工作倉平臺、機車平臺。提升機置于地面的提升機房內，天輪支架置于地面井架之上，支架上裝有天輪及定滑輪組，鋼絲繩纏繞在天輪、定滑輪組和提升機的鋼絲繩輪上，將定滑輪組與提升機連接在一起，構成提升結構。定滑輪組下部的鋼絲繩上裝有互相錯開的動滑輪組，用于升降可置入井筒的第一箕斗和第二箕斗、罐籠、工作倉平臺以及機車平臺；在第一箕斗和第二箕斗、罐籠、工作倉平臺、機車平臺上安裝滑輪組，鋼絲繩交錯貫穿其中，將其與動滑輪組連接在一起，構成提升容器結構。系統平面和立面圖如圖 1所示。
1,2,4,5.提升機 3.機車平臺 6.作業平臺
圖1 提升系統布置方案
同時，本系統也進行了其他改進。
(1) 井筒內設有比原減速位置高的減速位置感應器，罐道梁多處設有聲光報警器，提升機房內裝有電氣集中控制器。
(2) 所述的鋼絲繩形成閉環，繞裝在天輪、定滑輪、動滑輪、第一箕斗和第二箕斗、罐籠、工作倉平臺、機車平臺上，通過定滑輪與提升機連接在一起，構成滑輪組提升結構。
2.2 具體方案
6臺提升機用于提升機車平臺。鋼絲繩穿過 12組井架定滑輪組和 9組機車平臺滑輪組，兩端分別連接提升機，6臺提升機同時提升或下降。
2臺提升機用于提升載人罐籠。鋼絲繩一端穿過井架定滑輪組提升罐籠，一端連接提升機，2臺提升機同時提升或下降。
4臺提升機用于提升箕斗。鋼絲繩一端穿過井架定滑輪組提升箕斗，一端連接提升機，4臺提升機同時提升或下降，用于升降物料及通風管道、水泵、鉆機等輔助設備。
12臺提升機用于提升作業倉吊盤。每邊 6臺提升機，鋼絲繩穿過 12組井架定滑輪組和 8組作業倉平臺滑輪組，兩端連接提升機，12臺提升機同時提升或下降。
3 提升系統實施方式
24臺提升機可實現同時提升或下降，實現全自動化電氣控制和盤形制動器液壓制動。以提升機車平臺為例，其自動化控制過程如下：主回路過流及過、欠電壓保護，變頻器輸入、輸出缺相保護，深度指示器斷軸保護，減速點后備保護，井口限速保護，錯向保護，二級制動解除保護，等速段、減速段超速保護，開車與打點信號互鎖保護等 12種自動化保護；采用變頻器調速，實現無級變頻調速，速度穩定且連續可調。
提升機啟動后，帶動鋼絲繩纏繞運轉，從而帶動第一箕斗和第二箕斗及罐籠、工作倉平臺、機車平臺在井筒內做交替上下運動。以箕斗提升例，當每一個箕斗口部運動到對應的定量出口鋼板處，開始向箕斗內裝料，物料裝滿后，由提升機將箕斗拉出井筒，進行卸料；與此同時，另一個箕斗深入井下定量出口鋼板處開始裝料，依次循環裝卸工作，從而將物料從井筒內運出。如圖 2所示。
圖2 箕斗提升示意
4 滑輪組系統
定滑輪不省力，但可以改變力的方向，動滑輪不能改變力的方向，但省力，使用滑輪組可很好地解決施工現場提升量超負荷的問題。若使用滑輪組提升，承擔重物的繩子段數為 n，則提升物料的質量增大 n倍；利用滑輪組多組配合，可以使移動的距離為物體上升高度的 n 倍。增加滑輪組提升，改變提升系統的運行速度、曲線及系統的減速位置，有效提高了提升系統的生產效率。該工程現場使用 3排滑輪組，每排有 3個動滑輪、6段繩，4個定滑輪，鋼絲繩兩端分別連接 2臺提升機負責提升或下降。提升滑輪組系統3排 6段繩，工作能力提高 18倍。
5 結語
該提升系統可用于礦井主井開拓、豎井開采，可有效解決提升機卷筒直徑和鋼絲繩直徑過大，鋼絲繩曲率半徑過大，提升周期長，裝卸載時間長，單次提升量小等問題。
增加滑輪組提升，結構簡單，安裝使用方便，可大幅提高提升能力，有效緩解了提升能力和生產能力之間的沖突問題，保障生產的順利進行。
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