多臺(tái)聯(lián)動(dòng)提升機(jī)在矩型井架滑輪組提升系統(tǒng)的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：

2024-02-29

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在深井提升中，鋼絲繩直徑和滾筒直徑不能無限增大，當(dāng)提升機(jī)最大靜張力不能滿足要求時(shí)，設(shè)法減少原有提升容器直接作用在提升機(jī)卷筒上的靜張力，并在提升系統(tǒng)中增加滑輪組，可大幅提高提升系統(tǒng)的單次提升量。多臺(tái)提升機(jī)聯(lián)動(dòng)使用，可有效緩解提升能力和擴(kuò)大生產(chǎn)之間的矛盾，更適用于建井開拓、豎井開挖提升系統(tǒng)。

礦井提升系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)中的主要設(shè)備，目前常用的礦井提升系統(tǒng)主要由提升機(jī)、天輪、鋼絲繩和箕斗 (罐籠) 構(gòu)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(jī)滾筒直徑不能無限制增加。由于結(jié)構(gòu)上的問題，提升機(jī)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(chǎn)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(yīng)了礦井提升系統(tǒng)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(chǎn)能力。為了提高礦井提升能力和生產(chǎn)效率，須盡可能地提高單次提升能力，最大限度地發(fā)揮設(shè)備的性能。

針對(duì)上述情況，在提升機(jī)最大靜張力不能滿足要求時(shí)，應(yīng)在原提升系統(tǒng)中設(shè)法減少提升容器直接作用在卷筒上的靜張力。為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本公司立足礦山主井提升系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新，避免井深過大時(shí)，鋼絲繩上的應(yīng)力變化過大造成鋼絲繩損傷；改進(jìn)礦山主井提升系統(tǒng)，增加滑輪組提升，可應(yīng)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(tǒng)單次提升能力低的問題。

1 提升系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本提升系統(tǒng)用于越南天然氣采集豎井工程項(xiàng)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(zhì)量：機(jī)車重 40 t，工作倉重 40 t。

24臺(tái)提升機(jī)用于提升任務(wù)，其中 6臺(tái)用于提升機(jī)車 (40 t)；2臺(tái)用于提升載人罐籠 (2套)；4臺(tái)用于提升物料箕斗 (5 t，4套)；12臺(tái)用于提升作業(yè)倉吊盤、通風(fēng)管道、潛水泵、鉆機(jī)等。

2 系統(tǒng)方案

2.1 總體設(shè)想

本提升系統(tǒng)包括提升機(jī)、天輪、定滑輪組、鋼絲繩和動(dòng)滑輪組、箕斗、罐籠、工作倉平臺(tái)、機(jī)車平臺(tái)。提升機(jī)置于地面的提升機(jī)房?jī)?nèi)，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(jī)的鋼絲繩輪上，將定滑輪組與提升機(jī)連接在一起，構(gòu)成提升結(jié)構(gòu)。定滑輪組下部的鋼絲繩上裝有互相錯(cuò)開的動(dòng)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(tái)以及機(jī)車平臺(tái)；在第一箕斗和第二箕斗、罐籠、工作倉平臺(tái)、機(jī)車平臺(tái)上安裝滑輪組，鋼絲繩交錯(cuò)貫穿其中，將其與動(dòng)滑輪組連接在一起，構(gòu)成提升容器結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)平面和立面圖如圖 1所示。

1,2,4,5.提升機(jī) 3.機(jī)車平臺(tái) 6.作業(yè)平臺(tái)

圖1 提升系統(tǒng)布置方案

同時(shí)，本系統(tǒng)也進(jìn)行了其他改進(jìn)。

(1) 井筒內(nèi)設(shè)有比原減速位置高的減速位置感應(yīng)器，罐道梁多處設(shè)有聲光報(bào)警器，提升機(jī)房?jī)?nèi)裝有電氣集中控制器。

(2) 所述的鋼絲繩形成閉環(huán)，繞裝在天輪、定滑輪、動(dòng)滑輪、第一箕斗和第二箕斗、罐籠、工作倉平臺(tái)、機(jī)車平臺(tái)上，通過定滑輪與提升機(jī)連接在一起，構(gòu)成滑輪組提升結(jié)構(gòu)。

2.2 具體方案

6臺(tái)提升機(jī)用于提升機(jī)車平臺(tái)。鋼絲繩穿過 12組井架定滑輪組和 9組機(jī)車平臺(tái)滑輪組，兩端分別連接提升機(jī)，6臺(tái)提升機(jī)同時(shí)提升或下降。

2臺(tái)提升機(jī)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(jī)，2臺(tái)提升機(jī)同時(shí)提升或下降。

4臺(tái)提升機(jī)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(jī)，4臺(tái)提升機(jī)同時(shí)提升或下降，用于升降物料及通風(fēng)管道、水泵、鉆機(jī)等輔助設(shè)備。

12臺(tái)提升機(jī)用于提升作業(yè)倉吊盤。每邊 6臺(tái)提升機(jī)，鋼絲繩穿過 12組井架定滑輪組和 8組作業(yè)倉平臺(tái)滑輪組，兩端連接提升機(jī)，12臺(tái)提升機(jī)同時(shí)提升或下降。

3 提升系統(tǒng)實(shí)施方式

24臺(tái)提升機(jī)可實(shí)現(xiàn)同時(shí)提升或下降，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化電氣控制和盤形制動(dòng)器液壓制動(dòng)。以提升機(jī)車平臺(tái)為例，其自動(dòng)化控制過程如下：主回路過流及過、欠電壓保護(hù)，變頻器輸入、輸出缺相保護(hù)，深度指示器斷軸保護(hù)，減速點(diǎn)后備保護(hù)，井口限速保護(hù)，錯(cuò)向保護(hù)，二級(jí)制動(dòng)解除保護(hù)，等速段、減速段超速保護(hù)，開車與打點(diǎn)信號(hào)互鎖保護(hù)等 12種自動(dòng)化保護(hù)；采用變頻器調(diào)速，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變頻調(diào)速，速度穩(wěn)定且連續(xù)可調(diào)。

提升機(jī)啟動(dòng)后，帶動(dòng)鋼絲繩纏繞運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)第一箕斗和第二箕斗及罐籠、工作倉平臺(tái)、機(jī)車平臺(tái)在井筒內(nèi)做交替上下運(yùn)動(dòng)。以箕斗提升例，當(dāng)每一個(gè)箕斗口部運(yùn)動(dòng)到對(duì)應(yīng)的定量出口鋼板處，開始向箕斗內(nèi)裝料，物料裝滿后，由提升機(jī)將箕斗拉出井筒，進(jìn)行卸料；與此同時(shí)，另一個(gè)箕斗深入井下定量出口鋼板處開始裝料，依次循環(huán)裝卸工作，從而將物料從井筒內(nèi)運(yùn)出。如圖 2所示。

圖2 箕斗提升示意

4 滑輪組系統(tǒng)

定滑輪不省力，但可以改變力的方向，動(dòng)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(xiàn)場(chǎng)提升量超負(fù)荷的問題。若使用滑輪組提升，承擔(dān)重物的繩子段數(shù)為 n，則提升物料的質(zhì)量增大 n倍；利用滑輪組多組配合，可以使移動(dòng)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(tǒng)的運(yùn)行速度、曲線及系統(tǒng)的減速位置，有效提高了提升系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。該工程現(xiàn)場(chǎng)使用 3排滑輪組，每排有 3個(gè)動(dòng)滑輪、6段繩，4個(gè)定滑輪，鋼絲繩兩端分別連接 2臺(tái)提升機(jī)負(fù)責(zé)提升或下降。提升滑輪組系統(tǒng)3排 6段繩，工作能力提高 18倍。

5 結(jié)語

該提升系統(tǒng)可用于礦井主井開拓、豎井開采，可有效解決提升機(jī)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(zhǎng)，裝卸載時(shí)間長(zhǎng)，單次提升量小等問題。

增加滑輪組提升，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chǎn)能力之間的沖突問題，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

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