双罐笼与双箕斗提升速度与时间计算
下篇(第五)章矿井提升运动学及动力学)
矿井提升运动学
(1)初加速度阶段t0：提升循环开始，处于井底 装载处的箕斗被提起，而处于井口卸载位置的箕 斗则沿卸载曲轨下行，为了减少容器通过卸载曲 轨时对井架的冲击，对初加速度a0及容器在卸载 曲轨内的运行速度v0要加以限制，一般取v01.5 m/s。许多新井不再使用卸载曲轨。 (2)主加速阶段t1：当箕斗离开曲轨时，则应以 较大的加速度a1运行，直至达到最大提升速度vm， 以减少加速阶段的运行时间，提高提升效率。
)a1 ] [kQg pH ( m md
D M max 2
则：
2 M max (kQg pH ) a1 D m md
(5-4)
式中：md′为电动机转子变位质量；∑m为 提升系统总变位质量；k为矿井阻力系数，箕 斗提升取k=1.15，罐笼提升取k=l.2。
(5-8)
通过式 (5-7) 或式 (5-8) 计算得到的减 速度a3值过小时,减速阶段运行时间过长， 提升能力将降低，为了增大减速度 a3 值， 则采用制动状态方式减速；如果计算的减 速度 a3 过大，则会对正常停车带来很大困 难，必须采用电动机减速方式。
自由滑行减速度太大、太小时怎样办？
2.制动状态减速方式
(5-3)
三、提升加速度和减速度的确定
(一)提升加速度a1的确定
确定提升加速度 a1 时，应综合考虑如下 因素：
如何确定提升减速度？
(1)根据《煤矿安全规程》规定： 竖井（人员）： a1≤0.75 m/s2
斜井：
箕斗提升：
a1≤0.5m/s2
a1≤0.75 m/s2
(2)按减速器最大输出扭矩确定最大加速度 a1。提 升机产品规格表中给出了减速器最大输出扭矩 Mmax, 电动机通过减速器作用到提升机卷筒圆周上的拖动 力不能超过减速器的能力，可按下式计算：
竖井提升计算
1.1 竖井提升选择计算 1.1.1 提升容器选择 1、小时提升A s =sr t t CA式中：A s ——小时提升量，t/aC ——提升不均衡系数， A ——年提升量，t/a t r ——年工作日，d/at s ——日工作小时数， 取h/d2、提升速度 v=0.3～0.5'H式中：v ——提升速度，m/sH ′——加权提升高度，mH ′=nnn Q Q Q Q H Q H Q H ++++++ (212211)式中：H n ——中段提升高度，mQn ——中段提升量，t（1）根据冶金矿山安全规程规定：竖井罐笼升降人员的最大速度为： v max =0.5H但不得大于12m/s（2）根据冶金矿山安全规程规定：竖井升降物料的最大速度为： v max =0.6H根据以上计算，按所选择提升机的绳速选取。
3、一次提升量计算 主井提升 （1）双容器提升V ′=mC Asγ3600（K 1'H +u+θ）（2）单容器提升 V ′=mC Asγ1800（K 1'H +u+θ）式中：V ′——容器的容积，m 3u ——箕斗在曲轨上减速与爬行附加时间。
取10s C m ——装满系数，取0.85～0.9 γ——松散矿石密度，t/m 3 θ——休止时间 K 1——系数根据V ′= ，选定提升容器容积为V= m 3 Q=C m γV式中：Q ——一次有效提升量 4、一次提升时间 T ′=sA Q3600 式中：T ′——一次循环提升时间，s1.1.2 平衡锤选择 1.1.3 钢丝绳选择1、钢丝绳每米质量 Ps=odH mQ -⨯-σ5101.1式中：Ps ——钢丝绳每米质量，㎏/mσ——钢丝绳的钢丝抗拉强度，Pa Q d ——钢丝绳终端悬挂质量，㎏ H o ——钢丝绳最大悬垂长度，m（1）箕斗提升Q d =Q j +Q H o =H+H s +H j （2）罐笼提升Q d =Q g +Q k +Q H o =H+H j式中：Q j ——箕斗质量，㎏Q g ——罐笼质量，㎏ Q k ——矿车质量，㎏ Q ——有效装载量，㎏ H ——井深（提升高度），m H j ——井架高度，mH s ——箕斗井下装载高度，m2、钢丝绳安全系数验算 m ′=gH P Q Q o s d p)(+式中：m ′——钢丝绳实际安全系数Q d ——钢丝绳中钢丝破断拉力总和，N g ——重力加速度9.81m/s 21.1.4 天轮选择 1.1.5 提升机选择1、卷筒的选取 采用多层缠绕 B=〔pjm s D n D n L H ππ'+++)4(〕（d s +ε）式中：B ——卷筒宽度，mL s ——实验长度，取20～30 D j ——卷筒直径，D p ——多层缠绕时卷筒的平均直径，D p = D j -（n ′-1）d s n ′——卷筒缠绕层数n m ——留在卷筒上的钢丝绳摩擦圈数，n m =3 d s ——钢丝绳直径，㎜ε——钢丝绳两圈间的间隙，2～3㎜2、计算钢丝绳最大静张力和最大静张力差 （1）钢丝绳最大静张力 F c =(Q+Q r +P s H o )g式中：F c ——钢丝绳最大静张力，NH o ——钢丝绳悬垂长度，m Q r ——提升容器质量，㎏（2）钢丝绳最大静张力差 双容器： F j =(Q+P s H)g 单容器带平衡锤 F j =(Q+Q r +P s H-Q c )g式中：F j ——最大静张力差，NH ——提升高度，m Q c ——平衡锤质量，㎏1.1.6 电动机预选预选电动机功率 N ′=ρηα1000v KF j式中：N ′——预选电动机功率，K ——井筒阻力系数。
浅析葫芦素煤矿风井箕斗罐笼联合提升临时改绞方案
１ 工 程 概 况
葫芦 素 煤 矿 位 于鄂 尔 多 斯 市 乌 审旗 图克 镇 ， 为 东胜 煤 田呼 吉尔特 矿 区规 划矿 井之 一 。葫 芦 素
矿 井 井 田内布 置 主 、 、 副 风三 条 竖 井 ， 井 设 计 生 矿
属 结构也 将 作必要 改 装和 变动 。
２１ 日 ． １ 生产能力 的计算 ］ ．
划， 风井施工高峰期将投入 ６ 条煤巷综掘 、 条连 ２ 采机掘和 ３ 条炮采共计 １ 个工作 面。 １
２１ 改 绞 总体方 案 ．
２ 一次提升矿车数 ； ＿ － ０ 一矿车装满系数； ． ９
＾ 一
一
矿车容积， ｍ；
提 升不 均匀 系数 ， １１ １ ５ Ｋ＝ ． ． 。 ５ ２
约 ３０ ０Ｉ 。 ０ Ｉ Ｔ
爬 行 阶段 速度 取 ０ ５ｍｓ ． ／，爬行 运 行距 离 ４
根 据矿 方 的综合 规 划 ，为保 证井 下二 期 井巷 工程 安 全高 效施 工 ，在 风井 到底 并 与副井 短 路贯
通后 ， 对风 井进 行 临时改 绞 。
ｈ 取 ２ 经计算 ， ． ｍ， ５ 爬行时 间 ｔ ５ ， ４ ．ｓ等速运行 ＝６ 距离 ｈ Ｈ ｈ一 ｈ ６ ５ ８ ｎ ２ — ． 一 ４ １ ． ，等速运行时间 ｔ ＝ ｈ ＝ ７ｉ ２ ＝ １９９ ， 每 提 升 一 次 的 持 续 时 间 ＝ ０． ｓ ６
一
产 能力 为 １．Ｍｔ 。 芦 素矿井 二 、 ０ ／ 葫 ３ ａ 三期 风井 主要 矿建 工 程量 包 括 ： 与副井 贯通 巷道 、 与主井 贯 通巷 道 、— ２ １中煤 东 翼 回风 大 巷 、— ２ １煤 水 平 采 区巷 道 、— ２ ２中煤 东 翼 回风 大 巷 、— ２ １煤 西 翼 回 风 大 巷 、 式输 送 机 大巷 及辅 助 运输 大 巷 、— 煤 东翼 带 ２１ 带 式输 送机 大 巷及辅 助 运输 大巷 、 载煤 仓 、 车 转 避 硐 室及 联络 巷 等 。其 中仅 ２ １ — 煤水 平煤 巷掘 进 长
副井各个程序时间
副井各个程序时间
一、副井提升各个程序时间分析如下（井底填宽罐笼时）：
1、提升机停止后，推出空车皮至填罐笼上层需要2分钟
2、填罐结束后，换层时间需要1分钟。
3、换层结束后，推出空车皮至填下层需要2分钟。
4、打点开车至打点停车需要4分钟。
综上所述，从提升机停止到下松至井底需要9分钟时间。
副井提升各个程序时间分析如下（井底填窄罐笼时）：
1、提升机停止后，推出空车皮至填罐笼上层需要4分钟
2、填罐结束后，换层时间需要1分钟。
3、换层结束后，推出空车皮至填下层需要13分钟。
4、打点开车至打点停车需要4分钟。
综上所述，从提升机停止到下松至井底需要22分钟时间.
以宽罐笼、窄罐笼各提升一次为一个循环，即8车矸石，每车矸石需要时间为31/8×10=39分钟。
二、翻矸各个程序时间（10车矸石一循环）
1、每翻一车需1.5分钟，10车矸石需15分钟。
2、从翻矸结束后，开始挂环到牵引空车至副井南侧井口需9分钟。
3、从矸石车挂环至牵引至高位翻车机处需13分钟。
综上所述，电机车从井口北侧挂环开始至返回至井口南侧需要37分钟。
这和副井提升10车时间基本相符。
每小时提升能力为10/39×60=15车。
运转工区
2013年3月22日。
煤矿作业规程计算公式
1.卷筒直径/mm
D≥60ds；D≥900δ
ds、δ—分别为钢丝绳直径及最粗钢丝直径，mm
2.选定提升机型号
DT≥D
DT—所选提升机的卷筒直径
3.校验卷筒宽度/mm
—最大提升速度，m
30—提升钢丝绳试验长度，m
—提升机卷筒名义直径，m
—提升钢丝绳绳圈间隙，取2-3mm
—箕斗装矸、卸载休止时间，s；当用耙斗装岩机时 =100~300s
3.选择标准箕斗容积/ m3
V≥Vj
立井提升钢丝绳选择计算
计算步骤
计算公式
符号及数据
1.钢丝绳最大悬垂高度H0/m
H0=Hsh+Hj
Hsh—井筒深度
Hj—井口水平至井架天轮平台垂高
2.提升物料荷重Q/N
对矸石吊桶/kN
对临时罐笼/kN
对2BKJ56N05（11KW）局部通风机的吸风量，可取200 m3/min
对2BKJ56N06（28KW）局部通风机的吸风量，可取350 m3/min
—第 个掘进工作面同时通风的局部通风机台数，为了防止局部通风机吸循环风，还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风道口之间的最低风速为0.15m/s
—第 个掘进工作面同时工作的最多人数，人
悬吊钢丝绳的选择计算
计算步骤
计算公式
符号及数据
1.钢丝绳最大悬垂高度H0/m
H0—由井内设备悬吊点或导向钢丝绳井内固定点与天轮相切点之间的垂高
2.悬吊钢丝绳终端荷载/N
—悬吊设备荷重，N
—悬吊同一设备的钢丝绳数
3.钢丝绳单位长度重量
—钢丝绳钢丝的极限抗拉强度，Mpa
—钢丝绳的安全系数，根据《煤矿安全规程》：悬吊、吊盘、水泵、抓岩机时 ≥6；提升安全梯的悬吊钢丝绳的安全系数 ≥9；悬吊风筒、风管、水管、注浆管、靠臂式抓岩机和拉紧装置的钢丝绳安全系数 ≥5；用于悬吊吊罐的钢丝绳安全系数 ≥13
主副井过放距离计算依据
主副井过放距离计算依据一、根据《煤矿安全规程》规定，已知副井最大提升速度为6.5m/s，假设保险闸动作时间为0.5s，实际制动减速度符合有关规定，上提重载罐笼的制动减速度为5m/s²，则有：①在过卷开关动作，保险闸还未发生作用情况下，罐笼运行距离为：S1=VTS1=6.5×0.5=3.25m②提升容器以5m/s²的制动减速度运行距离为S2=V²/（2a）=6.5×6.5/2×5=4.29m由此可得，无缓冲托罐装置和防撞梁时，副井罐笼可达到的过卷高度（过放距离）S为S1+S2=7.54m又根据《安全生产标准化》（执行说明）得知:副井提升过放距离S为：S=S1+(S2-S1)(V-V1)/(V2-V1)=6.5+(8.25-6.5)(6.5-6)/(8-6)=6.9375式中，V1 V2--表8中给出的前后两个提升速度值；S1 S2--表8中分别对应于V1 V2的过卷（过放）距离V---介于V1和V2间的实际提升运行速度S--对应于提升速度V时的过卷（过放）距离综合分析，虽然两种计算结果均符合规程不得小于6.5m要求，但从精确度、安全性考虑，建议副井过卷（过放）距离取7.0m。
同理，已知主井提升最大运行速度为8.79m/s假设保险闸动作时间为0.5s，实际制动减速度符合有关规定，上提重载箕斗的制动减速度为5m/s²，则有：①在过卷开关动作，保险闸还未发生作用情况下，箕斗运行距离为：S1=8.79×0.5= 4.395②提升容器以5m/s²的制动减速度运行距离为S2=V²/（2a）= 8.79/10=7.72641由此可得，无缓冲托罐装置和防撞梁时，主井箕斗可达到的过卷高度（过放距离）S为S1+S2=12.12m又根据《安全生产标准化》（执行说明）过卷（过放）公式S=S1+(S2-S1)(V-V1)/(V2-V1)得；主井过放距离为S=8.25+(10-8.25)(8.79-8) /(10-8)= 8.94m综合分析，虽然两种计算结果均符合规程不得小于8.25m要求，但从精确度、安全性考虑，建议主井过卷（过放）距离取9.5m。
浅谈罐笼或箕斗主提升绳快速调绳方法
浅谈罐笼或箕斗主提升绳快速调绳方法针对煤矿主、副井提升系统主提升绳在使用期间需多次调绳的特点和施工要求，采用主绳悬挂油缸打压的工艺进行施工及其主要技术要求。
标签：罐笼主提升绳快速调绳在集团公司“建大矿、办大电”的大环境下，我单位先后参加了多个矿井的建设。
特别是我单位参与施工的各矿主、副井提升系统工程，当放绳挂罐（箕斗）结束后以及更换主提升绳后；设备运行一段时间，所有的主提升绳会伸长，达不到平衡要求，因此均需调整钢丝绳的长度来满足生产的需要（即调绳）。
经过多次的摸索，我们发现在利用给主绳悬挂油缸打压的方式进行调绳的基础上改进施工工艺，比利用传统的施工工艺调绳，在经济效益和劳动效率上均大大提高，同时还减少了施工时间。
现以谢桥矿二副井双罐首绳调绳为例说明如下。
1 概述谢桥矿二副井双罐经过一段时间运行后，其双罐主提升绳因受重力影响而变长，影响了罐的正常工作，需对双罐进行调绳。
具体调绳量为（自南而北主绳编号分别为1#、2#、3#、4#）：1#绳需窜1500mm、2#绳需调1600mm、3#绳需调1500mm、4#绳需调1700mm。
有关技术参数如下：①双罐单罐自重：18t；②主提升钢丝绳：φ40mm，5.6t/根，四根；③尾绳：11.8t/根，两根；④二副井井深920m。
2 施工方案总述：本次调绳采用主提升绳悬挂打压、泄压法，进行调绳工作。
即将一侧罐笼落至井底后，将另外一侧罐笼4个悬挂油缸打压。
再泄去其中油缸行程最大的一个。
使其钢丝绳松弛，利用手拉葫芦收紧此根钢丝绳。
然后再打压使钢丝绳带劲，用同样方法逐一将4根钢丝绳调好。
如一次循环调绳量达不到要求，再循环一次。
具体施工如下：2.1 所有施工前准备工作完成后，将副钩下放至井底。
以主钩在井口方便调绳位置为准。
2.2 在悬挂楔形环的上方和下方各搭设一层临时施工平台，以方便施工人员操作，平台木板要用10#铁丝绑扎牢固，平台木板的厚度不小于50mm。
2.3 将主钩罐笼下放约25米左右，施工人员站在临时平台上把四根主提升绳两两用钢丝绳卡卡在一起，每两根主提升绳上卡8副Y-40钢丝绳卡。
竖井提升机选型例2
2.1．主井提升(1)设计依据： ①设计规模：30万吨/a②原矿比重：3.4t/m³，松散系数：1.9③主井口标高为+112m ，改造后最低开采水平为-300m ；垂深H=412m ；④提升容器：主井提升矿岩采用双箕斗提升，选3.2m³翻转箕斗，箕斗自重5000kg ；箕斗最大载重5726kg ，有效载重4867kg ，载满系数为0.85。
罐道间距1404mm ，方钢管罐道尺寸180×180mm 。
⑤工作制度：年330天，每天三班，每班八小时。
(2)提升钢绳计算与选型井架高度H=23m ，卷筒中心至提升中心的距离b=40m ，钢丝绳弦长L=44.52m ，钢绳外偏角α1=1°9′，内偏角α2=1°10′。
式中：m=6.5------钢绳安全系数δ=1670MPa ------钢绳抗拉强度终Q =箕斗Q +大Q =55000+5726=10726kg ------ 钢绳终端荷重悬H =井H +架H =412+23=435m ------钢绳最大悬垂长度选提升钢绳6v ⨯34+FC 型，直径：Φ36mm ，单重：K P =5.25kg/m ，抗拉强度：δ=1670MPa 时，钢绳破断拉力总和：断Q =94493kg 。
提升钢绳安全系数验算：mkg H Q P K /5.4435-5.616701110726m11=⨯=-=悬终δ提货物为主时：m=K Q P H Q +断悬终=43525.51072694493⨯+=7.2＞6.5 安全规程规定，提升钢绳悬挂时的安全系数：升降物料用的，不小于6.5。
通过验算，所选提升钢绳满足安全规程的要求。
(3)提升机选择依据提升机卷筒直径与提升钢绳直径D=80d 的关系，选提升机2JK -3×2.0/25型，卷筒直径Φ3m ，卷筒宽度2.0m ，提升速度V=4.71m/s ，转速n=750r/min ，钢绳最大静张力max F =135kN ，最大静张力差Δmax F =90kN 。
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罐笼提升速度计算
提升加减速度
安全规程规定，竖井用罐笼升降人员的加减速度，不得超过0.75m/s2，对于提升的加减速度没有限制，一般不宜大于1.2 m/s2，通常取0.5-1 m/s2
加减速度时间，当手工操作时，不得少于5s，当采用自动化操作时，不得少于3s。
罐笼提升
双罐笼提升速度图计算
一般采用三阶段速度图，也可以采用非对称的五阶段速度图（带爬行阶段），图：
罐笼提升三阶段速度图和力图
罐笼提升系统动力方程式
F=[KQ-∆(H-2x)]g+∑ma
K——矿井阻力系数，对于罐笼提升，K=1.2cf于箕斗提升，K=1.15
∆——每米首绳与尾绳重量差，∆=q-p，kg/m，无尾绳时，q=0; x——提升容器所在的位置，m；
a——加速度或减速度（减速度用负号），m/s2
F——罐笼提升系统动力，N；
其他符号意义同前。
动力计算（无尾绳时）双罐笼提升动力计算
双箕斗提升
1、提升速度图计算
箕斗提升一般采用六阶段速度图，对于底卸式箕斗提升也可采用对称五阶段速度图，下面以六阶段速度图为例进行计算。
箕斗提升六阶段速度图计算
提升电动机的选择
1、电动机，电压与型式的选择：
交流拖动：通常容量在200KW以下为低压380V，250KW以上为高压6KV，200-250KW，有低压也有高压。
缠绕式提升机主要尺寸确定：
卷筒直径D和宽度B
矿山安全规程规定：卷筒直径与钢丝绳直径d及钢丝绳直径δ关系为：地面提升设备：D≥80d；D≥1200δ
井下提升设备：D≥60d；D≥900δ
表—卷筒宽度B和提升高度H
式中Dp—平均直径，m,，Dp=D+(nc-1)d(此为概算式) nc—缠绕层数; n1—摩擦圈数，取3；n0—多层缠绕供移动的圈数，一般取2—4；D---卷筒直径 d—钢丝绳直径；ε—绳槽间隙，一般取0.002---0.003m；l—试验绳长，一般取30m
桶据计算出的D和B，选择标准提升机，并验算所选提升机的最大静
张力与最大静张力差是否满足要求。
最大静张力为：()g pH Q Q T r j ++=max 最大静张力差为：()g pH Q T j +=∆
式中 Q ——一次装矿量（容器载重），Kg; Q r ————容器自重，Kg ；
P ——钢丝绳每米长度重量；Kg/m H ——提升高度，米； g ——重力加速度，m/s 2
T jmax ——最大静张力，N
△T j ——最大静张力差，
经济电流密度S n =I js /J n
S n ----经济截面，mm 2
J n ----经济电流密度，A/mm 2。
我国经济电流密度见表如下
常用的高压开关设备
1、GFC-□(F)型防误型手推车式高压真空柜，这种高压开关柜有较严密的防误闭锁装置，较完善地具备“五防功能”
一、防止带负荷拉合隔离开关（插头）
二、防止误分合断路器
三、防止带电挂接地线
四、防止带接地线合隔离开关（插头）
五、防止误入带电间隔。