矿山提升机系统介绍
矿井提升机的组成、分类与操作
矿井提升机的组成、分类与操作1. 简介矿井提升机是矿井中最重要的设备之一，用于将矿石、人员和设备从深处提升到地面。
它通常由多部分组成，并且具有不同的分类和操作方法。
本文将介绍矿井提升机的组成、分类和操作。
2. 组成矿井提升机由以下几个主要部分组成：2.1 提升机井提升机井是提升机系统的核心部分，通常由混凝土或钢筋混凝土构成。
它包括提升井壁、井衬、井架、井壁管道和井筒等组件。
2.2 提升机轿厢提升机轿厢是运送矿石、人员和设备的装置，通常是一个加固的金属箱体，可以在垂直方向上提升和下降。
它包括轿厢门、轿厢壁、底板和轿厢屋顶等组件。
2.3 提升机导轨和导轨架提升机导轨和导轨架用于支撑和导向提升机轿厢的运动。
导轨通常由钢材制成，固定在提升井壁上，并与轿厢壁上的导轨齿条相配合。
2.4 提升机传动装置提升机传动装置用于提供动力和驱动提升机轿厢上升和下降。
它通常由电动机、减速器、传动链条或绳索等组件组成。
2.5 提升机安全装置提升机安全装置用于保护人员和设备的安全。
常见的安全装置包括限速器、缓冲装置、安全门和紧急停车装置等。
3. 分类根据不同的工作原理、结构和应用场景，矿井提升机可以分为多种不同的分类。
以下是常见的几种分类：3.1 依据工作原理分类•钢丝绳提升机: 使用钢丝绳作为牵引介质，通过电动机传动提升机轿厢上下运动。
•液压提升机: 使用液压系统作为动力源，通过液压缸驱动提升机轿厢上下运动。
•电梯式提升机: 类似于建筑物中的电梯，通过电动机驱动提升机轿厢上下运动。
3.2 依据结构分类•单绞式提升机: 轿厢和对重分开悬吊在同一根钢丝绳上。
•双绞式提升机: 轿厢和对重分别悬吊在两根相互缠绕的钢丝绳上。
3.3 依据应用场景分类•立井提升机: 安装在立井中，用于提升地下矿石、人员和设备。
•斜井提升机: 安装在斜井或倾斜井中，用于提升地下矿石或人员。
•立轴提升机: 安装在竖井中，用于提升宽阔的物料，如煤炭、矿石等。
《矿井提升系统》课件
抓斗可以通过移动控制，将有物资的抓斗提升到目标，自动卸载物资并放回指定 位置。
运行流程
启动流程
运行流程
启动矿井提升系统前，向操作台 输入启动参数，并按下启动按钮， 矿井提升系统将开始工作。
当启动后，矿井提升系统将根据 输入参数，对物资和乘客进行上 升和下降操作，使其达到指定目 标位置。
停止流程
矿井提升系统在到达指定楼层或 完成任务后，将停止提升操作， 进入待机状态。
工作原理
1
主提升机和辅助提升机的工作原理
当电机发动，传动机构开始运作，主提升机将电缆挂有抓斗的物资或乘客提升至 目标楼层，辅助提升机将控制器的信号传送到主提升机，确保运作如期进行。
2导轨和滑轮的作用 Nhomakorabea导轨和滑轮可以通过控制器对电机和机械部分进行操作，实现主提升机的上升、 下降、停止等动作。
3
抓斗的工作原理
安全措施
1 安全控制系统
矿井提升系统必须安装多级安全保护和控制设备，一旦发生异常，自动停止运转。
2 应急预案
矿井提升系统必须制定应急预案，保障工人和设备安全措施的实施。
应用案例
煤矿应用场景
矿井提升系统是煤矿生产的关键设备之一，能够大 大提高人员和物资的运输效率和工作质量。
矿山救援
如果发生矿山事故，矿井提升系统可以提供紧急逃 生通道和救援设备，为人员和设备的生命安全做出 保障。
矿井提升系统
矿井提升系统是一种在煤矿和其他行业广泛使用的机械设备，它能够实现人 员和物资的快速提升和运输。
概述
定义
矿井提升系统是一种将物资和人员从地下提升到地面，或从地面运输到地下的机械设备。
作用
矿井提升系统是煤矿和其他工业领域必不可少的机械设备，它能够提高生产效率，提高工作 安全性。
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资源循环利用。
矿井提升系统的智能化发展
智能监控系统
建立智能监控系统，实时监测提 升设备的运行状态、参数等信息 ，实现远程监控与故障预警。
数据分析与优化
通过采集、分析提升系统的运行 数据，找出潜在问题与优化空间 ，提高系统运行效率。
人工智能应用
利用人工智能技术对提升系统进 行优化控制、故障诊断等，提高 系统智能化水平。
02
提升机通常采用单筒或双筒结构，根据不同的工作 需求选择合适的结构形式。
03
提升机运行过程中，需要严格控制速度和加速度， 确保安全可靠。
矿井提升系统的控制方式
01
提升机控制系统通常采用PLC可编程控制器，实现自
动化控制。
02
控制方式包括手动、半自动和全自动控制，根据实际
需求选择合适的控制方式。
03
金属矿山开采还需要考虑矿石的特性，如品位、硬度、粒度和比重等，以选择合适 的开采方式和设备。
05
CHAPTER
矿井提升系统的优化与改进
矿井提升系统的技术优化
01
02
03
提升设备更新换代
采用高效、可靠的现代化 提升设备，提高提升能力 与安全性。
控制系统升级
采用先进的控制系统，实 现自动化、智能化控制， 提高提升效率。
04
过卷保护装置能够在提升机运行过程中，对容器进行过卷保护，防止 容器过卷后对设备造成损坏。
03
CHAPTER
矿井提升系统的设备与设施
矿井提升机的种类与特点
缠绕式提升机
适用于中小型矿井，具有结构简单、制造成本低、维 护方便等优点。
摩擦式提升机
适用于大型矿井，具有提升能力强、适应性强、使用 寿命长等优点。
矿井提升机系统介绍
❖
第三十二页, 共52页。
五、制动系统
❖ 井口一级安全制动: 当发生故障的地点距离停车点非常近即井 口时，制动系统应立即投入一级紧急制动，盘形制动器的全部油 压值迅速回到零，使提升系统处于全制动状态，确保提升机能可 靠地制动，避免发生过卷或者过放事故。 ❖ 井中二级安全制动: 当电液比例溢流阀出现故障，不能正常工 作，或出现其他不可控事故导致恒减速制动失效时，需要立即投 入二级制动。盘形制动器的油压迅速降到预先调定的某一值，经 延时后，盘形制动器的全部油压值迅速回到零，使提升系统处于 全制动状态。
第十八页, 共52页。
第十九页, 共52页。
5 提升速度要求
❖ 立井中用罐笼升降人员时的加速度和减速度, 都不 得超过0.75m/s2, 其最大速度不得超过 所求v得 的0.5数值H, 且最大不得超过12m/s。
❖ 斜井提升容器升降人员或者物料时的速度, 都不得 超过5m/s, 并不得超过人车设计的最大允许速度。 升降人员时的加速度和减速度不得超过0.5m/s2。
第十四页, 共52页。
第十五页, 共52页。
3 多绳摩擦式提升机与单绳缠绕式提升机对比
❖ 优点 ❖ 1）摩擦式提升机一般采用多根钢丝绳。在相同条件下, 每根钢丝 绳直径较细, 摩擦轮直径也相应较小, 宽度也较窄, 整个提升机尺寸 减小, 质量减轻。 ❖ 2）由于摩擦轮直径小, 在相同提升速度时, 可以使用较高转速的 电机和较轻的减速器。 ❖ 3）多根钢丝绳同时提升, 安全性能好。 ❖ 4）偶数根钢丝绳, 钢丝绳捻向是左右各半, 消除了提升容器在提 升过程中的转动, 减轻了容器罐耳对罐道的摩擦。
矿井提升机系统介绍
第一页，共5Leabharlann 页。主要内容一． 矿井提升机的定义及基本任务
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用于：深立井、浅立井、斜井提升 钢丝绳一般2-10根 主导轮表面装有带绳槽的摩擦衬垫-材料有聚氯乙烯/聚氨基甲酸乙酯橡
胶 深度指示器应设有自动调零装置 为减少震动，可采用弹簧机座减速器 车槽装置用于车削绳槽，保证直径一致，钢丝绳每根张力均匀
* 除机械制动外，还应设有电气制动装置
2.保险闸必须采用配重式、弹簧式的制动装置，除
由司机操作外，还能自动抱闸同时自动切断提升电源， 常用闸必须采用可调节的机械制动装置
3.加设定车装置，以便调整滚筒位置或 修理制动装置时使用
4.空动时间-保险闸第一级由回路断电时起至闸瓦接触到闸轮上时间差。
气动闸不超0.5s 液动闸不超0.6s 盘式闸不超0.3s
超速后动量变大，制动力矩超过设计之值，提升机 可能失控，造成过卷/蹲罐/过放/提升机减速机损坏
A。过负荷-提升电动机超过额定负载力矩运行 主要原因-提升容器超载或卡阻
过负荷使电动机电流超过额定电流，导致电动机和 电气设备严重损坏/钢丝绳受力增大安全系数降低/拖动 困难甚至倒转
护
提升容器超过终端停车位置0.5m时必须自动断电 保险闸动作
事故后果：拉坏天轮/拉倒井架/拉断钢丝绳，造成 提升容器坠落/跑车/撞坏u井筒设施/人员伤亡等重大恶 性提升事故。
对于双滚筒，一钩过卷，另一钩则过放。过放造成 蹲罐。如井底有水窝可能罐笼浸水/人员伤害/损坏罐笼 箕斗井底设施
当提升速度超过最大速度15%时必须自动断电保险 闸发生作用
常见结构形式： 平行轴齿轮减速器 渐开线行星齿轮减速器
应用：矿井产量大、井筒深 按布置方式分井塔式和落地式 优点：井塔式稳定性好、钢丝绳能得到有效保护
矿井提升机系统介绍
矿井提升机系统介绍概述矿井提升机系统是在矿井中用于垂直运输物料的设备。
它在矿井中起到了重要的作用，能够高效地将矿石、煤炭等物料从井下运输到地面，实现了矿产资源的高效利用。
本文将介绍矿井提升机系统的组成部分、工作原理、安全措施以及维护保养等内容。
组成部分矿井提升机系统主要由提升机、导轨、钢丝绳、驱动装置、制动系统和安全装置等组成。
提升机是矿井提升机系统的核心部件，负责将物料从井下提升到地面或从地面下降到井下。
它通常由提升机座、提升机门、提升机盘、提升物料筒等部分组成。
导轨导轨是提升机的轨道，用于引导提升机的上下运动。
导轨通常由钢材制成，具有较高的强度和承载能力。
钢丝绳钢丝绳是提升机的传动装置，用于将提升机与驱动装置连接起来。
它由多股钢丝绳并股制成，具有较高的强度和耐磨性。
驱动装置驱动装置是提升机的动力源，通常采用电动机或液压系统驱动，用于提供提升机的动力和控制上下运动。
制动系统是提升机的安全装置，用于控制提升机的运动和停止。
它通常由制动器、制动电机、制动器操作系统等部分组成。
安全装置矿井提升机系统还配备了各种安全装置，如限速器、安全防止装置等，用于保障提升机的安全运行。
这些安全装置能够监测提升机的运行状态，并在出现异常情况时及时采取措施，防止事故的发生。
工作原理矿井提升机系统的工作原理是基于物料的重力和提升机的动力驱动。
当物料需要从井下提升到地面时，提升机门打开，并将物料放入提升机盘中。
然后，通过驱动装置提供的动力，驱动导轨上的提升机盘沿着导轨上升。
同时，钢丝绳与提升物料筒相连，使物料随着提升机的运动逐渐上升。
当提升机到达地面时，提升机门关闭，并将物料送到指定位置。
从地面下降到井下的工作原理与上升相同，只不过提升机的运动方向相反。
同时，为了保证提升机的安全运行，系统还配备了制动系统和安全装置，以应对异常情况。
安全措施矿井提升机系统是一种高危设备，为了保障工人的生命安全和设备的正常运行，需要采取一系列的安全措施。
矿井提升机系统
4
矿井提升机系统 的发展趋势
节能环保
2019
采用环保型润滑 油和冷却液，减 少对环境的污染
2021
采用环保型材料 和工艺，减少生 产过程中的污染
01
02
采用高效节能 的电机和变频 器，降低能耗
2020
03
04
采用节能型控 制系统，降低
系统能耗
02
提高设备可靠性统，实 时监测设备运行状态
04
加强人员培训，提高操作 人员安全意识和操作技能
谢谢
04
提升机系统在 煤矿开采中具 有节能、环保 的特点
金属矿开采
01
提升机系统用于金属矿开采过程中的矿石提升
02
提升机系统可以提高金属矿开采的效率和安全性
03
提升机系统可以降低金属矿开采过程中的能耗和成本
04
提升机系统可以减少金属矿开采过程中的环境污染和生态破坏
其他地下工程
地下隧道：用于地铁、公路、铁路 等交通设施的建设
维护：定期检查钢丝绳的磨损、腐蚀 0 4 和变形情况，及时更换损坏的钢丝绳
提升容器
提升容器是矿 井提升机系统 的重要组成部 分
提升容器用于 装载人员和物 料，实现矿井 上下运输
提升容器有多 种类型，如罐 笼、箕斗等
提升容器的设 计和制造需要 满足严格的安 全标准和要求
2
矿井提升机系统 的工作原理
地下仓库：用于储存物资、设备等
地下商场：用于商业设施的建设
地下军事设施：用于军事设施的建 设
地下娱乐设施：用于娱乐设施的建 设，如地下游乐场、地下电影院等
地下管道：用于供水、排水、燃气 等市政设施的建设
矿井提升机系统介绍
摘要矿井提升机是矿井运输的重要设备，是沟通矿井上下的纽带的。
矿井提升机的可靠运行直接关系到煤矿生产的安全，矿井提升机信号系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运输的重要保证。
本设计主要完成的矿井提升机信号系统设计和组态设计。
设计中运用PLC控制技术，PLC系统采用三菱公司的FX2N系列作为主控制器，对井口、井底、机房信号台进行信号联络。
组态设计使用WINCC完成，能够实现上位监控功能。
使用编程软件实现信号的联络。
采用PLC控制不但提高了信号传输的可靠性和准确性,而且具有极大的灵活性和扩展性。
在不改变系统硬件的前提下,仅靠改变PLC内部的程序就可满足用户要求。
有效地解决了信号系统中的远距离传输和可靠性问题。
整个控制系统自改造完成投入运行以来，运行平稳安全、节电效果十分显著，不但对提高矿山提升系统工业的现代化装备水平有推动作用，而且产生了显著的经济效果，极大地提高了煤矿的生产效率。
关键词：矿井提升机信号系统；PLC；上位监控; WINCCAbstractMine hoist is the importa nt equipment of transportation, it’s the links that throughout the mine. The reliability and accuracy of signal system of mine hoist is an important guarantee for the upgrading and safe transport.The completion of the design is the signal system of mine hoist and configuration design. PLC control use of the design of technology, PLC system uses Mitsubishi FX2N series as the main controller, to contact the wellhead, bottom, and the engine room system. WINCC completed configuration design, to achieve the top monitoring.The use of software programming signal contact PLC control not only improve the use of the signal transmission reliability and accuracy, but also has great flexibility and scalability. Without changing the system’s hardware, only change the pr ogram of PLC will meet user’s requirements. Effective solution to the signal system of long-distance transmission and reliability issues.The whole control system has run after self-alteration. The whole systemruns steadily and safely with efficient electrical effects. It has great promotionfunctions for industrial automatic equipments level in mine hoisting system, andachieves distinct economic effects and improves mine production efficiency.Keywords: signal system of mine hoist; PLC;the top monitoring; W INCC目录引言 (2)第1章矿井提升机系统简介 (2)1. 1矿井提升机的工作原理 (2)1. 2系统的基本构成及功能 (3)1.2.1 系统基本构成 (3)1.2.2 功能 (4)第2章可编程控制器简介 (5)2. 1PLC的由来 (6)2. 2PLC的优点 (6)2. 3PLC的应用领域 (7)2. 4PLC的工作原理 (8)2. 5PLC的编程语言 (11)第3章控制方案论证与选择 (12)3. 1可编程控制器与其它工业控制装置的比较 (12)3. 2系统总体设计思想 (15)3. 3方案的确立 (16)3. 4 通信系统的主要技术指标 (23)第4章硬件及控制系统设计……………………………………………………………… ..254. 1提升机主回路部分设计 (25)4. 2制动回路设计 (27)4. 3行程检测与显示 (28)4. 4主控PLC路设计 (30)4. 5 PLC控制软件设 (31)4. 6可编程控制系统的保护环节 (34)第5章系统调试软件和PLC程序设计 (36)5. 1系统调试软件GX Developer (36)5. 2PLC梯形图（附录一） (37)5. 3系统抗干扰措施 (37)第6章设计心得 (38)第7章致谢 (39)参考文献 (40)引言问题的提出：矿井提升机是联系井下与地面的重要工具。
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缠 绕 式 提 升 机
•调节绳长、、更换提升水平 •按动力源分：风动、液动
•主轴转速10-60r／min.电动机 转速480-960r／min •减速器：减速和传递动力 •连轴器：有齿轮、蛇形弹簧、 爪式棒綃、套式棒销 •齿轮连轴器齿厚磨损量不超 20%、键、螺栓不得松动。蛇形 弹簧联轴器套弹簧不得损坏， 厚度磨损不超10%
3T的箕斗曲轨长度2.15；4、6、8T的2.13m.用小灯泡逐个亮熄显示箕斗 卸载离开的过程以防卡箕斗时的松绳和满仓信号 失灵造成断绳坠箕斗事 故
6、斜井防跑车装置 结构有：门式、网式、阻吊式、杠梁式，一般由传感装 置、执行机构、缓冲装置组成。
传递动力、关乎生命安全、矿井正常生产 一、结构：由一定数量的细钢丝捻成绳股，再由若干绳 故围绕绳芯捻成绳 绳芯有：金属、纤维（黄麻）、尼龙合成纤维. 钢丝是由优质碳素结构钢圆条冷拔而成，直径0.44mm 提升钢丝绳：立井选抗拉强度1550-1700mpa斜井 1400-1550mpa
调绳离合器可分三种即齿 轮离合器、摩擦离合器、 蜗轮蜗杆离合器。KJ4m 提升机为风动齿轮式离合 器JK型提升机为液动齿 轮离合器
种类
作用
使游动滚筒与主轴连接或脱 开，以便在调节绳长或更换 提升水平时，使游动滚筒与 固定滚筒有相对运动。
按动力源分：风动、液动
3.减速器、联轴器 主轴转速10-60r／min.电动机转速480-960r／min 减速器：减速和传递动力 联轴器：有齿轮、蛇形弹簧、爪式棒綃、套式棒销 齿轮连轴器齿厚磨损量不超20%、键、螺栓不得松 动。蛇形弹簧联轴器套弹簧不得损坏，厚度磨损不超 10%
三、钢丝绳的使用年限 摩擦轮式提升钢丝绳使用期限不超过2年，平衡钢丝绳 使用期限不超过4年。
四、钢丝绳的润滑 使用中的至少每月涂油一次 摩擦提升用只准涂、浸专用钢丝绳油（增磨脂） 不绕过摩擦轮钢丝绳，必须涂防腐油 五、钢丝绳的连接装置 楔形连接双面夹紧。防止弯曲应力，减少断丝延长寿 命，自动调位，长度较短，可减少容器的总高度，增 加了过卷距离。
缠绕式提升机
一
起禁止使用 （安监总局2013.101号） JK型-单绳缠绕式提升机、 滚筒直径为2-5M JKM型-多绳摩擦式提升机
1类型 2调绳离合器 •单滚筒：单钩小斜井 •双滚筒:双钩提升效率高、矿山 应用最多有死滚筒/活滚筒 3减速器、离合器
按提升容器分
选用提升容器
1普通罐笼 • 按层数： 单层、多 层 • 多绳单绳
2箕斗 • 按井筒倾 角：立井、 斜井 • 按卸载方 式：翻转 式、底卸 式 • 按提升机: 单绳、多 绳
3矿车 • 按机构： 固定车厢 式、翻转 车厢式、 底卸式
4吊桶
5箕斗罐 笼 6斜井人 车
• 按吨位： 1T、1.5T、 3T
按用途分 按缠绕形式分
• 主井提升系统 • 副井提升系统 • 缠绕式提升系统
矿 井提 升设 备的 分类
• 摩擦式提升系统
• 交流拖动系统
按拖动形式分 按井筒倾角分
• 直流拖动系统
• 斜井提升系统
• 立井提升系统
• 普通罐笼提升系统、箕斗提升系 统 • 吊桶提升系统、串车提升系统
• 垂直井筒：立井箕斗、普通罐笼 • 倾斜井筒用：斜井箕斗、矿车
提升机减速器的作用： 1）把电机的输出转速降低到滚筒所需要的工作转速。 2）把电机的输出力或扭矩增加到滚筒所需要的力或扭矩。 常见结构形式： 平行轴齿轮减速器 渐开线行星齿轮减速器
•类型：涡轮杆手动、齿轮、摩 擦手动
•KJ4m提升机为风动齿轮式离合 器 •JK型提升机为液动齿轮离合器
1.类型 •单滚筒：用于产量较小单钩小斜井 •双滚筒:双钩提升效率高、矿山应用最多. 有死滚筒/活滚筒两个滚筒；多水平同时提 升时，不如单钩方便。
缠绕式提升机是利用钢丝绳在滚筒上的缠绕和放 出，实现容器的提升和下放。钢丝绳的一端固定在滚 筒上，另一端绕过天轮与提升容器连接，当滚筒由电 动机拖动以不同的方向转动时，钢丝绳或在滚筒上缠 绕或放出，以带动提升容器。 缠绕式双卷筒提升机具有两个卷筒，每个卷筒上 固定一根钢丝绳，钢丝绳在两卷筒上的缠绕方向相反。
镀锌钢丝绳表面镀锌抗腐蚀；未镀锌称为光面钢丝 按韧性分特号、I号、II号三种 提升矿物用特号、I号，提升人员用特号 选钢丝绳考虑：安全技术要求、使用寿命、价格、使 用维护方便、供应充足
二、钢丝绳使用与维护 1）新绳应由检验单位进行验收合格/妥善保管/防 止损坏和锈蚀 2）完整保存每卷钢丝绳原始资料 3）保管超过1年的使用前再进行1次检验 需更换的情况 升降人用/安全系数小于7 升降物用/安全系数小于6 悬挂吊盘/安全系数小于5 主要提升装置必须备有检验合格的钢丝绳
• 按用途： 人车、材 料车
箕斗组成 金属矿缠 绕式提升 多绳摩擦 式提升
• 悬挂装置/斗箱/卸载闸门
• 翻转式箕斗
• 底卸式摩擦箕斗
1、防坠器 是提升机安全装置之一
由开动机构、传动机构、抓捕机构、和
缓冲机构组成
形式有：木罐道防坠器、钢轨罐道防 坠器、制动绳罐道防坠器
2、罐笼承接装置：有罐座、摇台、支罐机三种 3、罐耳：安装在顶部和底部，起导向作用。 4、罐道：分刚性和挠性，固定在罐道梁上或悬挂在井 架上。 5、卸载曲轨及后备保护形式。
矿井提升机系统及设备
重要环节、是联系地面和井下的咽喉要道 1）提升有用矿物，矿石、煤炭。 2）提升井下生产过程中产生的矸石、煤泥。 3）升降人员、运送设备和下放物料。
矿井提升系统的主要有：矿井提升机、电动机、电 气控制系统、安全保护装置、提升机信号系统、提 升钢丝绳、平衡钢丝绳、提升容器、井架、天轮、 井筒设备及装载卸载附属设备等组成。
六、钢丝绳的检查与试验 新绳必须对每根钢丝做拉断、弯曲、扭转试验 在用绳做拉断、弯曲试验
提升绳、罐道绳每天检查1次 平衡、防坠、缓冲、井筒悬吊绳每周1次 对易损段停车祥查 检查方法目测加辅助工具，探伤仪、游标卡尺、棉纱 升人绳自悬挂每隔6个月检验1次； 悬吊盘绳每隔12个月检验1次； 悬物绳自悬挂每隔12个月检验第1次/后隔6月验1次