CN108059056A - 一种超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统及方法，属于矿井提升技术领域。包括摩擦滚筒，辅助滚筒，导向轮，提升钢丝绳，驱动电机，其特征是每根钢丝绳对应绕过摩擦滚筒和辅助滚筒的多个绳槽，以增大提升系统的围包角。本发明采用简单的结构减小了保证提升系统正常运行所需的尾绳直径，降低了钢丝绳的制造成本和加工难度。在现有的井塔式多绳摩擦提升系统的基础上对应每根提升钢丝绳增加相应的摩擦滚筒和辅助滚筒的绳槽个数和导向轮，使得每根钢丝绳所形成围包角增大为180°乘以每根钢丝绳绕过的摩擦绳槽个数，减小了提升系统中的应力波动，延长了钢丝绳的使用寿命，提升了提升系统的安全性。

Description

一种超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统及方法
技术领域
本发明属于矿井提升技术领域，具体涉及一种超深立井提升技术领域，特别涉及一种超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统及方法。
背景技术
多绳摩擦提升系统是矿井生产过程中的重要环节，在现代矿山行业中应用十分广泛，现有的井塔式或落地式摩擦提升系统基本上是每根提升钢丝绳绕摩擦轮一次后连接至两提升容器，所形成围包角一般为180°，井塔式摩擦提升系统在应用于超深立井提升时，钢丝绳根数较少情况下的破断力无法满足已有的安全系数要求，且满足安全系数要求时所需的尾绳直径较大，而大直径钢丝绳不易制造加工，同时保证系统正常运行所需的牵引力较大，因此，不仅耗费钢丝绳数量多，成本高，而且直径大的钢丝绳会造成较大的应力波动现象，影响钢丝绳的使用寿命，不利于提升系统的安全运行。而目前的缠绕提升系统，虽然可以进行深井提升，但提升钢丝绳的数量较少，而无法实现大载荷提升。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统及方法，是一种应力波动小、安全性高的摩擦提升系统。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统，包括摩擦滚筒、辅助滚筒、提升容器、提升钢丝绳、摩擦滚筒驱动电机即主电机与辅助滚筒驱动电机即辅助电机，其特征在于：所述摩擦滚筒、辅助滚筒上对应开设有数个摩擦绳槽，每个所述摩擦绳槽由并若干列平行的凹槽组成；采用n根提升钢丝绳同时一起绕经所述摩擦滚筒、辅助滚筒上对应的m个摩擦绳槽，两端分别连接提升容器；每根提升钢丝绳所形成的围包角增大为 180°×m，m≥2。
进一步的，所述的n根钢丝绳的根数n根据拖动载荷的大小为1～10。
进一步的，所述每根提升钢丝绳绕过的摩擦滚筒、辅助滚筒上的摩擦绳槽的个数m为n的1～5倍。
进一步的，所述的辅助滚筒沿水平面倾斜一个角度β布置，辅助滚筒的绳槽分别与摩擦滚筒的绳槽相对应，0≤β≤15°。
进一步的，所述摩擦滚筒或辅助滚筒还连接有导向轮。
进一步的，所述的主电机与辅助电机分别通过主联轴器和辅联轴器与摩擦滚筒和辅助滚筒的轴相连接，各自电机的数量为1～4台。
进一步的，所述摩擦滚筒与辅助滚筒的中间点连线与垂直面的角度为α，根据α不同分为立式和蹲式，所述的立式的角度为70°≤α≤90°，蹲式的角度为α＜70°。
上述的超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统的驱动方法，对于任意的摩擦提升系统，提升钢丝绳绕经摩擦滚筒和辅助滚筒的摩擦绳槽，摩擦滚筒和辅助滚筒共同在其驱动电机的作用下，同时沿顺时针方向或同时沿逆时针方向同步转动，使得提升系统能够正常运行。
进一步的，对于井塔式摩擦提升系统，摩擦滚筒位于井塔的最上方，当辅助滚筒位于摩擦滚筒的上方时，任意一根提升钢丝绳自一侧依次沿辅助滚筒-摩擦滚筒方向绕经辅助滚筒和摩擦滚筒，最后绕至另一侧，需增大围包角时只需将提升钢丝绳重复缠绕摩擦滚筒和辅助滚筒即可。
进一步的，对于落地式摩擦提升系统，摩擦滚筒位于地面，任意一根提升钢丝绳自一侧依次沿辅助滚筒-摩擦滚筒方向绕经辅助滚筒和摩擦滚筒，最后绕至另一侧，需增大围包角时只需将提升钢丝绳重复缠绕辅助滚筒和摩擦滚筒即可。
有益效果：本发明提供的一种超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统及方法，与现有技术相比，具有以下优势：
(1)通过在现有的井塔式摩擦提升系统中每根提升钢丝绳对应增加相应个数的摩擦绳槽和导向轮，每根提升钢丝绳绕摩擦绳槽多次，使得提升系统的围包角增大；
(2)保证提升系统正常运行所需的尾绳直径较小，提升系统的应力波动较小，延长了钢丝绳的使用寿命；
(3)提高了提升系统的安全可靠性能，满足了超深立井提升的需要。
附图说明
图1是本发明的辅助滚筒位于摩擦滚筒正下方的井塔式摩擦提升系统结构示意图；
图2是本发明的辅助滚筒与摩擦滚筒水平距离较远的井塔式摩擦提升系统结构图；
图3是本发明的落地式摩擦提升系统结构示意图；
图4是图2中围包角为180°的提升系统的俯视结构示意图；
图5是图2中围包角为360°的提升系统的俯视结构示意图；
图6是图2中围包角为540°的提升系统的俯视结构示意图；
图7是图2中围包角为360°的提升系统的侧视结构示意图；
图8是井塔式摩擦提升系统中辅助滚筒轴线与水平面形成夹角示意图；
图中1—摩擦滚筒，2—辅助滚筒，3—导向轮，4—提升钢丝绳，5-主电机，6—主联轴器，7—摩擦滚筒轴，8—辅助电机，9—辅联轴器，10-辅助滚筒轴。
具体实施方式
本发明属于矿井提升技术领域，包括摩擦滚筒，辅助滚筒，导向轮，提升钢丝绳，驱动电机，其特征是每根钢丝绳对应绕过摩擦滚筒和辅助滚筒的多个绳槽，以增大提升系统的围包角。本发明采用简单的结构减小了保证提升系统正常运行所需的尾绳直径，降低了钢丝绳的制造成本和加工难度。在现有的井塔式多绳摩擦提升系统的基础上对应每根提升钢丝绳增加相应的摩擦滚筒和辅助滚筒的绳槽个数和导向轮，使得每根钢丝绳所形成围包角增大为180°乘以每根钢丝绳绕过的摩擦绳槽个数，减小了提升系统中的应力波动，延长了钢丝绳的使用寿命，提升了提升系统的安全性。
下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1-3所示，落地式摩擦提升系统的驱动滚筒位于地面，井塔式摩擦提升系统的驱动滚筒位于井塔上方，且根据辅助滚筒相对于摩擦滚筒的水平距离可以分两种，均包含有摩擦滚筒1，辅助滚筒2，提升钢丝绳4，主电机5，主联轴器6，摩擦滚筒轴7，辅助电机8，辅联轴器9，辅助滚筒轴10，图2和图3中摩擦提升系统相对于图1中的摩擦提升系统多了导向轮3。
实施例1
对于图1所示的井塔式摩擦提升系统，辅助滚筒2位于摩擦滚筒1的下方，任意一根提升钢丝绳4自一侧依次沿A—B—C—D—E—F方向绕经辅助滚筒2和摩擦滚筒1，最后绕至另一侧，需增大围包角时只需将提升钢丝绳4沿C—D—E方向重复缠绕。
实施例2
对于图2所示的井塔式摩擦提升系统，辅助滚筒2与摩擦滚筒1沿水平方向相距较远，任意一根提升钢丝绳4自一侧依次沿A—B—C—D—E—F方向绕经摩擦滚筒1和辅助滚筒2，最后绕至另一侧，需增大围包角时只需将提升钢丝绳4沿C—D方向重复缠绕。
实施例3
对于图3所示的落地式摩擦提升系统，摩擦滚筒1位于地面，任意一根提升钢丝绳4自一侧依次沿A—B—C—D—E—F方向绕经辅助滚筒2和摩擦滚筒1，最后绕至另一侧，需增大围包角时只需将提升钢丝绳4沿C—D方向重复缠绕。
实施例4
如图4所示，当摩擦滚筒1的直径大于辅助滚筒2时，辅助滚筒2可位于摩擦滚筒 1的正下方，任意一根提升钢丝绳4自一侧依次沿A—B—C—D—E方向绕经摩擦滚筒 1和辅助滚筒2，最后绕至另一侧，需增大围包角时只需将提升钢丝绳4沿B—C—D方向重复缠绕
实施例2的结果表征
如图5-7所示，以四绳摩擦提升系统为例，图4所示的围包角为180°井塔式摩擦提升系统中驱动滚筒各个绳槽所缠绕的钢丝绳，不存在辅助滚筒；图5所示的井塔式摩擦提升系统，围包角为360°，每一根提升钢丝绳分别绕过两个驱动滚筒绳槽和两个辅助滚筒绳槽；图6所示的井塔式摩擦提升系统，围包角为540°，每一根提升钢丝绳分别绕过三个驱动滚筒绳槽和三个辅助滚筒绳槽。
图8所示，为井塔式摩擦提升系统中辅助滚筒轴线与水平面形成夹角，确保辅助滚筒的绳槽分别与摩擦滚筒的绳槽相对应。
当图5～8中牵引力足够，则辅助滚筒的电机可失电，或者辅助滚筒的轴与电机脱离，则辅助滚筒可作为导向轮使用，其相关变化或类似演化也在本发明保护范围之内。
通过上面实施能够克服目前矿山立井摩擦提升系统牵引力小、缠绕提升系统的提升钢丝绳的数量较少，而无法实现大载荷提升的缺点，能够实现超深立井大载荷摩擦提升。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统，包括摩擦滚筒、辅助滚筒、提升容器、提升钢丝绳、主电机与辅助电机，其特征在于：所述摩擦滚筒、辅助滚筒上对应开设有数个摩擦绳槽，每个所述摩擦绳槽由并若干列平行的凹槽组成；采用n根提升钢丝绳同时一起绕经所述摩擦滚筒、辅助滚筒上对应的m个摩擦绳槽，两端分别连接提升容器；每根提升钢丝绳所形成的围包角增大为180°×m，m≥2。
2.根据权利要求1所述的超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统，其特征在于：所述的n根钢丝绳的根数n根据拖动载荷的大小为1～10。
3.根据权利要求1所述的超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统，其特征在于：所述每根提升钢丝绳绕过的摩擦滚筒、辅助滚筒上的摩擦绳槽的个数m为n的1～5倍。
4.根据权利要求1所述的超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统，其特征在于：所述的辅助滚筒沿水平面倾斜一个角度β布置，辅助滚筒的绳槽分别与摩擦滚筒的绳槽相对应，0≤β≤15°。
5.根据权利要求1所述的超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统，其特征在于：所述摩擦滚筒或辅助滚筒还连接有导向轮。
6.根据权利要求1所述的超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统，其特征在于：所述的主电机与辅助电机分别通过主联轴器和辅联轴器与摩擦滚筒和辅助滚筒的轴相连接，各自电机的数量为1～4台。
7.根据权利要求1所述的超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统，其特征在于：所述摩擦滚筒与辅助滚筒的中间点连线与垂直面的角度为α，根据α不同分为立式和蹲式，所述的立式的角度为70°≤α≤90°，蹲式的角度为α＜70°。
8.根据权利要求1所述的超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统的驱动方法，其特征在于：对于任意的摩擦提升系统，提升钢丝绳绕经摩擦滚筒和辅助滚筒的摩擦绳槽，摩擦滚筒和辅助滚筒共同在其驱动电机的作用下，同时沿顺时针方向或同时沿逆时针方向同步转动，使得提升系统能够正常运行。
9.根据权利要求8所述的超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统的驱动方法，其特征在于：对于井塔式摩擦提升系统，摩擦滚筒位于井塔的最上方，当辅助滚筒位于摩擦滚筒的上方时，任意一根提升钢丝绳自一侧依次沿辅助滚筒-摩擦滚筒方向绕经辅助滚筒和摩擦滚筒，最后绕至另一侧，需增大围包角时只需将提升钢丝绳重复缠绕摩擦滚筒和辅助滚筒即可。
10.根据权利要求8所述的超深立井双滚筒驱动大载荷摩擦提升系统的驱动方法，其特征在于：对于落地式摩擦提升系统，摩擦滚筒位于地面，任意一根提升钢丝绳自一侧依次沿辅助滚筒-摩擦滚筒方向绕经辅助滚筒和摩擦滚筒，最后绕至另一侧，需增大围包角时只需将提升钢丝绳重复缠绕辅助滚筒和摩擦滚筒即可。
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