CN108946415A - 矿井提升装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了矿井提升装置。该矿井提升装置包括：卷筒，卷筒包括第一卷筒部和第二卷筒部；第一导向轮；第二导向轮；牵引绳，牵引绳包括：第一牵引绳，第一牵引绳的一端缠绕在第一卷筒部上，另一端绕过第一导向轮；第二牵引绳，第二牵引绳的一端缠绕在第二卷筒部上，另一端绕过第二导向轮，其中，牵引绳为高性能纤维绳，且第一牵引绳和第二牵引绳在卷筒上的缠绕方向相反。该矿井提升装置通过采用高性能纤维绳代替现有的钢丝绳作为牵引绳，提升载荷显著增加、提升装置的使用寿命显著延长，并降低了井深对载荷和使用寿命的影响。

Description

矿井提升装置

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，具体地，涉及矿井提升装置。

背景技术

矿井提升机是矿山常用的提升系统之一。相关技术中的矿井提升机通常采用钢丝绳牵引提升容器。但是，相关技术中的矿井提升机钢丝绳存在自重大，承载能力小，使用寿命短的问题。

由此，矿井提升机有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种矿井提升装置，该矿井提升装置采用高性能纤维绳代替现有的钢丝绳，具有更好的耐化学腐蚀性、耐冲击和抗切割性能，使矿井提升装置提升载荷显著增加，体积减小、使用寿命延长、装置成本下降。

需要说明的是，本发明是基于发明人的下列工作而完成的：

现有的矿井提升装置采用钢丝绳牵引，钢丝绳直径很大，导致缠绕卷筒直径大，驱动装置的负载也较大，降低了提升系统的效率；当矿井较深时，实践发现提升钢丝绳寿命短，更换频繁，成本高，劳动强度大；在深井提升中，由于提升系统安全系数的限制和钢丝绳重量的增加，导致能够提升的载荷减小，效率低，投资大。

发明人对大量各种材质的牵引绳进行分析比较，研究发现，高性能纤维作为一种力学性能优异的材料，它的比重不到钢的1/4，抗拉强度是钢的7-9倍，抗拉弹性模量亦高于钢，具有良好的耐化学腐蚀、摩擦系数低、优良的耐冲击和抗切割性能，由此，采用高性能纤维绳代替现有的钢丝绳，提升载荷显著增加、提升装置的使用寿命显著延长，并降低了井深对提升载荷和使用寿命的影响，提高了生产效益，并且，装置的生产成本低。

因而，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种矿井提升装置。根据本发明的实施例，该矿井提升装置包括：卷筒，所述卷筒包括第一卷筒部和第二卷筒部；第一导向轮；第二导向轮；牵引绳，所述牵引绳包括：第一牵引绳，所述第一牵引绳的一端缠绕在所述第一卷筒部上，另一端绕过所述第一导向轮，其中，所述第一卷筒部与所述第一导向轮之间的所述第一牵引绳为第一线段；第二牵引绳，所述第二牵引绳的一端缠绕在所述第二卷筒部上，另一端绕过所述第二导向轮，其中，所述第二卷筒部与所述第二导向轮之间的所述第二牵引绳为第二线段，其中，所述牵引绳为高性能纤维绳，且所述第一牵引绳和所述第二牵引绳在所述卷筒上的缠绕方向相反。

根据本发明实施例的矿井提升装置，采用高性能纤维绳代替现有的钢丝绳作为牵引绳，提升载荷显著增加、提升装置的使用寿命显著延长，并降低了井深对提升载荷和使用寿命的影响，提高了生产效益，并且，装置的生产成本低。

另外，根据本发明上述实施例的矿井提升装置，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述第二导向轮的高度高于所述第一导向轮的高度。

根据本发明的实施例，所述第一导向轮和所述第二导向轮位于所述卷筒的同侧。

根据本发明的实施例，所述第一线段的水平夹角为30-70度，所述第二线段的水平夹角为20-70度。

根据本发明的实施例，所述卷筒的中心轴与所述第一导向轮的中心轴的高度差为25-70米，所述卷筒的中心轴与所述第二导向轮的中心轴的高度差为30-90米。

根据本发明的实施例，所述卷筒的中心轴与所述第一导向轮的中心轴的水平距离为25-110米，所述卷筒的中心轴与所述第二导向轮的中心轴的水平距离为28-120米。

根据本发明的实施例，所述第一导向轮和所述第二导向轮独立地为单绳导向轮或多绳导向轮。

根据本发明的实施例，所述多绳导向轮为三绳导向轮。

根据本发明的实施例，所述多绳导向轮为多个单绳导向轮是独立设置的。

根据本发明的实施例，所述高性能纤维绳是由碳纤维、芳纶和聚乙烯中的至少一种形成的。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的矿井提升装置的结构示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的矿井提升装置的结构示意图；

图3显示了根据本发明又一个实施例的矿井提升装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种矿井提升装置。

本发明实施例的高性能纤维作为一种力学性能优异的材料，它的比重不到钢的1/4，抗拉强度是钢的7-9倍，抗拉弹性模量亦高于钢，具有良好的耐化学腐蚀、摩擦系数低、优良的耐冲击和抗切割性能。

根据本发明实施例的矿井提升装置，采用高性能纤维绳代替现有的钢丝绳，提升载荷显著增加、提升装置的使用寿命显著延长，并降低了井深对载荷和使用寿命的影响，提高了生产效益，并且，装置的生产成本低。

参考图1-3，根据本发明的实施例，对该矿井提升装置进行解释说明：

卷筒100：根据本发明的实施例，该卷筒100包括第一卷筒部110和第二卷筒部120，第一卷筒部110和第二卷筒部120上缠绕有牵引绳，通过卷筒转动控制提升容器或配重的升降。

根据本发明的实施例，该装置进一步包括驱动装置，该驱动装置与卷筒100相连，以驱动卷筒100转动，从而实现提升容器或配重的升降调节和控制。

根据本发明的实施例，第一卷筒部110和第二卷筒部120可以集成一体设置在卷筒100上，也可以各自独立设置，通过万向联轴器连接，使第一卷筒部110和第二卷筒部120以相同的转速同步转动，从而对相连的重物或配重等进行同步提升。

第一导向轮200：根据本发明的实施例，该第一导向轮200用于第一牵引绳移动过程中的方向引导。通过该第一导向轮200的第一牵引绳的自由端可以连接第一提升容器500，该第一提升容器500可以用于装载待运输物体。

第二导向轮300：根据本发明的实施例，该第二导向轮300用于第二牵引绳移动过程中的方向引导。通过该第二导向轮300的第二牵引绳的自由端可以连接配重或第二提升容器600。

根据本发明的实施例，第二导向轮300的高度高于第一导向轮200的高度，也就是说，第一导向轮200和第二导向轮300的高度不同。由于第一导向轮200和第二导向轮300固定在同一井架上，第一导向轮200和第二导向轮300的高度不同，便于错开布置在井架的不同高度上，便于安装设置。

根据本发明的实施例，第一导向轮200和第二导向轮300位于卷筒100的同侧，其中，“同侧”是指均为卷筒100的左侧，优选地，位于左上方，或均为卷筒100的右侧，优选地，位于右上方。如果第一导向轮200和第二导向轮300位于卷筒100的同侧，则可以将第一导向轮200和第二导向轮300固定在一个支撑架上，便于安装布置，节省工程成本。

通常情况下，第一导向轮200和第二导向轮300固定在井架的上端，以便从矿井中提升矿石等。由于第一导向轮200和第二导向轮300固定在井架上，所以井架斜架的倾斜角度也就决定了第一导向轮200和第二导向轮300中心的连线与地面的角度，从而直接影响卷筒100的中心轴与第一导向轮200和第二导向轮300的中心轴的高度差和水平距离。发明人在生产实践中发现，如果井架斜架的倾斜角度过大，则影响地面控制室的布置，而如果井架斜架的倾斜角度过小，则井架斜架所受的支撑力过大，影响支撑的稳固性。参考图2，根据本发明的实施例，卷筒100的中心轴与第一导向轮200的中心轴的高度差H1为25-70米，卷筒100的中心轴与第二导向轮300的中心轴的高度差H2为30-90米。根据本发明的实施例，卷筒100的中心轴与第一导向轮200的中心轴的水平距离L1为25-110米，卷筒100的中心轴与第二导向轮300的中心轴的水平距离L2为28-120米。由此，不仅第一导向轮200和第二导向轮300之间的距离合适，便于第一导向轮200和第二导向轮300在井架上的布置，而且该水平距离和高度差形成的第一导向轮200和第二导向轮300与地面的倾斜角度适宜，也就是说，井架斜架与地面的倾斜角度适宜，使井架的着地点不影响控制室的位置设置，同时，井架的支撑力适宜。

参考图3，根据本发明的实施例，第一导向轮200和第二导向轮300独立地为单绳导向轮或多绳导向轮。如果采用多绳导向轮，则相应的牵引绳的直接和卷筒100的直径均减小。例如，如果提升高度为1965m，提升容器自重12t，正常载重10t。如果选择2根钢丝绳作为牵引绳，则钢丝绳直径为卷筒100的直径为Ф6.75；如果选择2根高性能纤维绳作为牵引绳，则纤维绳的直径为卷筒100的直径为Ф4.5；如果选择3根高性能纤维绳作为牵引绳，则纤维绳直径为卷筒100的直径为Ф3.6。显然，多绳导向轮随着绳数的增加，单根牵引绳的受力下降，直径也相应减小，同时，卷筒100的直径也相应下降。并且，相对于钢丝绳，采用高性能纤维绳作为牵引绳，所需的牵引绳的直径更小，卷筒100的直径也相应下降。但是如果多绳导向轮的绳数目过多，使装置的结构复杂，而且投资成本也相应上升。综合考虑，多绳导向轮优选为三绳导向轮。由此，牵引绳和卷筒的直径均较小，装置的结构简单，投资成本低。

根据本发明的实施例，多绳导向轮200和导向轮300可以为整体结构，也可以根据提升绳数量做成分体结构，举例说明，3绳导向轮200可以为整体导向轮结构，包括3根绳槽；也可以分体结构，分成3个导向轮，每个导向轮一根绳槽。根据本发明的优选实施例，多绳导向轮为多个单绳导向轮是独立设置的。由此，各个导向轮之间相互影响小，便于导向轮的布置。

牵引绳400：根据本发明的实施例，该牵引绳400包括第一牵引绳410和第二牵引绳420。根据本发明的实施例，第一牵引绳410的一端缠绕在第一卷筒部110上，另一端绕过第一导向轮200，其中，第一卷筒部110与第一导向轮200之间的第一牵引绳410为第一线段；第二牵引绳420的一端缠绕在第二卷筒部120上，另一端绕过第二导向轮300，其中，第二卷筒部120与第二导向轮300之间的第二牵引绳420为第二线段，其中，该牵引绳400为高性能纤维绳，且第一牵引绳410和第二牵引绳420在卷筒100上的缠绕方向相反。由此，缠绕在卷筒上的牵引绳通过第一和第二导向轮的方向引导，用于特定位置的物体的提升运输，并且第一牵引绳和第二牵引绳在卷筒上的缠绕方向相反，卷筒转动时，一个牵引绳向上提升负重，另一个牵引绳向下输送负重，实现向上和向下的同步输送。

如前所述，由于第一导向轮200和第二导向轮300固定在井架的上端，井架斜架的倾斜角度决定了第一导向轮200和第二导向轮300与卷筒100的夹角，也就决定了第一线段和第二线段的水平夹角的大小。根据本发明的实施例，当第一线段的水平夹角α为30-70度，第二线段的水平夹角β为20-70度时，井架斜架与地面的倾斜角度适宜，使井架的着地点不影响控制室的位置设置，同时，井架的支撑力适宜。

根据本发明的实施例，该高性能纤维绳是由碳纤维、芳纶和聚乙烯中的至少一种形成的。由此，该高性能纤维绳的力学性能优异，比重不到钢的1/4，抗拉强度是钢的7-9倍，抗拉弹性模量亦高于钢，具有良好的耐化学腐蚀、摩擦系数低、优良的耐冲击和抗切割性能。采用该高性能纤维绳为牵引绳，牵引绳和卷筒的直径更小，使用寿命更长，投资成本也更低。例如，如果提升高度为1965m，容器自重12t，正常载重10t。如果选择2根钢丝绳作为牵引绳，则钢丝绳直径为卷筒100的直径为Ф6.75；而如果选择2根高性能纤维绳作为牵引绳，则纤维绳的直径为卷筒100的直径为Ф4.5，牵引绳和卷筒的直径均显著下降。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种矿井提升装置，其特征在于，包括：

卷筒，所述卷筒包括第一卷筒部和第二卷筒部；

第一导向轮；

第二导向轮；以及

牵引绳，所述牵引绳包括：

第一牵引绳，所述第一牵引绳的一端缠绕在所述第一卷筒部上，另一端绕过所述第一导向轮，其中，所述第一卷筒部与所述第一导向轮之间的所述第一牵引绳为第一线段；

第二牵引绳，所述第二牵引绳的一端缠绕在所述第二卷筒部上，另一端绕过所述第二导向轮，其中，所述第二卷筒部与所述第二导向轮之间的所述第二牵引绳为第二线段，

其中，所述牵引绳为高性能纤维绳，且所述第一牵引绳和所述第二牵引绳在所述卷筒上的缠绕方向相反。

2.根据权利要求1所述的矿井提升装置，其特征在于，所述第二导向轮的高度高于所述第一导向轮的高度。

3.根据权利要求1所述的矿井提升装置，其特征在于，所述第一导向轮和所述第二导向轮位于所述卷筒的同侧。

4.根据权利要求3所述的矿井提升装置，其特征在于，所述第一线段的水平夹角为30-70度，所述第二线段的水平夹角为20-70度。

5.根据权利要求4所述的矿井提升装置，其特征在于，所述卷筒的中心轴与所述第一导向轮的中心轴的高度差为25-70米，所述卷筒的中心轴与所述第二导向轮的中心轴的高度差为30-90米。

6.根据权利要求5所述的矿井提升装置，其特征在于，所述卷筒的中心轴与所述第一导向轮的中心轴的水平距离为25-110米，所述卷筒的中心轴与所述第二导向轮的中心轴的水平距离为28-120米。

7.根据权利要求1所述的矿井提升装置，其特征在于，所述第一导向轮和所述第二导向轮独立地为单绳导向轮或多绳导向轮。

8.根据权利要求1所述的矿井提升装置，其特征在于，所述多绳导向轮为三绳导向轮。

9.根据权利要求1所述的矿井提升装置，其特征在于，所述多绳导向轮的多个单绳导向轮是独立设置的。

10.根据权利要求1所述的矿井提升装置，其特征在于，所述高性能纤维绳是由碳纤维、芳纶和聚乙烯中的至少一种形成的。