矿井提升设备选型设计
第一节 提升方式的确定及提升设备选型依据
一、矿并提升设备的作用
矿井提升设备是矿井重要的大型机电设备之一，它是联系矿井井下与地面时主要生产设备。矿井提升设备的任务是提升有益矿物(煤炭、矿石等)和矸石，升降人员和设备，下放材料等。
矿井提升设备的工作特点是在一定的距离内，以变速和匀速作往复直线运动，而且起动和停止频繁，因此它须具有良好的控制系统和完善的保护装置，以保证安全可靠地运转。矿井提升设备的合理选型和正确的维护、管理和使用，对确保矿井提升设备的经济与安全运转具有重大的意义。
二、矿井提升设备的组成部分
矿井提升设备一般包活捉升机、电动机、提升钢丝绳、提升容器、天轮、井架、装卸载设备，以及电控设备与安全保护装置等。
矿井提升机主要由缠绕机构(或主导轮)、减速器、联铀器、离合器、制动系统、深度指示器、液压站及操纵台等部分组成。 三、矿井提升系统
根据提升方式的不同，矿井提升系统可分为以下几种： （1）竖并普通罐笼提升系统 （2）竖井箕斗提升系统 （3）斜井箕斗提升系统 （4）斜井串车提升系统 四、矿井提升设备的分类 （一）按用途分类
（1）主井提升设备，专供提升煤炭用的提升设备。在特大、大和中型矿井，提升容器多采用箕斗，小型矿井多采用罐笼或矿车；
（2）副井提升设备，专供提升歼石、升降人员、运送材料和设备的提升设备。提升容器多为普通罐笼或翻转罐笼。 （二）按缠绳机构的型式分类
（1）单绳缠绕式提升机，即等直径圆柱形卷筒提升机，多用于井深在350m以下的大、中、小型矿井提升，此外还有变直径圆柱圆锥形卷筒提升机；
（2）多绳摩擦式提升机，适用于井筒较深、产量较大的矿井提升。 （三）按井筒倾角分类 （1）竖并提升设备； （2）斜井提升设备。 （四）按提升容器分类 （1）罐笼提升设备； （2）箕斗提升设备；
（3）串车提升设备；斜井串车提升 （5）吊桶提升设备。
（五）按拖动装置分类
（1）交流感应电动机施动的提升设备； （2）直流电动机施动的提升设备； （3）液压传动的提升设备。
五、提升方式的确定
在进行选择提升设备选型前，首先应确定合理的提升方式，它对提升设备的选型、对矿山的基建投资、生产能力、生产效率及吨煤成本和安全都会产生重要的影响。
一般提升方式可参考以下原则确定： （1） 年产量大于300Kt的大中型矿井，由于提升煤炭及辅助提升的任务较大，一般均设主、副井两套提升设备。主井采用箕斗提升煤炭，副井采用罐笼完成辅助提升任务。
（2） 年产量小于300Kt的大中型矿井，根据提升情况可爱用两套罐笼提升设备，或用一套罐笼提升设备进行混合提升。
（3） 对于特大型矿井（年产量大于1800Kt），一般主井需用两套箕斗提升设备，副井除配备一套罐笼提升设备外，有时还需要设置一套带平衡锤的单容器提升设备作辅助提升。
在确定提升方式时，除考虑年产量这一主要因素外，还要考虑以下几个因素： （1） 在矿井同时开采煤的品种多于两种，要求不同品种的煤分别外运时，应考虑采用罐笼作为主井提升设备。
（2） 对为的块度要求较高时，就考试采用罐笼作为主井提升设备。 （3） 地面生产系统靠近井口时，采用箕斗提升可以简化后续的生产流程，若远离井口，需要轨道运输，应采用罐笼提升。
（4） 单水平开采，多采用容器提升；多水现时平开采的矿井，应采用单容器加平衡锤的提升系统。
（5） 对于斜井，目前应采用单绳缠绕式提升机；竖井年产量超过600Kt，井深超过350m的矿井，应考虑采用多绳摩擦式提升机。
（6） 矿井若分前、后期两个水平开采，提升机和井架应按最终水平选择，提升容器、钢丝绳和提升电动机可按第一水平选择，在井筒自觉至第二水平时，根据具体情况再更换。
以上所述，仅是确定提升方式的一般性原则，在具体设计工作中，要根据矿井的具体情况，提出多种可行性方案，再通过技术经济分析并考虑我国提升设备的生产和供应情况，才能合理地确定提升方案。
六、选型设计的主要内容 （一）设计依据 1．主井提升
(1) 矿井年产量An（万吨）；
(2) 工作制度：年工作日b (天)，每日工作t(小时)；
(3) 矿井开采水平数，各水平井筒深度Hs(m)及服务年限； (4) 卸载高度Hx，m； (5) 装载高度Hz，m；
(6) 提升方式： 箕斗或罐笼； (7) 煤的散集密度?，t/m3； (8) 井筒断面尺寸，井筒中布置提升设备的套数； (9) 矿井电压等级 (10) 副井提升： 2．副井提升
(1) 矿井年产量An（万吨）；
(2) 工作制度：年工作日b (天)，每日工作t(小时)：
(3) 矿井开采水平数，各水平井筒深度Hs(米)及服务年限；
(4) 矸石年产量：如无特别指出，一般可按煤产量的15～20％估算； (5) 最大班下井人数、材料消耗量、需运送设备数量、炸药等下井次数。 (6) 矿车规格；
(7) 井筒断面尺寸，井筒中布置提升设备套数； (8) 井上、井下车场布置形式； (9) 矿井电压等级。
（二）提升设备选型设计的主要内容包括： (1) 计算并选择提升容器 (2) 计算并选择提升钢丝绳 (3) 计算滚筒直径并选择提升机 (4) 计算天轮直径并选择天轮 (5) 提升机与井筒相对位置的计算 (6) 运动学及动力学计算 (7) 电动机功率的验算
(8) 计算吨煤电耗及效率（对于主井提升）
(9) 制定最大班作业时间平衡表（对于副井提升）
第二节 立井单绳缠绕式主井提升设备的选型设计
一、提升容器的选择
立井提升容器主要是箕斗和罐笼。在同等条件下，箕斗与罐笼相比，质量小，所需井筒断面小，装卸载快，提升能力大，电动机功率小，提升效率高，便于实现自动化。缺点是用途单一，需设置煤仓及装卸载设备，需另设辅助提升设备，井架较高，井筒较深。可根据矿井生产能力的大小确定提升容器的类型。提升容器的类型确定后，就要计算提升容器的容量，并从容器规格表中选择标准容器，也可根据现场要求自行设计非标准容器。
在矿井年产量、工作制度一定的情况下，可以选择大容量容器低速提升；也可以选择小容量容器高速提升。这两种提升方式，前者因容器大，所需提升钢丝绳直径粗，提升机直径大，电动机功率大，设备初期投资高，但运行电费低，后者则反之。在实际工作中确定提升方案时，要先对两种方案进行选型计算，从初期投资，运行电费等各方面进行技术经济比较，考虑现场特殊需要，确定经济合理的提升方案。在做方案设计时，可采用经济提升速度的方法。
一般认为经济的提升速度为：
Uj?(0.3~0.5)H （m/s） （3—1）
式中 H— 提升高度（m）；
一般情况下取中间值进行计算，即 Uj?0.4H；
对于箕斗提升 H?HS?HX?HZ （m）； （3—2）
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