南非深井提升系统

南非深井提升系统对? ?深的采矿活动调查结果表明,影响这类工程寿命的重要因素是实现掘至全深的单一竖井和单一的提升系统的深井提升。这就暴露出现有的提升技术是主要的限制因素。目前正在进行降低提升绳法定的安全系数以提高提升系统的极限值的可行性研究。改进提升能力深井提升的主要限制因素是提升绳强度和提升绳的安全系数。目前在南非的? ? ?和? ? ?提出了减小提升绳安全系数这一具有重大意义的建议。? !年 ? ?讨论了深井提升的各种方式。他于本世纪初提出的这些参数仍然沿用至今,但提升深度已从? ? ?延伸到? ?。然而,他研究了多种提升系统和各种提升系统满足深井开采的方法。在此将其中某些提升系统重新进行研究。一般地,根据工作循环参数选择卷扬机设备。参数选取比较保守,所选参数如下?卷扬机速度? ?最大速度? ? ?卷扬机加速度士? ?装卸载间歇时间? ?卷扬机使用率? ?或? ? ?提升绳安全系数现有的法定系数箕斗系数? ? ? ?阳比率按? ? ?。规定提升绳抗拉强度? ? !? ?讨论了这种提升系统,当时井深?。这种系统没有明显的优点。在前面给出的常规参数的基础上,所进行的从? ?深的竖井中循环提升,其提升能力为?,其结果见表?。表?提升系统?的参数参数多层提升机底绳直径? ?顶绳直径? ?理想的? ? ?滚简直径?滚简速度? ?功率?选用强度?、直径?的提升绳,从刁?深井提升的多层提升机提升能力为? ? ?,这主要受钢绳提升能力的限制,因此,增加钢绳根数将直接提高经济效益。提升系统?多层提升是指每一提升滚筒上系有两个箕斗的提升系统。本世纪初? ?在其论文中提升系统?多绳提升系统应用得最广泛的布雷尔多绳提 升 机?是 双滚筒 水平式?。由安装在提升机上的天轮或由液压缸驱动的天轮对钢绳施以张力。有时需要增加钢绳根数以提高潜在的经济效益。双轮同步升降提升机为了减轻绳端 受力或下放重型设备,大部分卷扬设备通常采用双轮同步升降方法。采用这种提升系统作为永久提升系统会受到限制,这是因为其提升绳的速度增加并会产生磨损。串联提升系统在双轮同步升降提升系统的基础上,研究了增加钢绳根数的方法。双滚筒提升机置于井架两侧。一根钢绳经过一卷扬机的上滚筒穿过固定装载容器的滑轮与井架对面的卷扬机上滚筒相连。下滚筒用同样方式与第二台卷扬机相连。串联的两台卷扬机有效地形成机械祸合系统,?图?。容器使用两根提升钢绳不会在?卷扬机滚筒上产生明显的槽沟。如果采用双滚筒卷 扬机、两台水平排列的?提升系统?如图?,将可实现峨根钢绳提升的优点。该系统结 合多层提升方式形成了如图?串联多层提升系统。图?串联提升系统?仅有一 个装载容器?现代化控制系统将保证竖井提升按照要求的速度?距离模式进行,并且能自 动控制两台卷扬机同步运转。卷扬机按装载容器运行的速度运转。这种系统有许多优点,如降低井架受力和钢绳绕过滑轮前端的挤制力?改善钢绳管图?串联多层提升系统司草? 一一?图?串联提升系统串联?提升机的应用每一装载提升系统?如图?所示 为辅助平衡锤多层提升系统。将多层提升机作为基础的提升设备,顶层箕斗通过一组 主提升钢绳与地表提升机连接。另一组辅助钢绳绕过井架上的辅助天轮与竖井中的平衡锤相连。只要平衡锤质量远比负载钢绳的大,这类系统便可减小主绳 的负载量。系统惯性提出了如下有关惯性和脱落的间题? 箕斗重量与钢绳自重形成巨大的合力,导致加速度产生,只有在系统具有很大的加速度时顶层箕斗之上的钢绳才将出现松驰现象? ?平衡锤固定联连在主提升系统上。无特殊要求不必拆卸平衡锤? ?为防止钢绳出现松驰现象,认为对此系统而言装载容器合理的加速度应不低于?,。? ? ? ? ?祠祠图?平衡锤多层提升系统? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?的组合系统?图? ?。?平衡锤串联多层提 升系统有两台?提升机。顶层装载容器由?根主绳悬吊,底层装载容器由?根辅助钢绳悬吊,平衡锤有?根头绳和?根尾绳。提升能力为?的多层和串联多层提升设备提升深度为? ?、提升能力为?的?多层提升系统和?串联多层提升系统卷扬机的最小尺寸可以计算出来,其设计参数如表?。表?多层和串联多层提州量 备设计参数参数多层提升串联多层提升底绳直径? ?顶绳数目?顶绳直径? ? ?阳?提升机数目?滚简直径?刁·?,?总功率?、? ?滚简速度? 。?,。?少今冬图?平衡锤串联多层提升系统提升能力多层提升机可与串联系统或辅助平衡锤系统相结合。串联、平衡锤的组合方式具有很多优势。采用强度为? ?的? ?钢绳 的平 衡锤?多层提升系统,其?深度 的 最大月提升能力为?。平衡锤串联多层提升系统这是单一提升系统一平衡锤串联系统一多层提升系统采用直径? ? ?钢绳,多层提升系统和串联多层提升系统所获得的最大提升能力分别为? ?、? ? ?提升能力为? ? ?的平衡 锤串联提升系统表?列出了提升深度?、提升能力为? ? ?的平衡锤串联提升系统的设计参数?表?提升深度? ?,提升能力? ? ? 。? ?的平衡锤串联提升系统参数选取参数提升系统参数值底绳直径? ?平衡锤重量?奴主绳数量?主绳直径?,。?提升机数量?滚简直径? ? ? ? ? 率? ?滚简速度? ? !? ? 采用保守的应用参数,钢绳直径? ? ?强度为? ? ?的平衡锤串联?多层 提升系统,在井深?的竖井中最大的提升能力为? ? ? ?。设备效率在对整个工程的考虑过程中,确定设备的能力和规格要以经济效益为基础。在选择提升设备时,要求的提升能力通常是已知的。提升设备的效率几乎不是主要问题。这里将给出效率的计算方法。对比基础用一台?作为不同提升系统的对比基础,?系统也被称之为基准提升机。现在的基准设计参数是理论推导参数,目前尚未得到认可。一些重要参数列于表?。表?基准提升韧以登计参数参数墓准提升机率比较中提取有效提升参数的一种有用计算方法。?功效荷载?功率与平均有效载重功率之比可较好地反映提升系统的效 率,尽管它不等于实际消耗的功率。将这一比值称作功效,用于各种提升系统的比较中。尺寸因素功率不能单独用来表示系统 的投资费用,因此,必须比较提升机的尺寸。系统的尺寸用系统额定扭矩比率来表示,这比用忽略驱动系统尺寸的滚筒直径表示更精确。标准尺寸? ?尺寸系数?标准尺寸?基准提升机标准尺寸。井深月提升量月利用率 最大速度钢绳强度钢绳直径滚简直径?功率最大功率?、? ?沈? ? ?窗? ?建议的测量参数决定用2个参数作为成本效益的对比基础。它们是用提升机型号表示的设备投资和生产成本,后者用提升机效率来表示。平均有效载重功率提升的目的就是将净载荷从井底提升到地而。假设设备利用率为10 0 %,其平均(和R MS )功率为: P,=二/己·夕h式中:h一井深;dm/d t一每月总的提升量除以每月的提升时问,k g八c c。因此,平均有效载重功率为: P二,=t/m·g几(h/day)x(da”/month)又 360 0)式中的 t /m为每月总提升量。这是从效提升系统对比通过各系统在最大产量基础上的功效和尺寸白 勺 对比,可以看出,采用平衡锤串联多层提升系统,其钢绳强度2200MP a,可 获得的理论最大提升能力为 4 58 kt /mon,功效为4 0 %,尺寸系数为 2 3.4%。当利用率提高到可用于基准提升机( 78%)时,可采用更直接的对比方法。这致使在4000m深井中的最大提升能力为50okt/mon。总之,在多层提升、串联提升和平衡锤多层提升这些提升绳组合方式中,采用普通提 升机和现有的提升绳安全系数的单一竖井提升系统对于4000m深井提升是经济可行的。在这种提升深度下这些提升系统比所有常规布雷尔提升系统的效率更高,其尺寸更小,设备费用和生产成本明显更低。从理论上获得 的系统最大吨位不会限制竖井的生产能力。为了确定整个提升绳系统动态性能以及 竖井中部矿石转运、竖井掘进和人员材料提升的实用性,还必须采用更详细的工程分析方法。WME12一0189(韩志型王坚)