下篇(第四章_提升机与井筒相对位置)

第四章提升机与井筒相对位置第一节缠绕式提升机与井筒相对位置提升机房与卸载作业的关系：普通罐笼提升，机房位于重车运行方向的对面；箕斗提升，机房位于卸载方向的对侧。井架上的天轮一般装在同一水平的轴线上，或装在同一垂面上。当井筒布置有两套提升设备，布置方案有对侧式、同侧式、垂直式、和斜角式，图4-1所示为影响缠绕式提升机安装位置的主要参数关系图。图中：井架高度Hj:地面至天轮中心线的距离。弦长Lx：提升机卷筒轮缘至天轮轮缘的距离偏角：在绳弦所在平面内，从天轮轮缘作垂线使之垂直于卷筒中心线，则绳弦与垂线所形成的角度称为偏角。仰角β:下绳弦与水平线形成仰角β。图4－1影响提升机安装位置的主要参数关系图一、钢丝绳弦长Lx及偏角在提升过程中，弦长、偏角是变化的,且相互制约。为了防止运转时钢丝绳跳出天轮轮缘，Lx不宜过大。Lx过大时，绳的振动幅度也增大。因此将弦长Lx限制在60m以内。由图4-1可以看出，上、下两条绳弦长度不相等，但在计算中，近似地认为卷筒中心至天轮中心的距离即为弦长。由图4-1可见，当右钩提升即将开始时，右钩钢丝绳形成最大外偏角α，左钩钢丝绳形最大内偏角α2，当左钩提升即将开始时，左钩钢丝绳形成最大外偏角α1，右钩形成最大内偏角α2。限制偏角的原因及具体规定是：(1)偏角过大将加剧钢丝绳与天轮轮缘的磨损，降低了钢丝绳的使用寿命，严重时，有可能发生断绳事故。因此，《煤矿安全规程》规定，内外偏角均应小于1°30′。(2)某些情况下，当钢丝绳缠向卷筒时，会发生“咬绳”现象。由图4-2可见，若内偏角过大，绳弦的脱离段与邻圈钢丝绳不相离而相交，如图中A点所示，这就是“咬绳”。有时，虽然内偏角并不很大，但由于卷筒上绳圈间隙ε较小、钢丝绳直径d较大或卷简直径D较大，也会“咬绳”。“咬绳”加剧了钢丝绳的磨损。图4－2钢丝绳在卷简上缠绕时，“咬绳”示意图图4-3提升机在不同ε，d及D时避免“咬绳”的内偏角的允许角度曲线。图4—4提升机在不同ε，d及D时避免“咬绳”的内偏角的允许角度曲线。由图4-l可以看出，外偏角与弦长L的关系式为：式中：B为卷筒宽度；S为两天轮中心距；a为两卷筒之间距离。xLdaSB)(32arctan1（4-1）上式中：若取Lx值较小，α1能超过最大允许值1°30′，应以《煤矿安全规程》规定的最大允许值1°30′代入上式，求出相应的最小弦长Lx·min。即：max1mintan)(32daSBLx（4-2）内偏角α2与弦长Lx的关系为：式中：H为提升高度；30为钢丝绳试验长度；3为摩擦圈数。上式中分子中括弧一项代表提升终了时，卷筒表面未缠绳部分的宽度。xLdDHBaS)])(330([2arctan2（4-3）同理，以最大允许角度α2.max代入上式，可求出相应的。即：要特别指出的是：上式应同时满足前述两个规定。max2mintan)])(330([2dDHBaSLxminxL（4-4）选择和中的大值，定为最小弦长Lx·min。若求出的Lx·min不超过60m，则所定偏角、弦长均合理；若Lx·min已超60m，设法解决。若仅由于“咬绳”致使ε过小以致Lx·min过大时，可根据具体情况，适当增大ε或采取其他措施，提高ε以降低Lx·min。显然，式(4-4)是适用于单层缠绕的。对于双层或多层缠绕的提升机，由于层与层之间己加剧了钢丝绳的磨损。故一般不再考虑“咬绳”问题。多层缠绕时，L″x.min的计算式应为：minxLmax2mintan2aSLx（4-5）min'xL二、井架高度Hj，及井筒提升中心线至卷筒中心线距离Ls在Lx.min已知的情况下，为了求出Ls.min，可先计算井架高度Hj。图4-1可知，Hj应由下列各部分组成：（4-6）式中：Hx为卸载高度；Hr容器全高，可从容器规格中查得；Hg为过卷高度；Rt为天轮半径。式中最后一项0.75Rt是一段附加距离，因为从容器连接装置上绳头与天轮轮缘的接触点到天轮中心约为0.75Rt。tgtxjRHHHH75.0一般均将按式(4-6)的计算值圆整成整数值。不能将Hj任意降低。因为降低Hj实质上是减少了过卷高度Hg。为了节省钢材不必任意加大Hj值。井筒提升中心线至卷筒中心线距离Ls.min应按下式确定：式中：C0为卷筒中心线至井口水平的高度，一般取1.5-2m。tjxsRCHLL202minmin)(（4-7）对于需要在井筒与提升机房之间安装井架斜撑的矿井，对上述Lsmin值要按下式检验：（4-8）一般来说，根据式(4-7)所确定的Ls.min值能够满足式(4-8)的要求。若有特殊情况，可按照式(4-8)加大Ls.min，这时偏角将稍有降低。5.36.0minDHLjs三、下绳弦与水平线夹角β仰角的大小影响着提升机主轴受力情况。JK型提升机主轴设计时，是以下出绳角为15°考虑的，若β15°，钢丝绳有可能与提升机基础接触。大了钢丝绳的磨损。对于JK型提升机，应按下式计算出β值：minmin02arcsinarctanxttsjLDDRLCH（4-9）第二节塔式布置多绳摩擦提升机与井筒相对位置一、井塔高度Hj由图4-5可见，式(4-6)只相当于计算了井口到导向轮中心的一段距离。井塔高度Hj内，还应包括多绳摩擦轮中心高出导向轮中心的高度Ht。常取Dt=D+(1.5～2)m。井塔高度Hj应为：tgrxjHrHHHH75.0（4-10）式中：r为导向轮半径。二、围包角由图4-5可知，多绳摩擦轮与导向轮水平中心距OA：式中：S为两容器中心距；r为导向轮半径；R为摩擦轮半径。两轮轴心连线OO1:RrSOA221tHOAOO图4-5中BC段钢丝绳为两轮的公切线。延长OB至D点，并令BD=r，则∠OO1D可表示为：因△OAE～△EDO1，故在直角三角形OAO1中，有下列关系：由图4-5可知，将相应关系代入上式可得：11arcsinOORrDOODAO111arcsinAOOAAOOAOODOO11所以围包角α：ttHRrSHRrSRrarctan)(arcsin22ttHRrSHRrSRrarctan)(arcsin22（4-11）