近年来，随着我国国民经济的高速发展，我国对矿产资源的需求量大幅度增长，促使我国地下矿产资源的开采不断向深层扩展。据统计，目前我国煤炭的开采深度平均在 500 m 左右，并正在以每年8～12 m 的速度向深部发展。随着浅层矿产资源的消耗，未来 10 年内，我国矿井的开采深度必然达到1 000～2 000 m，因此，深井开采及运输问题已经受到很多学者的关注。随着我国矿井提升深度的不断发展，深井提升机的设计、生产和使用，已经成为我国提升机设计院所、生产厂家以及矿山生产单位共同面对的问题，目前，我国已经有很多学者对此进行了大量的研究探讨。对于深井提升，竖井提升比采用斜井或者带式输送机等方式更为有效，深井提升采用的提升机械为单绳缠绕式提升机 (单筒或双筒)、多绳摩擦式提升机以及多绳缠绕式提升机。根据其结构型式和采用的钢丝绳的不同，提升机有不同的使用范围。笔者就提升机的使用范围及在深井提升中的应用前景进行探讨。
1 提升机钢丝绳的选择对于提升系统的设计与选型，首要问题是钢丝绳的选择，钢丝绳的能力决定提升机的规格以及提升能力。就理论而言，提升机的钢丝绳极限提升高度与绳径无关，但对于提升系统来说，钢丝绳的绳径存在一个使用范围。根据洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司数十年来设计矿井提升机的经验，矿井提升机选用的钢丝绳绳径大部分在 20～50 mm 范围内。近年来，随着我国钢丝绳生产企业生产能力的提高与提升机设计的进步，提升机使用的钢丝绳直径也越来越大。目前，已经有少数提升系统配备了 50 mm 以上直径的钢丝绳，但考虑到直径为 50 mm 以上的钢丝绳在制造与使用方面都存在困难，笔者选用直径为 48mm 的钢丝绳作为分析的基准。在提升系统中如果选择直径更大的钢丝绳，其公称抗拉强度可以有效地增加系统的极限提升高度与载荷。目前，国内提升系统采用的钢丝绳的公称抗拉强度多为 1 770 MPa，国外单次提升最高的提升机——南非的南深金矿多绳缠绕式提升机，选用的钢丝绳公称抗拉强度为 1 960 MPa，而国内已经能够成熟地生产公称抗拉强度为 1 960 MPa 的钢丝绳。综合考虑国内外提升系统的现状和发展趋势，在笔者的分析中，深井提升系统选择公称直径为 48 mm，公称抗拉强度为1 960 MPa 的 6Q×19+6V×21 型钢丝绳。
2 单绳缠绕式提升机的使用范围对于单绳缠绕式提升机，采用 1 根钢丝绳悬挂 1个容器， 假设不考虑提升机的容绳量对系统提升能力的限制，则系统必须满足安全规程对钢丝绳安全系数的要求
3 多绳摩擦式提升机的使用范围对于多绳摩擦式提升机，一般认为其适应于大提升量的深井提升。在应用于浅井提升时，应满足防滑安全要求；而应用于深井提升时，为了保证钢丝绳的使用寿命，必须保证提升钢丝绳中的张力变化要求，同时还应满足安全系数要求。3.1 安全系数约束根据我国对多绳摩擦式提升机安全系数的规定
3.2 防滑约束为了保证多绳摩擦式提升机在工作中钢丝绳不发生打滑现象，必须满足防滑安全系数要求，防滑安全系数分为动防滑安全系数和静防滑安全系数。为了简化起见，在提升系统的加减速度不大于 1 m/ s2时，可以只做静防滑安全系数验算
3.3 钢丝绳张力变化的约束图 2 为多绳摩擦式提升机提升载荷示意。对于多绳摩擦式提升机，存在钢丝绳张力变化约束。为了保证必要的钢丝绳使用寿命，在钢丝绳任意断面处的应力波动值，不应大于钢丝绳破断力的 11.5%。钢丝绳的张力变化约束对提升高度和载荷的影响要大于钢丝绳的安全系数约束。如果按照钢丝绳的安全系数约束，多绳摩擦式提升机理论上不提任何载荷的极限提升高度可达 4 500 m，然而按照纲丝绳张力变化约束，这个极限提升高度仅在2 000 m 左右；防滑约束与张力变化约束的交点值为(93 580，1 014)。尤其需要指出的是钢丝绳的张力变化约束，这一约束在煤矿安全规程中并未体现，但根据多绳摩擦式提升机在国内深井提升的经验，钢丝绳在提升过程中内部张力变化过大会对钢丝绳的寿命产生严重影响。该点位于钢丝绳张力约束线下方，距离钢丝绳张力约4 多绳缠绕式提升机的使用范围多绳缠绕式提升机本质上是一种双筒缠绕提升机，与传统双筒提升机不同之处在于：每个卷筒正中间部分有 1 个挡绳板，使得一个卷筒可以缠绕 2 根钢丝绳，通过天轮后 2 根钢丝绳连接于同一个容器。因此，这种提升机的可行域与单绳缠绕式提升机类似。多绳缠绕式提升机与单绳缠绕提升机一样，它必须满足安全系数要求，不同之处在于：因为采用 2根绳提起同一容器，所以，多绳缠绕式提升机最小钢丝绳破断拉力总和比单绳缠绕式提升机增大 1 倍。
在南非的安全规程中，规定多绳缠绕式提升机的安全系数可以小于单绳缠绕式提升机安全系数的5%。因此，南非的多绳缠绕式提升机比单绳缠绕式提升机提的更深一些，但是国内安全规程中并无此项规定，所以多绳缠绕式提升机仍需满足与单绳缠绕提升机相同的安全系数 6.5。2 种提升机的极限提升高度相同，但在同样提升高度和容器系数相同的情况下，多绳缠绕式提升机的提升能力比单绳缠绕式提升机大1 倍。
本文关键词：斗式提升机,斗提机
