9.5 SHAFT HOISTING SYSTEMS
The hoist, together with its associated plant for an underground mine, is the single most important and expensive element of the mine plant (Butler and Schneyderberg, 1982). Because it is also the most sophisticated part of the entire plant, it is not feasible to build in redundancy (except for the prime mover), yet it must perform with close to 100% reliability. Its cost may be on the order of 5 to 10% of the entire development budget. Obviously, wise engineering judgments are called for in the design of the hoist plant.
FIGURE 9.17. Basic roof-bolting methods: mechanical point-anchor bolt (left), resin-anchor bolt (right), basic coal mine bolting plan (center). (After Lucas and Adler, 1973. By permission from the Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc., Littleton, CO.)
(e)
23rrwjjgf
FIGURE 9.18. Underground roof control systems: (a) roof bolt truss, (b) timber set, (c) stee1 set, (d) yieldable arch, (e) temporary hydraulic jacks, (f) wood crib. Figure 9.18(f) from Barczak and Gearhart (1994). Others from Lucas and Adler, 1973 (by permission from the Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc., Littleton, CO.)
9.5.1 Components of Hoist Plant
The hoist plant consists of all those components of the mine plant that are necessary to elevate ore, coal, stone, or waste and to raise and lower personnel and materiel in the mine. It is made up of some of the constituents of the mine plant that were discussed in Section 9.3. Classified by location, they consist of the following:
1. Surface plant
a. Hoist room (headframe- or ground-mounted)
(1) Hoist drum or sheave (imparts motion to rope)
(2) Hoise electrical and mechanical equipment (prime mover, brake. clutch, controls)
(3) Hoist ropes (steel wire strands, woven in a pattern or lay)
b. Headframe (tower or A-frame, steel or reinforced concrete)
(1) Idler sheaves
(2) Storage bins (ore and waste)
(3) Skip dump mechanism (overturning or bottom dump)
2. Shaft plant
a. Skips (bulk transport)
b. Cages, elevators (personnel, materiel)
c. Shaft guides (tracks for skips and cages)
3. Underground plant
a. Dump and storage bin
b. Crusher (if size reduction required for hoisting)
c. Loading pocket
d. Personnel and materials-handling facilities
Figure 9.19 assists us in visualizing these components of the hoist plant, assuring a vertical shaft as the main access opening. With little modification, the same layout would also suffice for an inclined shaft using hoisting (a slope, ramp. or drift mine differs, presumably because hoisting would not be used).
FIGURE 9.19. Components of the hoist plant installed with a vertical shaft. (After Lucas and Haycocks, 1973. By permission from the Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc., Littleton, CO.)
9.5.2 Hoisting System
It is with the hoisting s3stenl itself those components of the hoist plant located in the hoist room that engineering design is mainly needed. Three key factors govern hoist selection:
1. Production rate, or tonnage to be hoisted per unit of time
2. Depth of shaft
3. Number of levels to be accessed
There are only two hoist types commonly used today: drum and friction. A drum hoist stores the rope not extended in the shaft on the face of the drum. A friction hoist passes the rope (or ropes) over the top of the drive wheel but does not store it. Figure 9.20 shows a general diagram of both types. In addition, special drum hoist design for deeper shafts is occasionally required. The
FIGURE 9.20. Diagrams of mine hoists. (Top) Double-clutched, double-drum hoist. (Bottom) Multirope friction-sheave hoist. (After Russell, 1982. By permission from the Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc., Littleton, CO.)
multidrum Blair hoist was devised for deep mines in South Africa. The configurations for two Blair hoists are shown in Figures 9.21d and 9.21e. While there is no hard set of rules for selecting a type of hoist, Harmon (1973) and Russell (1982) have provided general applications (Table 9.2). In addition, Culp (2002) provides general guidelines. He makes note that technical criteria are often overshadowed by regional biases. This leads one country to prefer a friction hoist for the same application where another would choose a drum hoist. Here is Culps summary of common hoist configurations and their most common applications.
9.5.2.1Single-Drum, Unbalanced Hoist
A single-drum hoist is the simplest type, with one rope and one conveyance (Fig. 9.21a). Because there is no balancing load, it requires a very high ratio of power to capacity. It is the most flexible configuration because there is no consideration required for the position of a balancing conveyance. The most common applications are shaft-sinking hoists, auxiliary hoists (for escape and other low-utilization applications), and shallow service hoists.
9.5.2.2Single-Drum, Counterweighted Hoist
When configured with two ropes, winding in opposite directions so that one conveyance ascends while the other descends, the conveyances balance each other and the power requirements decrease significantly (Fig. 9.21b). This configuration is also known as an 'over/under' hoist. The balanced loads decrease power requirements because one conveyance offsets the other so tha
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
9.5竖井提升系统
提升机，连同其相关的植物的地下矿山，是一个最重要的和昂贵的矿植物成分（巴特勒和schneyderberg，1982）。因为这也是MOS不复杂的部分，在整个工厂，它是不可行的，以建立冗余（除了原动机），但它必须执行与接近100%的可靠性。它的成本可能是5至10%的整个发展预算。显然，明智的工程判断是在提升装置设计中被调用的。
图9.17.基本顶板锚杆支护方法：机械点锚栓（左）、树脂锚栓（右）、基煤锚计划（中心）。卢卡斯和艾德勒，1973。通过允许从中采矿、冶金、社会和探索，公司，利特尔顿，CO.）
图9.18.地下顶板控制系统：（a）锚杆桁架，（b）木材，（c）钢套，（d）可拱，（e）临时液压千斤顶，（f）木垛。图9.18（f）从barczak和GEA（1994）rhart。从卢卡斯和艾德勒1973人，（由采矿、冶金、社会许可和探索，公司，利特尔顿，CO.）
提升机厂9.5.1组件
提升装置由那些组成的煤矿厂，提升矿石，必要的煤、石、或浪费，提高和降低人员和物资在矿井。这是由在9.3节讨论的矿山植物的某些成分。分类的位置，它们包括以下：
1.表面植物
A.启闭机房（井架或地面安装）
（1）提升机卷筒或滑轮（给予动力绳）
（2）顶升机电设备（原动机、制动器。离合器，控制）
（3）提升绳索（钢丝绳，编织在一个图案或铺设）
B.井架（塔、人字架、钢筋混凝土或）
（1）惰轮
（2）储存箱（矿石和废物）
（3）跳过倾倒机构（翻转或倾倒倾倒）
2.竖井厂房
a.跳过（散货运输）
b.笼、电梯（人员、物资）
c.轴导轨（用于跳过和笼子的轨道）
3.地下厂房
a.转储和存储仓
b.破碎机（如提升所需的尺寸）
c.角装口袋
人员和材料处理设施
图9.19.协助我们将提升装置中的这些组件可视化，确保以垂直轴为主要通道的开启。与小的修改，同样的布局也足以为一个公司使用起升（斜坡，斜坡，斜坡，坡度，坡度，坡度，坡度，坡度。或者说我的不同，大概是因为起升就不会用了。
图9.19.安装在垂直轴上的提升装置的部件。（在卢卡斯和干草堆，1973。从采矿、冶金、社会许可和探索，公司，利特尔顿，CO.）
9.5.2提升系统
这是提升系统本身的那些组件的提升机厂位于启闭机房工程设计主要是必要的。提升机选型的三个关键因素：
1.生产速度，或每单位的船舶吨位
2.竖井深度
3.访问的级别数
目前只有2种常用的提升方式：鼓和摩擦。滚筒式绞车将绳索在滚筒上不在轴上延伸。摩擦提升机将绳索（或绳索）通过的顶部的驱动轮，但不存储它。图9.20显示了这两种类型的一般图。此外，特殊的鼓为更深的竖井提升设计，有时需要。
图9.20.矿井提升机图。（上）双离合，双滚筒提升机。（下）多绳摩擦轮提升机。（罗素，1982。通过采矿，冶金，一个社会的许可和探索，公司，利特尔顿，CO.）
multidrum布莱尔机被设计为在南非深矿。两布莱尔葫芦的配置图9.21d和9.21e所示。虽然没有一套选择类型规则提升机，哈蒙（1973）和罗素（1982）提供了一般应用程序（表9.2）。此外，卡尔普（2002）提供一般指引。他指出，技术标准往往会因地域偏见而蒙上阴影。这会导致一个国家更喜欢使用摩擦式提升机，而对于同样的应用程序，另一个则选择一个滚筒提升机。这里是卡尔普的共同提升配置总结他们最常见的应用。
9.5.2.1单鼓，平衡吊
单滚筒提升机是最简单的一种，用一根绳和一个运输工具（图9.21a）。因为没有平衡负载，它需要一个非常高的功率比容量。它是最灵活的配置，因为没有考虑所需的平衡输送位置。最常见的应用是凿井提升机，辅助提升机（逃生和其他低—利用应用程序），和浅层服务提升。
9.5.2.2单鼓，重机
当配置了两根绳子，在相反的方向缠绕，运输提升而下降，运输工具相互平衡和功率要求降低显著地（图9.21b）。此配置也被称为“过/下”提升机。平衡负载降低功率的要求，因为一个输送补偿的另一个，所以功率是必需的提起有效载荷和绳索，但不是运输工具。的主要缺点是，绳的长度是固定的，需要协调两个输送位置。例如，如果有一个运输工具在倾倒位置的顶部，另一个必须在底部的装载位置。另外，当绳子延伸，特别是在新的时候，它必须在长度调整，以取下拉伸的O，同时土地的交通工具在正确的位置。一个常见的配置使用一个运输和配重像一楼电梯。这消除了需要精确的COO两输送位置坐标。在单滚筒绞车，两跳可以彼此平衡，但配置实际只有一个提升水平。
表9.2吊装方法的应用
鼓 摩擦轮 Multidrum
最佳深度， lt;6000 (1.8) lt;3000(0.9) gt;6000 (1.8)
（公里）
最大跳跃容量
吨（吨） 28 (25) 85 (77) 56 (51)
最大输出量
TPH（吨/小时） 900 (820) 2800 (2540) 1800 (1630)
特征 单绳 多绳 多绳
多级 单级 大深度
中深度 有限深度
在美国的广泛使用 高产
最佳效率
在美国以外的广泛使用
基于MSHA规定安全因素和钢丝绳最大负载能力。
来源：哈蒙。1973；罗素，1982。通过采矿，冶金协会的许可。探索，利特尔顿，有限公司。
图9.21.常见起升系统的启闭布置及占空比。（卡尔普，2002。由ASEA，公司，蒙特利尔，加拿大的许可。）
当配置了两根绳子，在相反的方向缠绕，运输提升而下降，运输工具相互平衡和功率要求降低显著地（图9.21b）。此配置也被称为“过/下”提升机。平衡负载降低功率的要求，因为一个输送补偿的另一个，所以功率是必需的提起有效载荷和绳索，但不是运输工具。的主要缺点是，绳的长度是固定的，需要协调两个输送位置。例如，如果有一个运输工具在倾倒位置的顶部，另一个必须在底部的装载位置。同时，由于钢丝绳的延伸，尤其是新的，它必须调整长度，使交通工具同时地在正确的位置以伸展。同时土地的交通工具在正确的位置。一个常见的配置使用一个运输和配重像一楼电梯。这消除了需要精确协调的2个输送位置。。在单滚筒绞车，两跳可以彼此平衡，但配置实际只有一个提升水平。
9.5.2.3双滚筒提升机
缺点一鼓上/下机和双滚筒配置消除（图9.21c）。这里的绳索是一个单独的鼓共享一个驱动轴的伤口。通过在一个滚筒设置刹车和分离离合器，鼓可以断开。单离合器提升机将有一个固定的鼓和一个缠绕鼓，而双离合器提升机可以修补或风鼓。这简化了调整后的运输工具钢丝绳伸长。双滚筒提升机提升多层次的理想。
布莱尔9.5.2.4多绳提升机
而传统的滚筒提升机可以从很深的深处升负荷（gt; 10000英尺或3000米），其局限性是每个运输是由一根绳子举行。随着起升距离的增加，更多的是如果绳子的承载能力是用来装或举起绳子的。其结果是，在10000英尺（3000米）的深度，非常小的绳的力量可以应用于提升有效载荷。布莱尔提升机解决了通过循环单绳绕滑轮在运输连接带回来的轴从而加倍承载他的问题（图。9.21d和9.21e）。有很多方式把绳子的另一端连接。它可能是被阻塞的“或固定在顶部，使提升速度是一半的绕组速度。它也可能是在同一个直接的第二鼓的伤口作为另一边的离子，使它们一起提升或下降。这增加了起升速度，在一个不平衡的负载的全鼓速度和结果。负载可以通过增加一秒来平衡联电或机械的第一套鼓一对（图9.21）。布莱尔葫芦目前不在美国，但其他地方的应用，特别是在的南非。
9.5.2.5摩擦式提升机
摩擦，摩擦式提升机或使用的事实，在平衡负载经常产生足够的压绳轮上受摩擦。这允许多个小绳子分担贷款三维（图。9.21f和9.21g）。以下为绳直径滚筒直径的规则，小绳子降低滚筒所需要的大小，所需要的扭矩和功率，因此，制造成本。此外，因为摩擦式提升机不受一个滚筒提升机的压缩力，鼓的重量可以更小。摩擦提升机的成本通常是一个滚筒式起重机的成本的60%或相同的起升能力。绳子的数量通常是四或六，但也有只有一个或多达十个绳吊。
作为一种鼓形起重机开始起重负载从底部的轴，在一个侧面上产生了较大的起动转矩的绳索负载。因为摩擦式提升机的输送位置相对固定E对方，尾绳可以用来平衡钢丝绳载荷在提升周期。因此，负载平衡保持恒定在整个轴和起动转矩是低得多。F摩擦提升机，因此，需要一个较小的电机吊到相同的负载降低资本和运营成本。
摩擦提升机的缺点是输送的位置是相对固定的，类似于一个平衡的单筒系统。因此，他们是最好的使用在任何一个运输和多级矿山或矿井运输单级双平衡配置。其次，多绳之间的张力需要保持几乎相等，以减少磨损。作为绳子张力的差异增加了使用绳索的数量，这减少了实际的提升深度约5000英尺（1500米）。最后，有效载荷不能超过0.5倍的重量F的绳索和运输（在系统一侧）或绳子可能会滑倒在络筒机。例如，如果绳、尾绳、空运输每边重50000磅（22700公斤），日电子负载限制为25000磅（11.350公斤）。表达的另一种方式是，绳子的拉力（即）起升的载荷不得超过1.5倍于索（索）的拉力空搬运。这意味着轴深小于750英尺（230米），那里是较少绳载荷，载荷是有限的。可以添加到双方的死区，以增加允许的有效载荷，但增加了成本。
9.5.2.6性能特点
不同的起升系统有着不同的原理、形状、数量和排列的各种不同的起升系统的性能特点。在比较运营成本，对确定能耗，因此成本，是提升机的占空比。这是一个图的瞬时功率要求与起升时间。在图9.21中，绳的速度图主起升系统的克和占空比。主要的差异是与鼓的形状和使用或不存在的一个尾绳。
通常高速，最有吸引力的系统产量高、低能箕斗提升在中等深度的一个层面是摩擦轮的方法。使用的配重，这也是适应表多水平提升，与地面的滑轮安装可在水深5000英尺（1.5公里）以上。对摩擦轮提升机和绞车房的安装细节出现
9.6个专题：起升系统设计
矿山提升系统的设计过程中，应被理解的采矿工程师，即使设计和安装承包给工程师建造师和设备投标一个起重机制造商。通常情况下，矿业开发矿山转让自己的工程部门进行全程监控，包括周围的规划和建设面对提升装置。设计过程中详细检查，并通过以下示例说明。从哈蒙（1973）的设计过程中，方程和讨论都采取了很大一部分。
图9.22.多绳摩擦轮提升系统，安装在井架。（巴特勒和schneyderburg后，1982。由美国国家矿业协会，华盛顿特区。
1.平衡提升。所有的矿井提升系统都在平衡以减少力矩，扭矩和功率需求的提升。一般来说，两个交通工具（跳过和/或笼）暂停一葫芦，有时，当一个以上的水平是他服务，配重取代一个运输工具。它的设计与重量等于跳或笼的死负载加一个一半的活载。为了进一步平衡负载。尾绳厘米安装；虽然与绞车滚筒罕见，它通常是用摩擦轮提升机减少滑移以及时刻。
2.滑动摩擦轮提升。滑移发生在摩擦轮提升机如果绳子张力比超过理论极 （图9.23）。关系是其中T是钢丝绳张力，下标i和2指重空跳，分别是自然对数的底，mu;= 0.45是摩擦系数0.50，和theta;是包角FROMpi;弧度（1800）对井架安装起重机的pi;弧度（2400）为地面安装的提升机。方程9.1中，限制比例是1.5比1.6井架安装地面Mo葫芦和1.8-1.9在提升机。增加theta;，偏转滑轮可以。增加mu;，轮衬或钢丝绳润滑剂可以是多种多样的。
3。钢丝绳尺寸。钢丝绳有一个复杂的结构，在图9.24中显示了几种常见的提升钢丝绳的类型。基本上，有三种类型的采矿提升：圆股，扁平股和锁定线圈。在一般情况下，圆股钢丝绳使用滚筒提升机摩擦轮提升机、平顶链，以及在深度超过3200ft任何系统锁定线圈（0.96km）。
图9.23.要确定是否0ccurs摩擦轮提升机钢丝绳打滑分析。（左）接地式提升机。（右）井架式提升机。
图9.24.钢丝绳施工。矿井提升中最常用的三种类型是圆股、扁平股和锁定线圈。（由西马克诺德伯格吊装技术许可，密尔，WL.）
在设计一个起升系统时，最重要的是重量单位长度和断裂强度的钢丝绳。这三种常用的提升机绳的特性表9.3。注意钢的质量特性包括在圆股和扁平的股绳上。
在选择合适大小的钢丝绳的起升应用时，最关键的考虑因素是安全系数（图9.25）。在美国的价值观是建立矿山安全安全与健康管理局（MSHA）和提升机，深度的类型有所不同，是否有人员被悬挂；阶梯曲线来提升人员给出了最小允许值。标准由美国国家标准协会（ANSI）是人员或物料的最大负荷。因为在确定总负载时，必须考虑绳索的重量提升机的设计过程中，选择绳径成为一种试验和误差。最终，深度限制在单升起
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[152821]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
课题毕业论文、文献综述、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
