[实用新型]一种地下非煤矿山矿井提升系统物理仿真平台

说明书

技术领域：

本实用新型涉及采矿工程技术。特别是一种地下非煤矿山矿井提升系统物理仿真平台。

背景技术

地下非煤矿山矿井提升系统是矿井生产过程中的重要环节，是联系地表和井下的咽喉要道。矿井提升系统担负着提升全矿井的矿石、废石，材料，设备以及人员的重要工作，在矿山生产中有特别重要的地位。其运转的安全性、可靠性、经济性不仅能影响整个矿山的生产，还涉及到人员的生命安全。

矿井提升系统是一个空间的、立体的、动态运行的“宏观、巨型”系统，即使在生产现场，也只能看到系统的局部。目前，提升系统在设计、优化、教学、培训与展示方面均依赖于平面资料，如文字描述和平面图纸。设计与从业者只能借助一定的专业知识进行抽象思维，才能建立虚拟的整体模型，无法直观、动态地演示提升系统的构成与运行，不便于提升系统的教学和技术交流。

提升系统在设计阶段较难开展原型实验，只能在建成试车后，进行局部调整。而提升系统非常复杂，除了一些确定性数学问题外，还有很多不确定的数学问题。虚拟仿真技术的出现，虽减少了对提升系统抽象思维的难度，简化了提升系统中的确定性问题，但对其中不确定性问题，如系统的提升能力和通风能力等很难模拟，导致提升系统在设计时只能参考类似矿山实例选取相应系数，按经验公式核算提升系统的提升能力和通风阻力，其核算结果往往不够准确，导致按设计建成的矿井提升系统的提升能力与矿山的生产能力不相适应，造成矿山井下运输与提升不协调，经济上受损失；设计给出的通风阻力误差较大，依此进行风机选型，易导致选型不当造成矿井供风不足的安全隐患或供风过大的浪费现象。

实用新型内容：

基于目前提升系统设计中存在的上述问题，本实用新型的目的是通过几何相似原理提供一种地下非煤矿山矿井提升系统物理仿真平台，用其直观、动态地演示矿井提升系统内部结构和运行过程，核算设计矿井的提升能力和通风阻力。

本实用新型提供的地下非煤矿山矿井矿井提升系统物理仿真平台，包括支架、安装在支架上的矿井模拟装置(与实际矿井按一定比例缩小)和可调速提升装置，其中矿井模拟装置包括一圆形井筒，井筒内由隔板划分成提升间、管缆间和梯子间；提升间中有由可调速提升装置通过钢丝绳牵引、沿罐道升降的罐笼；梯子间中设有通过梯子平台上下接续的梯子；管缆间中有风水和电缆管线；在提升间的井筒侧壁上自上而下开设有对应尽头式井底车场、折返式井底车场和环形井底车场的三个马头门。

所述可调速提升装置由平台、配有调速装置的微型卷扬机、天轮架、天轮和钢丝绳构成；平台固定安装在所述支架的上端，微型卷扬机固定安装在平台的后端，天轮架焊接在平台的前端，天轮安装在天轮架上，钢丝绳绕过天轮一端与微型卷扬机相接，另一端与所述罐笼相接。

所述罐笼采取模块式结构，其上下左右四个侧面由四个外缘带有凹槽的L形主块、八个带有八个带有与所述凹槽对接凸缘的L形副块、四个长条块和八个连接块通过隼接方式构成(通过改变模块的尺寸使罐笼大小可调)。

利用本实用新型物理仿真平台，可展示矿井提升系统的结构，对矿井提升系统的运行过程进行直观、动态演示，对矿井提升系统的教学和技术交流提供极大方便；通过系统的运行可以核算出设计矿井的提升能力和通风阻力，用其判断设计的准确性。

附图说明

图1为本发明物理仿真平台的整体结构示意图；

图2为图1中矿井模拟装置的三维立体局部剖视图；

图3为图2中罐笼的三维立体图；

图4为图3中罐笼的分解图；

图5为图1中可调速提升装置的结构示意图。

图中：1-井筒，1-1-马头门，2-1-(支架)底座，2-2-竖直杆，2-3-喉箍杆，2-4-喉箍，2-5-平台杆，3-可调速提升装置，3-1-平台，3-2-天轮架，3-3-微型卷扬机，3-4天轮，4-罐笼，4-1-L形主块，4-2-长条块，4-3凹槽，4-4-L形副块，4-5-连接块，4-6-罐耳，5-钢丝绳，6-罐道梁，7-提升间，8-管缆间，8-1-风水和电缆管线，9-梯子间，9-1-梯子平台，9-2-梯子，10-罐道，11-隔板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

本实施例是与针对某地下非煤矿山设计的矿井按1：100比例缩小制成的矿井提升系统物理仿真平台。该矿井的井筒设计直径为6.5m，井筒延伸(高度)100m，罐笼设计尺寸为470×1704×6619mm。