[发明专利]垂直式直线电机辅助驱动的超深井特大吨位罐笼提升系统

说明书

本发明公开了一种垂直式直线电机辅助驱动的超深井特大吨位罐笼提升系统，包括钢丝绳提升系统、直线电机辅助驱动系统与电控系统；钢丝绳提升系统包括罐笼、提升钢丝绳、尾绳、导向轮和尾绳导向轮；直线电机辅助驱动系统包括直线电机初级、初级绕组、直线电机次级；通过直线电机辅助驱动系统产生的电磁驱动力推动罐笼垂直运动来承担特大吨位罐笼的增量提升载荷；上位机、PLC、变频器与罐笼加速度检测装置通过控制电缆对提升系统进行实时控制与监测，在加速度检测装置发现提升加速度超过设定值后，可以利用直线电机辅助提升系统对其进行紧急制动对提升机进行安全保护；增加了提升系统的提升深度与提升载荷，使其能够满足超深井超大型罐笼提升的需求。

技术领域

本发明涉及一种罐笼提升系统，具体涉及一种垂直式直线电机辅助驱动的超深井特大吨位罐笼提升系统。

背景技术

‌我国是世界煤炭资源大国，煤炭开采量和消耗量都居世界前列，在煤炭开采体系中，矿井运输与提升是开采过程中的重要的组成环节，而罐笼是矿井提升中的重要设备之一，一般用于矿井的副井提升人员、矿石、设备、材料，也可以作为主井提升煤炭的设备来使用。

随着经济和科学技术的发展，人类对自然资源愈加依赖，由于埋藏较浅的煤炭、金属和非金属等自然资源的储量已大幅减少，因此未来我国矿井的开采势必会朝着超深井与超大型提升发展。

但随着提升深度的增加，存在着以下问题限制了罐笼提升系统朝着超深井方向发展：

（1）钢丝绳的力学性能严重影响了提升深度，随着提升深度的增加，钢丝绳逐渐变长加粗，安全系数减小，在自重中所占的比例也越来越大，在这个过程中而钢丝绳的疲劳磨损、断裂与腐蚀的问题也更加严重。

（2）目前的矿井提升均采用罐道与罐耳配合的方式对罐笼导向，但随着提升深度的增加，在建造过程中，单侧罐道的直线度与两侧罐道的平行度难以保证，且罐道长期处于潮湿环境下，容易发生结构变形，因此在超深井提升过程中，罐道与罐耳的形式可靠性不高。

与此同时为了增加生产规模，提高煤炭产量，罐笼的提升载荷也越来越大，目前虽然罐笼的最大的单次提升量已经达到了60吨，但仍无法满足罐笼向着超大吨位发展的需求。

随着罐笼朝着超大吨位提升负载发展，随之也产生一些新的问题：

（1）钢丝绳通常要承受重载荷，受到了很大的拉伸应力与弯曲应力，而钢丝绳由于材料与规格的限制，其最大的拉伸应力与弯曲应力是一定的，随着提升载荷的增加，罐笼朝着超大吨位发展，钢丝绳的各项力学性能不可能被无限增大，而提升载荷的增大也会严重缩短钢丝绳的寿命，使其提前报废。

（2）现有的罐笼提升系统依靠旋转电机驱动提升滚筒带动钢丝绳来进行提升，提升模式较为单一。为了增加罐笼的提升载荷，所需的提升滚筒体积与旋转电机的功率也越来越大，极大的提高了提升机的安装维护与用电成本。

此外，罐笼提升系统承担着提升煤炭、人员、物料的任务，所处的提升负载与工况处在变化之中。在超深井中，若特大吨位罐笼的提升系统不论提升负载量大小，每次提升均采用旋转电机的最大额定功率来驱动钢丝绳提升系统来提升罐笼会造成电能浪费，同时仅依靠钢丝绳频繁的提升也会加剧对钢丝绳磨损。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种垂直式直线电机辅助驱动的超深井特大吨位罐笼提升系统，增加原有提升系统的提升高度，提升载荷，制动效率。