两种主要的提升绞车系统在采矿和竖井作业中使用的是卷筒式提升和科佩式(或摩擦式)提升。卷筒式提升机通过将整个提升绳卷绕在一个大卷筒上进行工作,类似于一个巨大的渔线轮。相比之下,科佩系统使用一个摩擦驱动的轮子来移动绳索,绳索只是经过轮子而不会卷绕在上面。
在卷筒式提升机(物理存储绳索)和科佩式提升机(通过摩擦移动绳索)之间的选择,是一个根本性的工程决策,主要由矿井深度和操作载荷决定。
提升绞车的基本功能
提升绞车,或称提升机,是将笼子(用于人员)或罐笼(用于物料)在垂直矿井中上下移动的关键机械设备。无论系统类型如何,总会有几个关键组件。
关键组件
提升机组或电机提供动力。动力通过齿轮系统,经由卷筒或科佩轮传递给绳索。
整个系统安装在地面上的绞车房内,绳索经过一个位于井架顶部的滑轮,井架是直接位于竖井上方的钢结构高塔。

系统一:卷筒式提升
卷筒式提升机是这两种系统中比较传统的一种。其工作原理直接且机械上简单明了。
工作原理
在此系统中,到达井底所需的全部提升绳长度被牢固地固定并卷绕在一个大的圆柱形或双圆柱锥形卷筒上。当卷筒朝一个方向旋转时,它放出绳索,降低笼子或罐笼;朝另一个方向旋转时,则将绳索卷回卷筒上,将其提升。
关键特性
这种方法提供了对竖井内运载工具位置的正向、无滑移控制,因为绳索物理上固定在卷筒上。然而,卷筒的大小必须足够大,才能容纳整个绳索,这可能成为一个重大的限制。
系统二:科佩式(摩擦式)提升
科佩系统是为了克服卷筒式提升机的深度限制而开发的,是现代深井采矿的标准。
工作原理
科佩系统不存储绳索。相反,绳索经过一个直径大的单轮(科佩滑轮),该滑轮具有特殊的摩擦衬里槽。
该系统依靠绳索和滑轮衬里之间的摩擦来传递动力。笼子或罐笼连接到绳索的一端,而配重(或第二个运载工具)连接到另一端,平衡载荷并确保摩擦驱动正常工作所需的足够张力。
关键特性
这种设计对于深井来说效率更高,因为电机只需要提升载荷,而不是钢绳本身的巨大重量。下降侧的绳索重量有助于提升上升侧的绳索。
理解权衡
在这两种系统之间进行选择,涉及基于矿井特定需求的明确工程权衡。
井深和绳索重量
卷筒式提升机受深度限制。随着竖井越来越深,绳索变得越来越长和重,需要一个不切实际的大而重的卷筒来存储它。
科佩式提升机在深度方面表现出色。由于绳索重量得到平衡,系统不受存储和提升绳索本身的需求限制,只受载荷的限制。
控制与复杂性
卷筒式提升机提供绝对的位置控制,没有绳索打滑的风险,使其成为较浅、多层竖井的坚固且简单的选择。
科佩系统更复杂,需要精确的张紧、平衡绳索以及管理潜在的绳索打滑。然而,其效率和适用于深井的特性使得这种复杂性是必要且值得的。
为您的应用做出正确选择
您的运营目标是选择提升系统时的决定性因素。
- 如果您的主要重点是较浅的竖井(约 1500 米以下)或多层通道:卷筒式提升系统提供坚固、正向的控制,机械要求更简单。
- 如果您的主要重点是最大化深度和载荷能力:科佩式(摩擦式)提升系统是明确的行业标准,因为它克服了绳索重量和卷筒尺寸的基本限制。
最终,正确的系统是能够安全有效地满足竖井独特的地理和生产需求的系统。
总结表:
| 系统 | 最适合 | 主要优点 | 主要限制 |
|---|---|---|---|
| 卷筒式提升 | 浅层/多层竖井(< 1500 米) | 对运载工具的正向、无滑移控制 | 由于绳索重量/卷筒尺寸,不适用于非常深的竖井 |
| 科佩式(摩擦式)提升 | 深井和高载荷 | 在深度大时效率高;无需存储/提升绳索重量 | 更复杂,需要精确张紧以防止打滑 |
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