超深矿井多绳多层缠绕式提升系统变形失谐及其控制

　　许多国家地表浅层的矿产资源逐步消耗殆尽，向地下更深处进行矿产资源开发是必然选择。目前，我国在超深矿井提升装备的设计和运行理论及制造方面仍处于空白，严重制约了国家深部资源开发利用战略的实施。深入研究超深矿井大型提升装备设计制造和运行的基础理论和关键技术，实现其突破十分迫切。本书的特色是针对在我国有望成为超深井提升的钢丝绳多点提升多层缠绕式组合拓扑结构提升装备面临的一些挑战进行研究。本书的主要内容有：超深井提升机卷筒结构对多层缠绕钢丝绳变形失谐的影响及其控制；绳槽结构及其布置型式对钢丝绳多层缠绕排绳运动及变形失谐的影响和控制；层间过渡装置的结构及其对变形失谐的影响和控制；圈间及层间过渡的实验研究。

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第1章 绪论 1
1.1 超深矿井大型提升装备在国家深部资源开发战略中的地位和作用 1
1.2 超深井提升装备研发面临的科学和技术问题 2
主要参考文献 7
第2章 超深井提升机卷筒结构对多层缠绕钢丝绳变形失谐的影响及其控制 8
2.1 超深井提升机卷筒结构 8
2.1.1 矿井提升装备概述 8
2.1.2 单绳缠绕式和多绳摩擦式矿井提升机及其结构 8
2.1.3 超深矿井提升机及其结构 11
2.2 卷筒结构对多层缠绕双钢丝绳变形失谐的影响及其控制 12
2.2.1 引言 12
2.2.2 卷筒出绳口位置对主轴受力和变形的影响 12
2.3 卷筒变形及钢丝绳变形、腹板支撑对提升钢丝绳拉力降低及张力的影响 26
2.3.1 引言 26
2.3.2 多层缠绕卷筒变形、钢丝绳拉力降低及张力变化 27
2.3.3 卷筒腹板支撑对多层缠绕变形的影响 32
2.3.4 求解过程与结果分析 32
2.4 小结 38
主要参考文献 39
第3章 超深矿井提升机绳槽结构、布置型式对钢丝绳多层缠绕排绳运动及变形失谐的影响和控制 40
3.1 引言 40
3.2 超深矿井提升机钢丝绳多层缠绕绳槽及其结构 40
3.3 超深矿井提升机钢丝绳多层缠绕绳槽布置型式优劣的评价方法和指标 43
3.4 超深矿井提升机钢丝绳多层缠绕绳槽相关参数研究 46
3.4.1 绳槽相关参数 46
3.4.2 绳槽参数的仿真试验研究 54
3.4.3 实际提升样机系统绳槽参数研究 59
3.5 超深矿井提升机钢丝绳多层缠绕圈间过渡长度研究 67
3.5.1 圈间过渡区长度数学模型的建立 67
3.5.2 圈间过渡区长度理论公式的研究及讨论 74
3.6 超深矿井提升机钢丝绳多层缠绕两圈间过渡区布局研究 76
3.6.1 缠绕式矿井提升系统的振动力学和数学建模 77
3.6.2 边界激励下的振动方程 83
3.6.3 离散化及其求解 86
3.6.4 数值仿真结果与讨论 88
3.7 小结 95
主要参考文献 95
第4章 层间过渡装置的结构设计研究及变形失谐的影响和控制 98
4.1 引言 98
4.2 Lebus绳槽的层间过渡运动过程分析 99
4.2.1 层间过渡装置研究简述及层间过渡运动过程分析 99
4.2.2 Lebus绳槽的层间过渡运动过程的三维模拟 102
4.3 超深矿井提升机层间过渡装置设计新思想和新方法 105
4.4 层间过渡装置各参数的设计计算方法 106
4.4.1 1～2层层间过渡装置的结构设计 106
4.4.2 2～3层层间过渡装置的结构设计 110
4.5 两种层间过渡结构层间过渡时加速度的计算 117
4.6 小结 119
主要参考文献 119
第5章 圈间及层间过渡的实验研究 121
5.1 引言 121
5.2 实验目的 121
5.3 实验设计 122
5.4 实验装置及相关参数、测试方法的确定 123
5.4.1 样机参数 123
5.4.2 实验台的总体结构 124
5.4.3 绳槽相关参数计算及制作 126
5.4.4 数据采集及图像处理 131
5.5 两圈间过渡区布局理论的实验验证 137
5.6 层间过渡平稳性的实验验证 143
5.6.1 实验设计 143
5.6.2 实验结果与讨论 144
5.7 四套绳槽的综合比较实验 147
5.8 小结 149
主要参考文献 150
结束语 151
附录 153