提升绳索及立井提升系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种提升绳索及立井提升系统，其中，提升绳索包括：碳纤维复合材料芯层；混杂纤维复合材料层，所述混杂纤维复合材料层包覆在所述碳纤维复合芯层的表面上；聚合物表层，所述聚合物表层包覆在所述混杂纤维复合材料层的表面上。本实用新型专利技术实施例的提升绳索可以满足轻量化需求，有效提高提升系统运力和提升效率，降低建造和维护成本，解决相关技术中采用钢丝绳作为提升绳的，导致在超千米深井中应用时具有一定局限性等技术问题。井中应用时具有一定局限性等技术问题。井中应用时具有一定局限性等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
提升绳索及立井提升系统


[0001]本技术涉及采矿工程
，特别涉及一种提升绳索及立井提升系统。

技术介绍

[0002]相关技术中，多绳摩擦式提升系统在应用于超千米深立井提升时会遇到以下主要问题：
[0003](一)立井深度越大，提升绳的长度和自重相应增大。现有技术的提升绳采用钢丝绳作为提升首绳和尾绳，由于钢材较高的比重使得提升绳的自重与终端荷重接近，不但降低提升效率，增大提升机规格，而且大幅提高成本；
[0004](二)立井深度超过千米时，提升首绳中的张力变化较大。现有技术的提升绳的疲劳性能难以满足需求，尤其是在实际运行过程中，提升绳的寿命严重缩短，导致提升系统频繁换绳，不仅增加钢丝绳购买成本，也影响了矿山的正常运行，降低企业利润。
[0005](三)立井深度越大，地温、瓦斯、地下水等问题也更为突出，形成了严苛的腐蚀环境。现有技术的提升绳需要额外采用防腐涂层等处理，以满足耐久性要求，从而增加材料成本。
[0006]综上，受限于材料本身的特性，采用钢丝绳作为提升绳的提升系统在超千米深井中应用时具有一定局限性，亟待改进。

技术实现思路

[0007]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0008]为此，本技术的第一目的在于提出一种用于立井提升系统的提升绳索，该绳索可以满足轻量化需求，有效提高提升系统运力和提升效率，降低建造和维护成本。
[0009]本技术的第二个目的在于提出一种立井提升系统。
[0010]为达到上述目的，本技术第一方面提供一种用于立井提升系统的提升绳索，包括：碳纤维复合材料芯层；混杂纤维复合材料层，所述混杂纤维复合材料层包覆在所述碳纤维复合芯层的表面上；聚合物表层，所述聚合物表层包覆在所述混杂纤维复合材料层的表面上。
[0011]根据本技术的用于立井提升系统的提升绳索，通过高性能复合纤维提升绳在相同截面面积下承载力，其是钢丝绳的5
‑
10倍，且重量是钢丝绳的1/4
‑
1/5，满足轻量化需求，同时具有优良的耐久性能，大大提升了矿井牵引绳的力学性能与使用寿命，同时降低提升系统自重，显著提升矿井提升系统运力，不但有效提高提升系统运力和提升效率，而且降低建造和维护成本。由此，解决了相关技术中采用钢丝绳作为提升绳的，导致在超千米深井中应用时具有一定局限性等技术问题。
[0012]可选地，所述碳纤维复合材料芯层由多束碳纤维丝与树脂基体复合而成。
[0013]可选地，所述多束碳纤维丝沿着所述绳索的长度方向取向。
[0014]可选地，所述多束碳纤维丝为沿所述绳索整个长度范围内延伸的连续纤维。
[0015]可选地，所述混杂纤维复合材料层由多束混杂纤维丝与树脂基体复合而成。
[0016]可选地，所述多束混杂纤维丝包括玻璃纤维、玄武岩纤维与芳纶纤维中的至少之一。
[0017]可选地，所述多束混杂纤维丝沿着所述绳索的长度方向和环绕所述绳索的截面中心方向取向。
[0018]可选地，所述树脂基体包括环氧树脂、聚酯、乙烯基酯和酚醛树脂中的至少之一。
[0019]可选地，所述聚合物表层包括高于预设摩擦系数的弹性体材料和/或大于预设耐磨程度的弹性体材料。
[0020]可选地，所述碳纤维复合材料芯层、所述混杂纤维复合材料层和所述聚合物表层一体成型得到所述绳索。
[0021]可选地，所述绳索的横截面为矩形、圆角矩形与圆形中的一种。
[0022]可选地，所述绳索的横截面的厚度小于所述绳索的横截面的宽度。
[0023]为达到上述目的，本技术第二方面提供一种立井提升系统，其包括上述的用于立井提升系统的提升绳索。该立井提升系统通过高性能复合纤维提升绳在相同截面面积下承载力，其是钢丝绳的5
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10倍，且重量是钢丝绳的1/4
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1/5，满足轻量化需求，同时具有优良的耐久性能，大大提升了矿井牵引绳的力学性能与使用寿命，同时降低提升系统自重，显著提升矿井提升系统运力，不但有效提高提升系统运力和提升效率，而且降低建造和维护成本。由此，解决了相关技术中采用钢丝绳作为提升绳的，导致在超千米深井中应用时具有一定局限性等技术问题。
[0024]本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0025]本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0026]图1为根据本技术实施例提供的一种用于立井提升系统的提升绳索的结构示意图；
[0027]图2为根据本技术另一个实施例的用于立井提升系统的提升绳索的结构示意图；
[0028]图3为根据本技术再一个实施例的用于立井提升系统的提升绳索的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0030]下面参照附图描述根据本技术实施例提出的提升绳索及立井提升系统，首先将参照附图描述根据本技术实施例提出的用于立井提升系统的提升绳索。
[0031]具体而言，图1为根据本技术实施例提供的一种用于立井提升系统的提升绳索的结构示意图。
[0032]如图1所示，该用于立井提升系统的提升绳索包括：提供高摩擦系数且耐磨损的聚合物表层1、提供良好拉伸强度和弯曲变形能力的混杂纤维复合材料层2和提供良好拉伸刚度和拉伸强度的碳纤维复合材料芯层3。
[0033]具体地，混杂纤维复合材料层2包覆在碳纤维复合芯层3的表面上。
[0034]可选地，在本技术的一个实施例中，碳纤维复合材料芯层可以由多束碳纤维丝与树脂基体复合而成，位于所述提升绳索的中心，多束碳纤维丝可以沿着绳索的长度方向取向，而且多束碳纤维丝为沿绳索整个长度范围内延伸的连续纤维。
[0035]其中，在本技术的一个实施例中，树脂基体可以但不仅限于包括环氧树脂、聚酯、乙烯基酯和酚醛树脂中的至少之一。
[0036]可以理解的是，在一些情况下，碳纤维复合材料作为绳芯，生成碳纤维复合材料芯层3，即绳芯可以由碳纤维与基体材料复合而成。其中，碳纤维复合材料绳芯层3由多束碳纤维丝与树脂基体复合而成，其位于提升绳索的截面中心，从而有效满足轻量化需求，提升了矿井牵引绳的力学性能与使用寿命的同时，降低提升系统自重。
[0037]可选地，在本技术的一个实施例中，混杂纤维复合材料层2可以由多束混杂纤维丝与树脂基体复合而成，多束混杂纤维丝可以包括玻璃纤维、玄武岩纤维与芳纶纤维中的至少之一，即由多束包括但不限于玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于立井提升系统的提升绳索，其特征在于，包括：碳纤维复合材料芯层；混杂纤维复合材料层，所述混杂纤维复合材料层包覆在所述碳纤维复合芯层的表面上；以及聚合物表层，所述聚合物表层包覆在所述混杂纤维复合材料层的表面上。2.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于，所述碳纤维复合材料芯层由多束碳纤维丝与树脂基体复合而成。3.根据权利要求2所述的绳索，其特征在于，所述多束碳纤维丝沿着所述绳索的长度方向取向。4.根据权利要求2所述的绳索，其特征在于，所述多束碳纤维丝为沿所述绳索整个长度范围内延伸的连续纤维。5.根据权利要求1所述的绳索，其特征在于，所述混杂纤维复合材料层由多束混杂纤维丝与树脂基体复合而成。6.根据权利要求5所述的绳索，其特征在于，所述多束混杂纤维丝包括玻璃纤维、玄武岩纤维与芳纶纤维中的至少之一。7.根据权利要求5或6所述的绳索，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程实，王泽源，邹奕翀，
申请(专利权)人：中煤科工集团北京华宇工程有限公司，
类型：新型
国别省市：