【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深井矿山运输装置，尤其是涉及一种深井矿山提升装置及方法。
技术介绍
1、矿山竖井提升装置是矿山生产中的重要设备，主要用于在竖井中提升和运输矿石、人员、材料和设备等。它通常包括提升绞车、钢丝绳、提升容器(如提升笼)、天轮、导向轮、制动装置等部分。
2、通常来说，在井底将矿石等重物装入提升笼后，通过绞车带动提升笼上升时，由于上升初期需要对提升笼提供向上的加速度，因此上升初期钢丝绳受到的拉力最大，绞车的负荷最高，会对钢丝绳及绞车造成不可逆的磨损，导致钢丝绳及绞车故障率升高以及使用寿命缩短；
3、同时，提升笼在竖井内升降过程中，容易受到气流扰动、重心偏移等因素影响而发生横向摆动，严重情况下提升笼会与竖井内壁发生碰撞，导致安全事故，同时，由于矿山竖井深度通常较大(数百米)，若安装竖向导轨对提升笼进行横向限位会导致成本高昂，因此，需要提供一种低成本的控制提升笼横向摆动的技术方案。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种深井矿山提升装置及方法，用以解决提升笼上升初期钢丝绳及绞车受到较大负荷影响使用寿命以及提升笼在竖井内升降过程中横向稳定性不佳的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种深井矿山提升装置，包括：
3、提升装置主体，所述提升装置主体包括井架、天轮、提升笼、钢丝绳及绞车，所述井架固定于地面，所述天轮转动设置于所述井架、并位于竖井上方，所述钢丝绳绕设于所述天轮，所述钢丝绳的一端与所述提升笼固定连接，所述钢丝绳的
4、助推机构，所述助推机构包括助推板及助推驱动件，所述助推板设置于竖井的井底，所述助推驱动件与所述助推板连接、并用于驱动所述助推板升降；以及，
5、平衡机构，所述平衡机构包括水平仪、若干个气嘴及空压机，所述水平仪固定于所述提升笼，各个所述气嘴分别布置于所述提升笼的四周，所述空压机用于根据所述水平仪测得的所述提升笼的倾斜方向，将提升笼摆动趋势的反侧的空气抽吸至空压机内，压缩后再排出到提升笼摆动趋势的同侧，以阻碍提升笼的摆动。
6、在一些实施例中，所述助推机构还包括支撑块，所述支撑块上用于支撑所述助推板。
7、在一些实施例中，所述助推驱动件为助推驱动气缸，所述助推驱动气缸与所述助推板连接、并用于驱动所述助推板升降。
8、在一些实施例中，所述气嘴的数量为四个，四个所述气嘴分别设置于所述提升笼的四个侧壁上，所述平衡机构还包括进气五通阀及出气五通阀，所述进气五通阀的一个接口与所述空压机的进口连通，所述进气五通阀的其他四个接口分别与四个所述气嘴连通，所述出气五通阀的一个接口与所述空压机的出口连通，所述出气五通阀的其他四个接口分别与四个所述气嘴连通。
9、在一些实施例中，所述深井矿山提升装置还包括卡紧机构，所述卡紧机构包括若干个翼板及若干个第一伸缩件，各个所述翼板的一端分别铰接于所述提升笼的四周，各个所述第一伸缩件的一端分别铰接于所述提升笼的四周，各个所述第一伸缩件的另一端分别与对应的所述翼板的另一端铰接。
10、在一些实施例中，所述卡紧机构还包括若干个摩擦体，所述摩擦体分别固定于对应的所述翼板的外侧，所述摩擦体的外侧为圆弧面。
11、在一些实施例中，所述深井矿山提升装置还包括顶部支撑机构，所述顶部支撑机构包括顶撑板及第二伸缩件，所述顶撑板铰接于所述竖井的井口处，所述第二伸缩件的一端铰接于所述竖井的内侧壁，所述第二伸缩件的另一端与所述顶撑板铰接，当所述第二伸缩件处于第一长度时，所述顶撑板水平设置并与所述竖井的井口平齐，当所述第二伸缩件处于第二长度时，所述顶撑板竖直设置并与所述竖井的侧壁贴合设置。
12、在一些实施例中，所述竖井的井口的内侧壁上开设有容纳槽，当所述第二伸缩件处于第二长度时，所述顶撑板竖直设置并与所述竖井的侧壁贴合设置并位于所述容纳槽内。
13、本专利技术还提供了一种深井矿山提升方法，适用于所述的深井矿山提升装置，且包括如下步骤：
14、s1、通过绞车将提升笼下放至竖井的井底，直至提升笼与助推板接触，将待提升的重物放入提升笼内，接着通过绞车带动提升笼上升，同时通过助推驱动件推动助推板上升，直至助推驱动件到达最大行程，之后绞车继续带动提升笼上升最终到达竖井的井口，再卸下提升笼内重物至地面；
15、s2、在提升笼上升的过程中，持续通过水平仪测量提升笼的倾角，当提升笼的倾角大于预设值时，空压机的进口与提升笼摆动趋势的反侧的气嘴连通，空压机的出口与提升笼摆动趋势的同侧的气嘴连通，启动空压机，将提升笼摆动趋势的反侧的空气抽吸至空压机，压缩后排出到提升笼摆动趋势的同侧，从而对提升笼摆动趋势进行制动。
16、在一些实施例中，提升笼摆动趋势的确定方法如下：
17、获取t时刻水平仪测量得到的提升笼的倾斜方位及倾角；
18、获取t+1时刻水平仪测量得到的提升笼的倾斜方位及倾角；
19、当t+1时刻的提升笼的倾角大于预设角度时，将t时刻及t+1时刻所述提升笼的倾斜方位分解为最接近的两个气嘴的方向，分别得到t时刻及t+1时刻最接近的两个气嘴的方向的分倾角；
20、比较t时刻及t+1时刻最接近的两个气嘴的方向的分倾角，若t+1时刻的分倾角大于t时刻的分倾角，则表明摆动趋势方向与倾斜方向相同，将空压机的出口与最接近倾斜方位的两个气嘴连通，将空压机的进口与对侧的两个气嘴连通，启动空压机，将气流吹动至倾斜方向，以阻碍摆动趋势；反之，若t+1时刻的分倾角小于t时刻的分倾角，则表明摆动趋势方向与倾斜方向相反，将空压机的进口与最接近倾斜方位的两个气嘴连通，将空压机的出口与对侧的两个气嘴连通，启动空压机，将气流吹动至倾斜方向的对侧，以阻碍摆动趋势。
21、与现有技术相比，本专利技术提出的技术方案的有益效果是：通过助推驱动件在提升笼上升初期对提升笼提供上升动力，可以降低绞车及钢丝绳在提升笼上升初期受到的作用力，可以延长绞车及钢丝绳的使用寿命，降低其故障频率，同时，通过水平仪测量提升笼的倾角及倾斜方向，通过空压机将提升笼摆动趋势的反侧的空气抽吸至空压机内，压缩后再排出到提升笼摆动趋势的同侧，以阻碍提升笼的摆动，可以避免提升笼与竖井的井壁发生碰撞，大大提高提升笼升降过程中的横向稳定性。
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1.一种深井矿山提升装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的深井矿山提升装置，其特征在于，所述助推机构还包括支撑块，所述支撑块上用于支撑所述助推板。
3.根据权利要求1所述的深井矿山提升装置，其特征在于，所述助推驱动件为助推驱动气缸，所述助推驱动气缸与所述助推板连接、并用于驱动所述助推板升降。
4.根据权利要求1所述的深井矿山提升装置，其特征在于，所述气嘴的数量为四个，四个所述气嘴分别设置于所述提升笼的四个侧壁上，所述平衡机构还包括进气五通阀及出气五通阀，所述进气五通阀的一个接口与所述空压机的进口连通，所述进气五通阀的其他四个接口分别与四个所述气嘴连通，所述出气五通阀的一个接口与所述空压机的出口连通，所述出气五通阀的其他四个接口分别与四个所述气嘴连通。
5.根据权利要求1所述的深井矿山提升装置，其特征在于，所述深井矿山提升装置还包括卡紧机构，所述卡紧机构包括若干个翼板及若干个第一伸缩件，各个所述翼板的一端分别铰接于所述提升笼的四周，各个所述第一伸缩件的一端分别铰接于所述提升笼的四周，各个所述第一伸缩件的另一端分别与对应的所
6.根据权利要求5所述的深井矿山提升装置，其特征在于，所述卡紧机构还包括若干个摩擦体，所述摩擦体分别固定于对应的所述翼板的外侧，所述摩擦体的外侧为圆弧面。
7.根据权利要求1所述的深井矿山提升装置，其特征在于，还包括顶部支撑机构，所述顶部支撑机构包括顶撑板及第二伸缩件，所述顶撑板铰接于所述竖井的井口处，所述第二伸缩件的一端铰接于所述竖井的内侧壁，所述第二伸缩件的另一端与所述顶撑板铰接，当所述第二伸缩件处于第一长度时，所述顶撑板水平设置并与所述竖井的井口平齐，当所述第二伸缩件处于第二长度时，所述顶撑板竖直设置并与所述竖井的侧壁贴合设置。
8.根据权利要求7所述的深井矿山提升装置，其特征在于，所述竖井的井口的内侧壁上开设有容纳槽，当所述第二伸缩件处于第二长度时，所述顶撑板竖直设置并与所述竖井的侧壁贴合设置并位于所述容纳槽内。
9.一种深井矿山提升方法，其特征在于，适用于如权利要求1-8中任意一项所述的深井矿山提升装置，且包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的深井矿山提升方法，其特征在于，提升笼摆动趋势的确定方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种深井矿山提升装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的深井矿山提升装置，其特征在于，所述助推机构还包括支撑块，所述支撑块上用于支撑所述助推板。
3.根据权利要求1所述的深井矿山提升装置，其特征在于，所述助推驱动件为助推驱动气缸，所述助推驱动气缸与所述助推板连接、并用于驱动所述助推板升降。
4.根据权利要求1所述的深井矿山提升装置，其特征在于，所述气嘴的数量为四个，四个所述气嘴分别设置于所述提升笼的四个侧壁上，所述平衡机构还包括进气五通阀及出气五通阀，所述进气五通阀的一个接口与所述空压机的进口连通，所述进气五通阀的其他四个接口分别与四个所述气嘴连通，所述出气五通阀的一个接口与所述空压机的出口连通，所述出气五通阀的其他四个接口分别与四个所述气嘴连通。
5.根据权利要求1所述的深井矿山提升装置，其特征在于，所述深井矿山提升装置还包括卡紧机构，所述卡紧机构包括若干个翼板及若干个第一伸缩件，各个所述翼板的一端分别铰接于所述提升笼的四周，各个所述第一伸缩件的一端分别铰接于所述提升笼的四周，各个所述第一伸缩件的另一端分别与对应的所述翼板的另...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵永峰，马炳德，张雄天，赵尔丞，张军奎，赵钺，闫懂金，
申请(专利权)人：兰州有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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