前言

中华人民共和国国家标准

煤矿提升系统工程设计规范

Code for design of coal mine hoisting system engineering

GB／T 51065-2014

主编部门：中国煤炭建设协会

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2015年8月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第660号

住房城乡建设部关于发布国家标准《煤矿提升系统工程设计规范》的公告

现批准《煤矿提升系统工程设计规范》为国家标准，编号为GB／T 51065-2014，自2015年8月1日起实施。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2014年12月2日

前言

本规范是根据原建设部《关于印发<2006年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批>的通知》(建标[2006]136号)的要求，由中国煤炭建设协会勘察设计委员会和中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司会同有关单位共同编制而成的。

在本规范编制过程中，编制组进行了广泛调查研究，总结了我国矿井提升工程设计和设备制造经验，借鉴了国外的设计经验，对规范条文反复讨论修改，并广泛征求了有关设计部门、研究部门、高校、制造厂和专家的意见，最后经审查定稿。

本规范共分6章，主要技术内容包括：总则、术语和符号、提升系统机械工艺、电气、建筑、给排水及采暖通风。

本规范由住房城乡建设部负责管理，由中国煤炭建设协会负责具体管理工作，由中国煤炭建设协会勘察设计委员会和中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议寄交中国煤炭建设协会勘察设计委员会和中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司《煤矿提升系统工程设计规范》编制组(地址：北京市安德路67号，邮政编码：100120，传真：62044437，邮箱：ceda@163.com及辽宁省沈阳市沈河区先农坛路12号，邮政编码：110015)，以供今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：

主编单位：中国煤炭建设协会勘察设计委员会

中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司

参编单位：中煤科工集团北京华宇工程有限公司

中煤邯郸设计工程有限责任公司

北京圆之翰煤炭工程设计有限公司

煤炭工业合肥设计研究院

煤炭工业石家庄设计研究院

主要起草人：李洪宇 贺秀莹 李玉瑾 张晓四 马培忠 包勇 赵书忠 要书其 宋中扬 刘建华 张纯全 鲍宇 刘向 张俭 李熙 杨臣 张光伟 张福思 张文魁 张步斌 姚宏 郑孝平 吴旭

主要审查人：曾涛 刘毅 石强 王和德 鲍巍超 魏臻 李同达 何建平 李定明 王荣相 袁国忠 李井民 门小莎 李书兴 孔凡平 张春堂 王连生 严天良 郭崇远 王煜明 张振文

1总则

1  总    则

1.0.1  为贯彻执行国家发展煤炭工业有关法律、法规和方针政策，统一和规范矿井提升系统工程设计，积极应用新技术、新工艺，确保矿井提升系统安全可靠，保障矿井安全生产，做到技术先进和经济合理，制定本规范。

▼ 展开条文说明
1.0.1  本条明确了编制《煤矿提升系统工程设计规范》(以下简称“本规范”)的总体原则。
贯彻国家有关煤炭工业的法律、法规，力求保证煤矿矿井提升系统设计安全可靠、技术先进、经济合理，这是本规范制定的主要目的。
过去煤炭行业只是对某些具体的提升系统编制过一些规范、规定，这些专业规范、规定在当时的历史时期对矿井提升设计方面起到了积极作用。随着社会经济、科学技术不断发展，许多新材料、新技术、新工艺、新设备不断应用于提升工程，体现了煤炭行业的科技发展水平，促进并改善了矿井安全生产条件，使现代提升技术达到了一个新的高度，因此，本规范通过总结已应用于现场的新技术、新工艺，为全面发展提升技术奠定基础。
本规范通过总结我国煤炭行业提升工程现状，结合国内外科技发展水平，吸收国外先进的设计理念，为从事矿山提升设计的工程技术人员搭建一个设计平台，充分发挥设计人员的创造力，使其在设计过程中树立先进、合理、安全、节约思想，不断更新设计理念，提高创新意识，保证设计质量，使煤矿提升工程适应煤炭工业可持续发展的需要。

1.0.2  本规范适用于新建、改建、扩建矿井提升系统的工程设计。

▼ 展开条文说明
1.0.2  按现行国家标准《煤炭工业矿井设计规范》GB 50215的规定，设计生产能力划分为大型、中型、小型三种类型，本规范适用于新建、改建、扩建矿井提升系统的工程设计。

1.0.3  本规范适用于煤矿井上下多绳摩擦式和单绳缠绕式提升系统的工程设计。

▼ 展开条文说明
1.0.3  本条说明了本规范的内容界限，适用于煤矿井上下多绳摩擦式和单绳缠绕式提升系统的工程设计。矿井提升是一个系统工程，涉及多专业，有些专业有本专业通用规范、规定，但因为矿井提升的特殊性，在本规范中对涉及矿井提升的相关专业作出相应规定，使规范较完整地服务于广大设计人员。

对于带式输送机提升、凿井提升、斜巷无极绳提升、无轨胶轮车、斜巷架空乘人装置(猴车)以及移动或辅助性提升等内容，由于有的提升系统有专业规范，例如现行国家标准《带式输送机工程设计规范》GB 50431；有的不包括工程设计内容，如凿井提升；有的系统工程设计使用较少或较简单，重要性不强，因此，这些名义上的提升系统本规范不包括。

1.0.4  矿井提升系统工程设计，应根据矿井设计规模、服务年限和远期规划，正确处理提升能力、装备水平与建设投资的关系，适应矿井提升能力的变化，兼顾企业长远发展。

▼ 展开条文说明
1.0.4  矿井提升系统是矿山安全生产非常重要的环节，具有科技含量高，多专业协作和系统复杂不宜大规模改造的特点，要求基础工作阶段应根据矿井开拓、开采条件进行多方案比较，对服务年限较长、储量较大的矿井，原则上主、副井提升应考虑以后可能提高产量的因素，虽然初期投资有所提高，但从矿井总投资看，增加部分的工程量、设备对其影响并不大，根据对国内多座矿井的调查分析，主、副井提升系统设备、设施由于井型、装备水平不同，除个别系统外，平均约占矿井总投资的3％～8％，如果按装备水平差额计算，增加投资平均不到矿井总投资的1％，而对于提升系统重要性、兼顾企业长远发展来说，这个比例并不大，因此，这个问题在设计过程中是需要考虑的。
在设计过程中通过全面分析，合理提出提升能力、装备水平与建设投资的关系是确定提升方案的重点，制定提升方案原则应从技术先进性、经济合理性方面进行评价，总体看大型矿井装备水平应高一些，中型矿井在保证技术先进性同时可略低一些。

1.0.5  矿井提升系统工程设计除应符合本规范规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语和符号

2.1 术语

2 术语和符号

2.1 术 语

2.1.1 提升系统 hoist system

由矿井提升机、电动机、天轮或导向轮、井架或井塔、提升容器、钢丝绳、装卸载设备及电气控制设备等提升设施组成的系统。

2.1.2 矿井提升机 mine hoist

安装在地面或井下，采用钢丝绳牵引提升容器完成提升运输任务的机械设备。主要包括单绳缠绕式提升机和多绳摩擦式提升机。

2.1.3 工作制动 service braking

提升机在正常运行过程中实现减速或停车的制动。

2.1.4 安全制动 safety braking

矿井提升机在运行过程中发生非常情况时实现紧急停车的制动。

2.1.5 恒力矩制动 constant torque braking

安全制动时，保持制动力矩恒定的制动方式。

2.1.6 恒减速制动 controlled retardation braking

安全制动时，通过控制系统使制动减速度在各种制动过程中保持恒定的制动方式。

2.1.7 钢丝绳安全系数 safety factor of wire rope

钢丝绳内实测的合格钢丝拉断力总和与其所承受的最大静拉力(包括绳端载荷和钢丝绳自重所引起的静拉力)的比值。

2.1.8 缓冲装置 buffing device

安装在井口或井下，能吸收提升容器过卷和过放时的冲击能量，并对提升容器制动的装置。

2.1.9 托罐装置 cage holder

井口防止提升容器过卷撞击防撞梁后坠落的装置。

2.1.10 装载设备 loading equipment

井下箕斗装煤设备的统称，包括给煤和计量设备。

2.1.11 跑车防护装置 anti-derailing device

倾斜巷道中车辆断绳、脱钩时，防止跑车的安全装置。

2.1.12 提升机电气传动系统 hoist electric drive system

为使绳端提升容器在各提升水平装、卸载点间按预定速度图运行，用以实现矿井提升机电气化及自动控制而构成的相互关联的一组单元，电气传动系统由提升电动机、电源装置和控制装置三部分组成。

2.1.13 提升机电控系统 hoist electric control system

提升机电气传动系统中的电源装置和控制装置的统称。

2.1.14 运行方式 mode of operation

提升机电控系统具备的各种运行控制功能，通常有全自动、半自动、手动等方式。

2.1.15 全自动控制 automatic control

电控系统根据装、卸载信号由提升机自动完成一次完整提升过程的控制。

2.1.16 半自动控制 semi-automatic control

电控系统根据信号种类通过人工按钮开车，使提升机完成一次完整提升过程的控制。

2.1.17 手动控制 manual control

电控系统根据信号种类通过人工操作主令手柄的速度给定器件控制提升机的运行速度。

2.2 符号

2.2 符 号

2.2.1 基本参数：

Ac——自然减速度；

g——重力加速度；

β——井巷倾角；

θ——提升休止时间；

f——绳端载荷的运行阻力系数；

Vmax——最大提升速度；

H——钢丝绳悬挂长度；

Ht——提升高度；

Qp——平衡锤质量；

G——容器质量；

M——物料或最重部件质量；

N——运输车辆质量；

h——防撞梁底面至导向轮层楼板或天轮中心最小距离；

h1——提升容器悬挂装置最大高度；

R——天轮半径。

2.2.2 电动机校核参数：

Fd——等效力；

ΣFi2 ti——i阶段力的平方与该阶段时间乘积之和；

Td——等效时间；

C1——电动机低于额定转速运行时的散热不良系数；

C2——电动机停歇时间的散热不良系数；

Te——额定速度或额定速度以上的运行时间；

Ts——额定速度以下运行时间之和；

Nd——等效容量；

VE——提升电动机的额定转速折算至卷筒圆周的速度；

η——传动效率；

λ——过载系数；

Fmax——力图上的最大运动力；

Fe——电动机额定出力；

λm——电动机过载系数；

λt——特殊力过载系数；

Ft——特殊运动力。

3提升系统机械工艺

3.1 一般规定

3  提升系统机械工艺

3.1  一般规定

3.1.1  提升系统应根据矿井设计生产能力、井深、同时生产水平数以及提升设备的装备水平，从安全可靠、技术先进、经济合理、有利于提高矿井建设速度等诸多因素进行方案比较后确定，并应符合下列规定：

   1  大型矿井立井主、副井提升设备设置一套或多套，应经技术经济比较后确定，中型矿井立井主、副井提升设备宜各设置一套；

   2  对于井深超过700m或生产能力为5.00Mt／a及以上的矿井，提升人员的副立井只有一套提升设备时，宜增加交通罐提升设备；

   3  提升系统设备能力应能满足最终水平提升量要求；

   4  整体升降大型设备的副立井，宜采用多绳摩擦式提升系统，提升容器的配置形式，应根据井筒断面、辅助提升量以及其他因素通过技术经济比较后确定。

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3.1.1  本条规定了提升系统方案确定的基本原则。
1  近些年我国相继开发了一些采用立井提升的大型矿井，这些矿井的普遍特点是大型化、无轨化，装备水平较高，提升系统占矿井总投资的比重较大，因此，确定提升系统采用一套或多套应进行技术经济分析比较，原则是在满足安全性、可靠性和提升能力情况下，采用先进技术、简化提升系统。
20世纪七八十年代大型矿井或个别中型矿井副立井提升普遍采用两套提升系统，一套提升系统配置一宽一窄罐笼，主要用于人员、矸石、材料、设备等辅助提升，另一套提升系统配置交通罐带平衡锤提升，主要考虑人员临时升降或调节矿车升降流量，当时矿井开拓、开采机械化程度较低，井下作业面较多，大量工作需要依靠人工作业，由于受开拓方式、采煤方法等条件限制，下井作业人员较多，矸石、材料提升量较大，由此引起副井提升时间普遍偏紧，另外，受当时装备制造业技术发展水平限制，提升系统设备能力普遍较小，拖动大多是绕线电机串电阻调速方式，由继电器控制，可靠性较差。
进入90年代后，煤炭各项技术水平发展较快，矿井全员效率提高使井下作业人员减少，合理的开拓、开采布局使矿井矸石、材料大量减少，提升设备以电力电子调速为主，由PLC控制，可靠性大大增强，且故障率也较低，因此，许多中型矿井副井提升设备基本为一套，但特大型矿井的副井提升多采用两套提升设备。
2  本款规定主要基于以下三个方面的考虑：第一，从安全角度考虑，对于井深超过700m或生产能力为5.00Mt／a及以上的现代化大型矿井，副井增设交通罐提升设备，投资不会增加很多，但副井提升的安全性可大大提高，在大罐笼提升设备故障的情况下，仍可保证井下工人安全升井，这一点对深井尤为必要；第二，增设小型交通罐提升设备，可以解决升降零星人员、减少大罐笼的运行次数，达到节电降耗的目的；第三，可以充分发挥大罐笼提升设备的提升能力。本款规定是以副井设置一套提升设备满足提升能力要求为前提，否则应按本条第1款执行。
4  多绳摩擦式提升机具有能力大、可靠性高、适用于不同井深的特点，当大型设备按整体升降设计提升系统时，宜采用多绳摩擦式提升。
副井提升容器可以有多种配置形式，为了适应大型设备整体升降，罐笼一般要求宽度、长度较大，如果另一侧配一个窄罐笼，就有可能使井筒直径加大，在单罐笼已满足提升能力的情况下，加大井筒断面显然不合理，虽然平衡锤提升方式效率较低，但在副井提升量不大的情况下，采用罐笼带平衡锤提升是较为合理的提升方式，目前国内大型矿井也较多采用这种提升方式。

3.1.2  选择井塔式或落地式多绳摩擦式提升方案，应从下列几个因素通过综合比较后确定：

   1  所在地的气象、地震烈度、地基承载力等自然条件；

   2  有利于工业场地整体布局；

   3  对矿井建设总工期的影响程度；

   4  有利于生产，方便安装、维护、检修；

   5  工程总投资比较。

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3.1.2  本条给出了确定井塔式或落地式多绳摩擦式提升方案的主要分析原则，特殊条件应结合矿井特点分析确定。
1  气象条件分析原则是寒冷地区(一般—25℃以下)、冬季月平均降水量较大(一般20mm以上)地区，采用井塔式提升较为有利；
地质条件较差、地基承载力低、地震烈度高的地区，采用落地式提升较为有利。
当不满足自然条件时，应按最不利条件确定提升方式，例如鸡西荣华矿井，虽然处于寒冷地区，但井口地基承载力低，采用井塔式提升可靠性较差，因此采用落地式提升，通过增加钢丝绳防寒走廊、封闭井架、内部采暖的防寒措施解决落地式提升的不利因素。
对于地震烈度高的地区，通过设防也可以采用井塔式提升，我国有些地区就是设防井塔。
2  工业场地面积较小，地面建筑、道路、轨道、管线布置紧凑，采用井塔式提升有利。
3  一般施工组织合理的情况下，控制建设总工期采用落地式提升有利。
5  工程总投资比较项目应具有可比性，包括机械和电气设备、土建、安装等内容。

3.1.3  寒冷地区且井筒淋水较大时，落地式多绳摩擦式提升系统钢丝绳外露部分宜加钢丝绳防寒走廊或采取其他防冻措施，钢丝绳防寒走廊应设人行通道。

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3.1.3  寒冷地区采用落地式多绳摩擦式提升主要存在外露钢丝绳防结冰的问题，表面结冰的钢丝绳运行时将使衬垫的摩擦系数急速下降，提升机运行容易引起钢丝绳滑动，严重时有可能造成提升事故。通过调查分析发现，钢丝绳结冰实际上是钢丝绳表面缝隙的充填冰，它是由井筒淋水或大气降水附着在钢丝绳表面通过速冻、挤压逐步积累形成的，这种冰除了融化其他方法不易清除，因此寒冷、冬季降水量较小地区，井筒淋水不大时，采用落地式多绳摩擦式提升可不加外露钢丝绳防护装置，例如辽宁辽阳铧子石膏矿、红祥煤矿，河北蔚县崔家寨煤矿均为外露钢丝绳，多年运行正常，反之，应考虑外露钢丝绳加防寒措施。设置防寒走廊的井架将引起换绳、维护检修设备的困难，因此有必要在走廊内设人行通道，以方便作业。另外，也可采用在提升机机坑内装设暖风机，通过加热摩擦衬垫的方法防止钢丝绳结冰后与提升机衬垫的相对滑动。

3.1.4  井塔或地面提升机房内设两台多绳摩擦式提升机时，提升机宜同层布置。

3.2 提升系统

3.2  提升系统

3.2.1  矿井提升机选型应符合下列要求：

   1  多绳摩擦式提升机应按现行国家标准《多绳摩擦式提升机》GB／T 10599的有关规定执行，单绳缠绕式提升机应按现行国家标准《单绳缠绕式矿井提升机》GB／T 20961的有关规定执行；

   2  提升机宜按标准参数选取；

   3  提升电动机额定功率大于或等于1000kW时宜采用低速直联传动系统；

   4  提升机宜选用单电动机拖动，当提升设备某些环节无法满足单机拖动时，直联传动的提升机可选用双机拖动；

   5  井下提升机应选用矿用防爆型提升设备；

   6  井下提升设备的形式应根据开拓方式、运输特点并结合运行维护条件通过技术经济比较后确定；

   7  矿井服务年限内，不宜更换电动机，改、扩建矿井经方案比选后确有必要更换时，宜更换1次。

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3.2.1  本条规定了提升机设备选型的基本原则。
1  我国是提升机制造大国，提升机设备选型应立足国内产品，因此，提升机设备选型应按我国制造标准，当需要成套或部分引进产品时也不能低于国家标准。
3  随着矿井提升技术的不断发展，许多矿井提升机的摩擦轮或卷筒与电动机采用直联方式，取消了减速器，减少了故障点，提高了传动效率，对提升系统安全可靠、节能减排具有重要意义。大型矿井一般提升机规格较大，采用直联传动和电力电子调速具有更显著的效果，因此只要条件合适，应优先采用这种方式。对于中型矿井，则应通过技术经济比较，有条件时也应采用这种方式，如果采用减速器传动，传动系统也应采用电力电子调速方式。
5  井下提升机即便在井底车场附近或是在进风井内分段提升，由于提升设备硐室往往存在扩散通风，对安全非常不利，因此要求井下提升机在各种安装地点应采用防爆型提升设备。
6  对于重要提升系统，配置形式可以高一些，如采用变频调速、可编程控制器(PLC)控制或液力传动提升机，对一般或次要的提升系统，配置可以低一些，同时要考虑设备维护检修的难易程度、是否方便、生产单位技术力量等因素。
7  提升设备更换电动机，通常发生在改建、扩建矿井时，由于涉及基础或建筑结构，电动机更换一般比较困难，因此，应尽量避免更换电动机，确有必要更换时，应从各方面进行论证确定，且不宜多次更换。

3.2.2  提升机安全制动系统应符合下列规定：

   1  多绳摩擦式提升机制动系统应选用恒减速液压站或具有二级制动功能的恒力矩液压站；

   2  提升机制动系统宜选用带有冲击限制功能的液压站；

   3  提升机工作制动和安全制动时，所产生的最大制动力矩与实际提升最大静荷重旋转力矩之比不得小于3，二级制动时，第一级制动力矩值应按安全制动减速度要求确定。

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3.2.2  本条是对提升机安全制动系统的规定。
1  多绳摩擦式提升闸控系统采用恒减速制动具有在各种制动过程中保持制动减速度基本恒定的特点，可以减小各种提升状态安全制动减速度、减小制动过程中的动力冲击，满足钢丝绳滑动极限减速度的要求。近些年恒减速制动系统应用比较广泛，是提升机闸控系统发展的大趋势，由于价格比恒力矩闸控系统高一些，因此本款不强制规定。
具有二级制动功能的恒力矩液压站，在制动过程中制动力矩不变，但在载荷不同、提升方式不同时，制动减速度不同，为了满足摩擦轮提升的防滑安全性，一般需要采用二级制动。
2  研究和试验表明，在提升机安全制动时易产生钢丝绳振动和提升容器的剧烈震荡，钢丝绳在摩擦轮上易产生滑动或蠕动现象，这样会对提升设备造成较大的动力冲击，因此，本款规定“宜选用带有冲击限制功能的液压站”，制动力矩建立的时间应该可控，即制动力矩的增加值有一个缓冲和变化过程，不是突变的，这样，可以大大减小安全制动时的振动冲击力，减小钢丝绳动张力和提升容器的震荡，防止钢丝绳滑动，提高提升系统的安全可靠性。

3.2.3  提升设备选型时应论证设备最大件整体运输的可行性，当摩擦轮或卷筒不便整体运输时，宜采用剖分式结构。

3.2.4  新设计矿井的主要提升设备，不得使用块式制动系统。

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3.2.4  块式制动器制动力矩小，大部分无二级制动，可靠性差，现已基本淘汰，由于有些地区还有该类型闲置设备，为了节省建设投资可能建设单位要求继续使用，因此在设计时应从严规定不准使用。

3.2.5  多绳摩擦式提升的摩擦衬垫比压值不宜大于2.0MPa。

3.2.6  提升装置的摩擦轮、卷筒、天轮、导向轮的最小直径与钢丝绳直径之比应符合表3.2.6的规定。

表3.2.6  提升装置的摩擦轮、卷筒、天轮、导向轮的最小直径与钢丝绳直径之比

   注：不包括移动式或辅助性的提升机。

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3.2.6  钢丝绳在滚筒或摩擦轮上弯曲时，受到弯曲和接触载荷。在螺旋线(钢丝或绳股的轴线)的一个捻距长度上，捻距的一半位于中性轴的凹形面，经受压缩；而另一半位于凸形面，经受拉伸。绳内钢丝因弯曲和原有的张力作用，相互压紧而产生摩擦力，阻止这种位移。为了克服摩擦力使钢丝绳能自由移动，并在一个捻距内找平，就需要加大钢丝绳的张力，这样就产生了附加张力。由于钢丝在钢丝绳中所处的位置不同，弯曲时位移的大小也不相等，或者是获得的附加张力不同，从而使得钢丝绳内的张力重新分布。
曲率半径越小，受压或受拉越大，钢丝疲劳破坏越快。钢丝绳经过天轮、滚筒等弯曲变形的过程，是由直到弯，又由弯到直的变化过程。由于外圆钢丝的运行长度大于内圆钢丝的运行长度，各股和各钢丝之间产生了相对运动，弯曲半径越小，相对运动越明显，是钢丝绳内部各钢丝之间在重载挤压下的摩擦过程，对钢丝绳的强度影响也是明显的，因此对钢丝绳运行中的弯曲半径必须加以限制。
有导向轮的提升钢丝绳，经过导向轮时的弯曲方向与摩擦轮相反，称为二次弯曲。二次弯曲使原来受拉的钢丝受压，原来受压的钢丝受拉，使钢丝也承受了二次弯曲，显然对钢丝绳的疲劳损失比一次弯曲大。因此，对有导向轮的钢丝绳的弯曲半径要求比没有导向轮的大，也就是滚筒直径要大。
本条规定了慢速提升装置，规范了井下大件运输的混乱问题和安全隐患。目前，斜井和井下大件运输很混乱，有采用双速绞车的，有采用提升机的，有采用无极绳的，也有采用地锚加动滑轮的。本条规定的慢速提升装置是指速度小于2m／s、带液压盘式制动的斜井提升装置，专门用于运送大型设备(如液压支架、采煤机等)。
慢速提升装置的卷筒和天轮直径与钢丝绳直径之比≥50。南非煤矿安全规程规定提升机与钢丝绳直径比按下式计算：

式中：D——提升机卷筒直径(mm)；
 d——提升钢丝绳直径(mm)；
 V——提升速度(m／s)。

3.2.7  各种提升装置的卷筒上缠绕的钢丝绳层数应符合下列规定：

   1  立井中升降人员或升降人员和物料的不得超过1层，专为升降物料的不得超过2层；

   2  倾斜井巷中升降人员或升降人员和物料的不得超过2层，升降物料的不得超过3层；

   3  上述缠绕式提升机采用平行折线绳槽过渡排绳，可按本条第1款、第2款所规定的层数增加1层；

   4  移动式的或辅助性的专为升降物料的(包括矸石山和向天桥上提升等)以及凿井时期专为升降物料的，准许多层缠绕。

3.2.8  立井的天轮、主动摩擦轮、导向轮的直径或缠绕式提升卷筒上绕绳部分的最小直径与钢丝绳中最粗钢丝的直径之比宜符合下列要求：

   1  井上提升装置不宜小于1200；

   2  井下提升装置不宜小于900。

3.2.9  提升系统设计应符合下列规定：

   1  多绳摩擦式提升钢丝绳在摩擦轮上的围包角，井塔式提升不宜大于195°，落地式提升不宜小于180°；

   2  缠绕式提升，天轮到卷筒上的钢丝绳最大内、外偏角都不得超过1°30′，单层缠绕时，内偏角应保证不咬绳；

   3  多绳摩擦式提升钢丝绳和尾绳单位长度质量差宜小于3％。

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3.2.9  多绳摩擦式提升机钢丝绳围包角越大对防滑越有利，但引起钢丝绳反向弯曲角度也越大，对钢丝绳寿命将产生直接影响。规定围包角极限值，控制钢丝绳防滑在一定范围之内，又不致引起钢丝绳过快损坏。

3.2.10  提升钢丝绳和尾绳应按国家现行标准《重要用途钢丝绳》GB 8918、《压实股钢丝绳》YB／T 5359和《平衡用扁钢丝绳》GB／T 20119的有关规定选择，并应符合下列规定：

   1  钢丝绳安全系数应符合表3.2.10的规定。

表3.2.10  钢丝绳安全系数

   注：1  钢丝绳的安全系数等于实测的合格钢丝拉断力总和与其所承受的最大静拉力(包括绳端载荷和钢丝绳自重所引起的静拉力)之比。

       2  混合提升指多层罐笼同一次在不同层内提升人员和物料。

       3  H为钢丝绳悬挂长度(m)。

   2  多绳摩擦式提升钢丝绳应选用左、右对称捻向钢丝绳；当井筒深度大于800m时，宜采用抗扭转钢丝绳。

   3  钢丝绳公称抗拉强度宜选用1770MPa及以下规格，选用1770MPa以上规格时，应进行论证。

   4  矿井主要提升设备选用圆股钢丝绳时，其结构形式宜选用平行捻钢丝绳。

   5  立井缠绕式提升装置宜选用同向捻钢丝绳。

   6  尾绳宜选用扁尾绳，当选用圆尾绳时，应采用阻旋转钢丝绳。尾绳可选用AB类镀锌。

   7  多绳摩擦式提升尾绳数量不应少于2根。

   8  立井提升钢丝绳应选用镀锌钢丝绳。升降人员或升降人员和物料的提升系统宜选用B类镀锌；专用提升物料的提升系统可选用B类或AB类镀锌。

   9  多绳摩擦式提升钢丝绳绳芯应涂、浸专用摩擦脂。

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3.2.10  本条规定了提升钢丝绳选型的基本原则。
1  本款规定了钢丝绳安全系数的数值。为保证矿井提升机安全可靠地工作，钢丝绳安全系数应满足下列条件：应保证钢丝绳能承受矿井的各种正常载荷，如装载、加减速、紧急制动、扭转、多根钢丝绳张力不平衡等因素产生的拉力载荷。应保证钢丝绳实际拉力小于计算疲劳寿命时钢丝屈服应力的极限拉力和报废拉力。
对于立井罐笼升降无轨胶轮车，当司机不能下车时，可按升降物料校核钢丝绳安全系数。无轨胶轮车运输物料总重量通常比升降最大件重量要小，并且每车只有一名司机，车内司机很难从罐笼内的无轨胶轮车上出来，如果按升降人员校核钢丝绳安全系数，有时可能不满足要求，需要钢丝绳和提升机升级；而用升降物料校核钢丝绳安全系数，并不影响提升的安全性。
本款规定了斜井慢速提升装置的钢丝绳安全系数，斜井提升机在运行过程中可能承受的冲击力有提升容器突然卡住、提升机突然卡住、紧急制动、松绳冲击等。其中以提升容器瞬间卡住时的冲击力为最大，其计算式为：

式中：f_dk——提升容器瞬间卡住时的冲击力(N)
 m——提升系统的总惯性质量(kg)
 V——提升速度(m／s)
 w——提升钢丝绳的振动频率(1／s)。
由式中可以看出，钢丝绳承受的冲击力与提升速度成正比，与提升系统的总惯性质量成正比，与提升钢丝绳的振动频率成正比。显然在提升速度小于2m／s及提升速度为4m／s的提升系统，钢丝绳的冲击力差2倍以上。适当降低钢丝绳，按矸石山提升机的数值是很富裕的。
晋城寺河、赵庄矿，采用这样的慢速提升机运送60t大件，已成功使用了10年，积累了许多宝贵的慢速提升机的设计和使用经验。另外，有许多矿井采用双速绞车运送大件，安全隐患很大。
2  在钢丝绳的选择上，相关规程和标准只对拉伸、弯曲等有详细规定，没有规定扭转要求，研究表明，钢丝绳的扭转使得钢丝绳截面上应力分布不均，内层钢丝受力大于外层钢丝绳的2倍，造成内层钢丝过载，很容易引起钢丝断裂。当井筒深度大于800m时，由钢丝绳质量引起的提升钢丝绳扭转是钢丝绳损坏的主要因素。国外专家对三角股钢丝绳进行的研究表明，在井深为700m时使用寿命平均为2年，而在井深超过800m时其寿命降低一半。从目前国内矿井钢丝绳的使用情况来看，深井提升钢丝绳寿命较短，甚至有的矿井使用不到3个月，频繁地更换钢丝绳，不仅影响了矿井企业的效益，而且造成了极大的浪费，因此合理选择钢丝绳的结构，提高钢丝绳的使用寿命尤为重要。国外使用的抗扭转钢丝绳主要有交互捻钢丝绳和阻旋转钢丝绳。
3  钢丝绳公称抗拉强度为1770MPa以上规格时，其反复弯曲次数、扭转次数等性能指标有所降低，对钢丝绳寿命产生一定影响，因此，一般情况下不宜采用，特殊情况下可根据提升系统特点，通过论证确定是否采用。
4  平行捻即线接触钢丝绳具有磨损小、寿命长的特点，但现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918中还有部分点接触圆股钢丝绳，因此，进一步规定矿井提升用绳。
5  斜井提升由于经常摘挂钩，钢丝绳有时沿地面运行，因此，要求钢丝绳耐磨，且旋转力矩较小，压实股或交互捻钢丝绳比较适用于这种场合。
6  扁尾绳不易旋转，结构扁宽，高速运转时绳端惯性力较小，尾绳环受力较圆股好，且与主提升钢丝绳配置较好，因此，现使用较广泛。
7  本款对多绳摩擦式提升等重系统尾绳作出规定。规定尾绳数最少2根，除了与主绳配置外，还有安全问题，系统采用1根尾绳如果断掉，在无平衡绳条件下，可能产生重大事故，而2根尾绳同时断掉的情况极少，如果断1根，重大事故的概率则大大降低。
一般情况下按尾绳与主绳数量的比值为2：1配置，当主绳、尾绳质量差较大时，也可按4：3配置。提升系统为2根尾绳时，质量应相等；为3根尾绳时，两侧尾绳质量应相等，中间尾绳质量应按需要确定。
尾绳质量的匹配主要考虑尾绳质量偏移引起的容器重心偏移，偏移过大，对一些提升设施具有破坏作用，如罐道、罐耳等。
8  钢丝绳选型时应充分了解井筒淋水以及水、空气环境中的化学物质。地点在海边、有潮湿环境的矿井应考虑采用镀锌钢丝绳，当选用镀锌钢丝绳时，钢丝绳生产厂商会按设计要求进行配丝，因此，不得降低钢丝绳标准中的破断拉力计算钢丝绳安全系数。
9  摩擦脂是针对多绳摩擦式提升钢丝绳保护而采用的一种专用油脂，目的是通过摩擦脂保护，增加钢丝绳使用寿命，同时保证提升系统的安全运行。摩擦脂可在钢丝绳外表喷涂，也可在钢丝绳制造时浸绳芯，涂、浸后的钢丝绳衬垫摩擦系数有所降低。

3.2.11  提升钢丝绳保护设施应符合下列规定：

   1  带尾绳的提升系统，尾绳环上方宜设置尾绳防砸装置；

   2  尾绳应设置防扭结挡绳装置，每根尾绳应相互隔开；

   3  圆尾绳系统提升容器下部应有可靠自动旋转的尾绳悬挂装置；

   4  斜井提升轨道中间应加装钢丝绳托辊，正常段托辊间距不应大于10m，变坡点处应加密，托辊数量应以钢丝绳不贴地运行为准。

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3.2.11  本条规定了提升钢丝绳的防护措施。
1  尾绳防砸装置是为防止大块物料掉下冲击尾绳的装置，该装置应设在井下防撞梁底面以下，距Λ形挡板顶部1m～2m，Λ形挡板设在两侧尾绳之间，且平行于尾绳。
2  防扭结挡绳装置设在尾绳防砸装置以下，用钢梁搭成，钢梁上部铺木材或较软的非金属材料，尾绳摆动过量应与这些材料接触。
3  圆尾绳系统提升容器下部应有可靠自动旋转的尾绳悬挂装置，这样可防止圆尾绳的扭结损坏。

3.2.12  提升装置的过卷和过放距离应符合下列规定：

   1  立井提升装置的过卷高度和过放距离不得小于表3.2.12-1中所列数值。

表3.2.12-1  立井提升装置的过卷高度和过放距离

   注：1  提升速度为表中所列速度的中间值时，用插值法计算。

       2  过卷高度指容器在正常停车位置，容器上盘面至防撞梁底面的距离。

       3  过放距离指井下提升容器在正常停车位置时，容器底盘面至防撞梁上表面的距离。

   2  斜井上部甩车场过卷距离不得小于表3.2.12-2中所列数值。

表3.2.12-2  斜井上部甩车场过卷距离

   注：1  表中所列栈桥或巷道倾角、速度为中间值时，用插值法计算。

       2  表中已留有1.5倍的备用系数。

       3  过卷距离为串车停车位置钩头至巷道或栈桥铺轨端部车档的距离。

   3  立井过放距离内，下放容器宜超前上提容器进入缓冲装置，超前距离不宜小于0.5m。

   4  采用罐笼底盘吊装下放长材料方式，其增加的高度应包括在过卷高度和过放距离内。

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3.2.12  本条规定了提升装置的过卷和过放距离。
2  斜井上部甩车场过去没有具体规定过卷距离，由于斜井提升系统使用较广泛，为方便设计，本款规定了地面、井下上部甩车场的过卷距离，其计算依据按下式确定，并四舍五入取整：

式中：L_g——过卷距离(m)；
 V_max——最大提升速度(m／s)；
 α——巷道或栈桥倾角(°)；
 f——矿车运行阻力系数，可取0.01～0.015。
3  下放容器超前提升容器进入缓冲装置，有利于提前释放提升容器动能，减少重大事故的发生。通常当提升系统发生严重过卷时，井口设施的破坏性往往大于井下设施，过去我国几座多绳摩擦式提升矿井曾发生提升容器全速过卷，导致冲击防撞梁，最后提升主绳全部拉断的重大事故，因此本款规定是十分必要的。
本款只具体规定了下限值，在执行中提升高度较大的系统应适当加大超前距离。
4  当长材料超长，规定的过卷距离不满足起吊要求时，应增加起吊高度，增加部分应计入过卷和过放距离。

3.2.13  倾斜井巷提升应设置跑车防护装置，并应符合下列规定：

   1  跑车防护装置在串车提升时应为常闭状态，但在人车提升时应为常开状态；

   2  跑车防护装置和提升机电控设备间应有电气闭锁；

   3  上部平车场接近变坡点1m～2m处应设阻车器；

   4  上井口或变坡点向下15m～20m处应设挡车栏；

   5  下井口变坡点向上20m～30m处应设挡车栏；

   6  挡车栏的电气控制应能满足不同提升种类要求。

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3.2.13  跑车防护装置通常指阻车器、井筒挡车栏的总称，其设置应符合本条规定。
1  矿车准备升降物料时，挡车栏应全部关闭，只有矿车接近挡车栏时才打开，通过后及时关闭，即为常闭状态；人车准备升降，挡车栏应全部打开，以避免人车撞击挡车栏发生伤亡事故，即为常开状态。
2  跑车防护装置和提升机电控系统间的闭锁应包括跑车防护装置的关闭或打开；挡车栏前后传感器触发，挡车栏未打开或关闭，提升设备应进行安全制动。
3～5  跑车防护装置具体设置地点，当受现场条件限制时，位置可适当放大或缩小。
6  提升种类主要指人员和物料，其他种类可根据具体情况确定，电气控制挡车栏应具有常开、常闭功能。

3.2.14  立井和倾斜井巷提升系统在提升机进行安全制动时，安全制动减速度应符合下列规定：

   1  安全制动减速度应符合表3.2.14的要求。

表3.2.14  安全制动减速度(m／s2)

   式中：Ac——自然减速度(m／s2)；

         g——重力加速度(m／s2)；

         β——井巷倾角(°)；

         f——绳端载荷的运行阻力系数，可取0.010～0.015。

   2  多绳摩擦式提升恒减速制动系统，当恒减速失效转为恒力矩制动时，下放重载制动减速度规定值可由1.5m／s2放宽为1.2m／s2。

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3.2.14  在各种载荷和各种提升状态下，安全制动产生的制动减速度计算值不能超过滑动极限。
2  恒减速制动系统制动减速度基本恒定，通过自动调节不同工况时的制动力矩大小来满足钢丝绳滑动极限减速度要求。在恒减速失效后采用恒力矩制动时，由于制动力矩恒定，制动减速度是变化的，对带减速器的多绳摩擦式提升系统往往是重载下放极限减速度不易满足，而对电动机直联的多绳摩擦式提升系统往往是空载运行极限减速度最不易满足，要同时满足上述两种情况，对恒力矩制动的提升系统，往往需要增加许多配重，有的多达几十吨，这样会引起提升设备升级。因此，对于恒减速制动失效转为恒力矩的事故情况，下放重载减速度放宽到大于或等于1.2m／s²，既保证提升系统的安全可靠性，又减少大量的配重，防止提升设备升级。

3.2.15  立井箕斗提升系统卸载方式应按下列规定选择：

   1  箕斗名义载荷小于25t时宜采用曲轨卸载；

   2  箕斗名义载荷大于36t时宜采用外动力卸载；

   3  箕斗名义载荷为25t～36t时应通过技术经济比较后确定。

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3.2.15  箕斗卸载方式涉及提升能力，曲轨卸载机构简单，卸载速度快，休止时间短，但箕斗进入曲轨有冲击，不适用于大型箕斗；外动力卸载机构较复杂，但无冲击，适用于大型箕斗。

3.2.16  立井双容器提升系统，两侧提升容器质量应相等；单容器平衡锤提升系统平衡锤质量应经计算确定。

3.2.17  箕斗、罐笼的选用应符合下列要求：

   1  箕斗宜选用已经标准化、系列化的产品，需要特殊制造的大型箕斗，应经过论证确定；

   2  副井罐笼提升不宜采用三层以上罐笼。

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3.2.17  本条对箕斗、罐笼的选用进行了原则性规定。
2  三层以上罐笼理论上提升能力大，但通过现场调查，用户反映使用比较复杂，主要是对罐时间长，人员、物料进出耗时较多，并未体现提升能力大的优势，阳泉新景矿、沈阳红阳三井等一些副井原设计均为三层罐笼，后来都改为双层罐笼。

3.2.18  平衡锤的选择应符合下列要求：

   1  平衡锤的总质量应按计算质量配置，总质量应包括框架、首绳和尾绳悬挂装置及罐耳等；

   2  平衡锤的配重块，每块质量不宜大于100kg；

   3  可调配重的平衡锤应能方便进行移动配重操作；

   4  单绳提升乘人平衡锤应装设防坠器。

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3.2.18  本条对平衡锤的配置要求作了具体规定。
1  按计算质量配置平衡锤，主要是为了防止设备出厂质量误差过大或过小，影响提升系统的准确性。
2  平衡配重太重不便于调整平衡锤质量精度，不便于搬运和安装，特别是在井筒内作业，危险性较大，因此对平衡配重质量进行限制。
3  可调配重的平衡锤实际就是平衡锤质量可调，用可移动配重调节平衡锤质量大小，达到减小电动机通常运行时的功率，实现节能目的。

3.2.19  井口防过卷及井下防过放装置应符合下列要求：

   1  提升速度大于3m／s的提升系统必须设防撞梁和托罐装置，防撞梁必须能够挡住过卷后上升的容器或平衡锤；托罐装置应能够将撞击防撞梁后再下落的容器或平衡锤托住，并应保证其下落的距离不超过0.5m。

   2  在过卷高度或过放距离内，应安设性能可靠的缓冲装置。缓冲装置应能将全速过卷或过放的容器或平衡锤平稳地停住，并应保证不再反向下滑或反弹。

   3  防过卷及防过放采用缓冲托罐装置时，不宜再设置木质楔形罐道。罐笼提升过卷制动减速度宜小于1gm／s2，箕斗提升过卷制动减速度宜小于2gm／s2。

   4  选用的缓冲托罐装置应具有良好的恢复功能。

3.2.20  箕斗装卸载设备布置应符合下列要求：

   1  立井箕斗卸载扇形闸门完全打开后，其底部与受煤仓口的垂直距离宜为150mm～250mm；

   2  立井箕斗装载时，箕斗受煤口与装载设备下口的垂直距离宜为150mm～250mm；

   3  装载设备应装设与箕斗荷载质量相适应的定重装置；

   4  给煤装置的能力应与箕斗的提煤量及提升循环时间相适应。

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3.2.20  本条规定了箕斗装卸载环节要求，明确了提升系统的计算依据以及相关配置要求。
3  箕斗采用定重装载，目的是为了防止超载引起提升事故。根据装载设备型式，目前有多种计量方式，这些计量方式与装载设备、提升信号应有闭锁关系。
4  采用计量斗给煤方式，计量斗装载时间应小于一次提升循环时间；采用带式输送机或其他方式给煤，箕斗装载时间应控制在休止时间范围内。

3.2.21  立井罐笼提升，井口、井底连接处的布置应满足下列要求：

   1  井上、下套架应便于长材料下井和更换罐笼，长材料下放可采用穿罐笼吊挂在罐底下放；

   2  采用双层罐笼时，宜在同一水平进出车，双层罐笼同时上、下人员时，井上、下套架两端宜设置人行平台或地道；

   3  井口、井底宜采用推爪可进罐笼实现矿车进出车的操车设备；

   4  当井筒较深、大件较重时，应对钢丝绳弹性变形引起的对罐平层高度进行计算，并应采取措施方便井下进出车；

   5  立井罐笼用摇台的摇尖应能灵活转动，不得阻碍罐笼通过。

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3.2.21  本条规定了立井罐笼提升，井口、井底连接处布置的要求。
4  当井筒较深、大件较重时，钢丝绳的弹性变形必须引起足够重视，这种变形可能影响生产或引发事故，因此应进行必要的计算确定罐笼平层方式，合理选择锁罐或稳罐设备。
5  立井罐笼用摇台摇尖转动应灵活，在事故状态下罐笼通过时，摇尖头部被撞应能向下旋转，允许罐笼安全通过，可防止安全事故。

270'>《煤矿提升系统工程设计规范[附条文说明]》GB/T 51065-2014

 本规范用词说明

本规范用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：

1)表示很严格，非这样做不可的：

正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；

2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：

正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；

3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：

正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；

4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

 引用标准名录

引用标准名录

《建筑抗震设计规范》GB 50011

《20kV及以下变电所设计规范》GB 50053

《低压配电设计规范》GB 50054

《建筑物防雷设计规范》GB 50057

《交流电气装置的接地设计规范》GB／T 50065

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068

《矿山电力设计规范》GB 50070

《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140

《构筑物抗震设计规范》GB 50191

《煤炭工业矿井设计规范》GB 50215

《电力工程电缆设计规范》GB 50217

《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343

《矿山井架设计规范》GB 50385

《煤矿井下供配电设计规范》GB 50417

《重要用途钢丝绳》GB 8918

《多绳摩擦式提升机》GB／T 10599

《平衡用扁钢丝绳》GB／T 20119

《单绳缠绕式矿井提升机》GB／T 20961

《压实股钢丝绳》YB／T 5359