[发明专利]基于轨道行走装置的深井提升系统及方法

说明书

本发明提供一种基于轨道行走装置的深井提升系统，包括齿轮轨道；提升装置，提升装置中设有电机，电机通过传动轴、变向齿轮箱和减速齿轮与齿轮轨道啮合，提升装置的底部四周设有导向齿轮；运输箕斗，运输箕斗的顶部与提升装置的底部连接，运输箕斗的下部设有卸矿口；控制系统，包括信号采集单元、输入单元、控制单元和执行单元；信号采集单元包括图像采集设备、定位装置；执行单元包括齿轮制动装置和卸矿口开闭装置；控制单元用于根据信号采集单元采集的信息和/或输入单元的指令输入，给电机执行单元输出控制指令。本发明通过用齿轮轨道和提升装置的结构，能够增加运输箕斗的容量，提高矿石的运输效率；减小无用功，增加了能量利用率。

技术领域

本发明属于深部矿床开采领域，具体设计一种基于轨道行走装置的深井提升系统及方法。

背景技术

矿井提升装置是矿床地下开采中是不可或缺的，经过发展，提升机从单绳缠绕式提升机发展到多绳摩擦式提升机。在常规深度矿山开采中，多绳摩擦式提升机被大规模应用与地下矿山的开采中。

国家十三五规划纲要中，对地球深部矿物资源，能源资源的勘探与开发利用已被提升到国家发展战略高度。2016年已经成为我国开展矿业“深地”探索的关键年，作为十三五国家项目《深部金属矿建井与提升关键技术》和《深部金属矿安全开采技术》先后启动，中国矿业的“深地”探索已经全面拉开了大幕。在我国，有些金属矿已经进入了深部开采，开采深度和竖井达到了1500多米。而在国外超过1000米的金属矿山达90多座，其中3000米以上的有5座。而最深的矿井是南非卡里顿维尔金矿，采深达3800米，竖井延深达4164米。由此可见，深部开采已经成为矿业发展的趋势。但在进行深部开采的同时会面临很多技术问题，矿井提升装置和效率的提高是制约矿床深部开采一个重要的方面。例如在国外，竖井的设计深度一般小于2000米，超过2000米时改为两段竖井提升。根据资料显示，当竖井深1700米，采用缠绕式提升机时，深井的有效提升量只有25%，其中75%是作的无用功，消耗在提升钢丝绳了。所以，深井的矿石提升成本相当高，井越深，成本越高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于轨道行走装置的深井提升系统及方法，提高深井矿石提升效率，降低成本。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于轨道行走装置的深井提升系统，其特征在于：它包括：

齿轮轨道，从地面至井底地设置在深井井筒的井壁上，共有至少3根周向均布在井壁上；

提升装置，提升装置中设有电机，电机通过电线和电刷从深井井筒中的导电杆取电，电机依次通过传动轴、变向齿轮箱和减速齿轮与所述的齿轮轨道啮合，提升装置的底部四周还设有与所述的齿轮轨道啮合的导向齿轮；

运输箕斗，运输箕斗的顶部与提升装置的底部连接，运输箕斗的下部设有卸矿口；

控制系统，包括信号采集单元、输入单元、控制单元和执行单元；信号采集单元包括用于采集提升装置和运输箕斗之间连接状态的图像采集设备、用于确定提升装置位置的定位装置；执行单元包括齿轮制动装置和卸矿口开闭装置；控制单元用于根据信号采集单元采集的信息和/或输入单元的指令输入，给电机执行单元输出控制指令。

按上述方案，所述的提升装置的底部设有箕斗固定装置，箕斗固定装置包括由所述的控制单元控制伸缩的刚性杆；所述的运输箕斗包括箕斗上部和箕斗下部，箕斗上部和箕斗下部之间设有与所述的刚性杆匹配的卡槽。

按上述方案，所述的运输箕斗的底部为向所述的卸矿口倾斜的倾斜面。

按上述方案，所述的信号采集单元还包括用于采集提升装置速度的速度传感器、采集深井井筒内温度的温度传感器。

按上述方案，所述的控制系统还包括显示装置，用于显示实时的参数，参数包括提升装置和运输箕斗之间连接状态的图像、提升装置的位置。