一种预防深井罐笼钢丝绳扭结设备及升降方法

本发明属于钢丝绳防扭结，具体是一种预防深井罐笼钢丝绳扭结设备及升降方法。

背景技术：

1、随着露天及浅表矿产资源的高强度采掘导致其储量显著缩减，全球矿产资源的开采重心不可避免地转向了深部领域的探索与开发，这已成为矿业发展的必然趋势。在这一进程中，深度界定在600米以上的地下开采活动被划定为深井开采范畴。目前，我国已拥有超过60座开采深度跨越千米大关的深井矿山，加拿大、印度、美国、俄罗斯等国家存在开采深度突破2000米的金属矿井。因此，深部矿井开采已成为全球矿产资源开发利用的重点方向与战略要地。

2、然而，在这类深井开采过程中面临一个重要的技术难题，就是井筒提升罐笼的钢丝绳在长距离输送过程中，多条绳缆很容易抖动而发生缠绕现象，严重时会导致绳缆破断而产生坠落事故。尤其是，当所用钢丝绳缆提升重物或其输送速度较快时，发生此类现象发生较为频繁，严重威胁到人员和设备的安全。与此同时，现存预防深井钢丝绳缆打结的相关技术与治理措施较为匮乏，且对应的功效也不能有所保障而大大折扣。例如，公开号为cn110950222a提及的一种垂直式直线电机辅助驱动的超深井特大吨位罐笼提升系统，虽然显著改善了提升罐笼源驱动能力不足问题，但依然不能避免钢丝绳揽扭曲或打结现象发生；而公开号为cn219259225u公开的一种矿井提升机尾绳扭结检测装置，其在工作时仅能实现对绳子的扭曲情况监测，也不能有效地制止尾绳扭结情况发生。因此，为有效克服深井罐笼钢丝绳长距离传输过程中频繁产生打扭缠绕问题，从而规避罐笼坠落事故发生，有必要提出一种预防深井罐笼钢丝绳扭结设备及升降方法，以解决背景技术中所提出的关键问题。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的由于深井罐笼升降时距离过长引起钢丝绳传输时可能发生扭结问题，本发明提供了一种预防深井罐笼钢丝绳扭结设备及升降方法，通过设置理线板本体、直线轴承和钢丝绳等结构的配合，进而大幅减弱钢丝绳的晃动频幅，从而防止绳缆缠绕打结情况的发生。在本发明中，通过导轮旋转时带动钢丝绳放线，从而使得罐笼组件和理线板本体下移，理线板本体移动的同时带动直线轴承移动，当上部理线板本体移动至横梁处，此时其底部与托梁抵接，随后中部和底部的理线板本体能够继续下移，直至罐笼组件移动至井底，此时三块理线板本体均与托梁抵接。同时，三处的直线轴承能够在设定不同位置对钢丝绳定位，以此防止钢丝绳发生扭结，进而保障罐笼在提升过程中的安全与可靠。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种预防深井罐笼钢丝绳扭结设备，包括外框架，所述外框架的顶部固定连接有电机，所述电机的输出轴端固定连接有导轮，所述导轮的表面活动连接有若干个钢丝绳，所述钢丝绳的表面设置有三个理线板组件，所述钢丝绳的底部吊接有罐笼组件，所述外框架的两侧均设置有导向轨；

3、其中，所述理线板组件包含理线板本体，所述理线板本体的顶部固定连接有若干个与钢丝绳相配合的直线轴承，所述理线板本体的两侧呈镜像分布有两组第一方管；

4、所述罐笼组件包含罐笼本体，所述罐笼本体的外部固定连接有导轨梁。

5、优选地，三个所述第一方管为一组，所述第一方管的内部活动连接有第二方管，所述第二方管靠近导向轨的一端贯穿第一方管的外壁，并延伸至第一方管的外部。

6、优选地，所述第一方管远离第二方管的一端螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一端与第二方管的外壁抵接，所述第二方管远离螺纹杆的一端固定连接有普通轴承。

7、优选地，所述螺纹杆旋转时带动第二方管朝导向轨的方向进行移动，所述第二方管移动后带动普通轴承与导向轨的外壁抵接，并使普通轴承沿导向轨进行上下滑动。

8、优选地，所述外框架的外壁等距离设置有三个横梁，所述横梁内壁的四角均设置有托梁，所述托梁的大小从上往下依次递增。

9、优选地，中部和下部所述理线板本体的两侧均开设有一组与托梁相配合的缺口，所述理线板本体的底部初始状态下与托梁抵接，所述理线板本体的外壁与横梁的内壁之间留有空隙。

10、优选地，所述导轨梁顶部的两端均固定连接有顶块，两个所述顶块相反的一侧均固定连接有导轨耳，所述导轨耳与导向轨滑动连接。

11、优选地，所述导轨梁顶部的两端均设置有斜杆支撑架，其用于加强导轨梁整体的稳定性和强度，所述罐笼本体的顶部开设有若干个与钢丝绳相配合的穿绳孔。

12、优选地，所述导轨梁的两侧分别活动卡接在两个导向轨上，所述罐笼本体的外壁与导向轨的内壁之间留有空隙。

13、本技术还提出一种预防深井罐笼钢丝绳扭结升降方法，步骤如下：

14、s1、在设备使用前，首先安装与检查理线板本体工作，通过旋转第一方管中的螺纹杆，推动第二方管和其上的普通轴承朝导向轨移动，直至普通轴承滚轮与导向轨的外壁接触受力，同样地，依次安装并调控好其他的螺纹杆组件，至此完成一个理线板组件的安装，重复相同工作，完成所有理线板本体安装，并检查其安全与可靠性；

15、s2、启动电机传动钢丝绳下放罐笼组件，此时受罐笼组件上部托梁支撑的堆叠理线板本体会在自重作用下一起沿着两侧导向轨定向下落，当整体下放至第一个预定位置时，横梁上的托梁会及时卡停上部理线板本体，而包括中部和下部理线板本体会继续避开托梁继续随着罐笼组件同步下落，至此完成第一个理线板本体的准确卡位；

16、s3、依次地，当罐笼本体与未卡位的理线板本体下放到预设理线板位置时，相应的理线板本体便会精准卡位，直至罐笼本体下放至井底方完成所有理线板本体的投放，这里提到的理线板本体两端均设计有避开其预定位置之上所有托梁的缺口，同时缺口恰好能被预定位置托梁卡停不再被下放，以便顺利完成所有理线板本体投放；

17、s4、相反，当罐笼组件提升过程中，会从下到上依次托起理线板本体直至上升到井口，此时所有理线板本体会形成堆叠形态，为下一次下放做好随时准备，正是由于每个理线板上设置的直线轴承，方能保持在罐笼组件整个升降过程中保持钢丝绳限位固定隔离，进而有效预防钢丝绳在长距离传输过程中由于不均匀受力、异常抖动等造成彼此接触摩擦、缠绕而形成打结现象，这尤其适用于深井作业的矿井多缆钢丝绳提升情况。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

19、本发明通过设置理线板本体、直线轴承和钢丝绳等结构的配合，进而大幅减弱钢丝绳的晃动频幅，从而防止绳缆缠绕打结情况的发生。在本发明中，通过导轮旋转时带动钢丝绳放线，从而使得罐笼组件和堆叠的三块理线板本体下移，这三块理线板本体移动的同时带动直线轴承移动，当到达第一个横梁位置时，上部理线板会首先与托梁抵接而被卡停，接着中部和底部的理线板本体能够继续下移，然后依次被卡停到对应位置的横梁上，直至罐笼组件移动至井底。重要的是，理线板本体上的直线轴承能够限定钢丝绳缆保持一定间距而防止扭结，同时通过在竖向井筒高度上等距放置的理线板能够有效隔断钢丝绳晃动频副，进而从根本上保障罐笼在提升过程中的绝对安全与可靠性。

20、本发明通过设置普通轴承导轨梁、导轨耳和导向轨等结构的配合，旨在保障理线板组件和罐笼组件升降过程中的方向稳定性，且通过理线板本体上若干普通轴承与导向轨滑动接触卡位，从而防止理线板本体出现左右偏移或晃动的情况。同时，通过导轨梁和导轨耳与导向轨之间的配合，可以将罐笼本体所承载的重量和载荷分散至导向轨上，从而减少罐笼组件自身结构的局部受力集中，进而提高了整体结构的稳定性。