本书重点论述了煤矿深井提升基础理论及关键技术方面的昀新研究成果，主要内容涉及深井自适应预应力(self-adapting pre-stressed,SAP)提升模式、深井SAP提升动力学、深井大吨位提升安全运行保障、深井提升大功率传动控制、深井提升高速重载安全制动、深井SAP提升全系统可视化智能监控等关键技术，以及深井提升示范工程等。
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前言
第1章 深井SAP提升模式1
1.1 深井提升难度1
1.1.1 矿井提升方式1
1.1.2 深井提升中的问题2
1.1.3 研究现状4
1.1.4 深井提升难度表征参数5
1.2 深井SAP提升新模式6
1.2.1 技术原理6
1.2.2 系统结构6
1.3 深井SAP提升系统“上-中-下”融合架构研究8
1.3.1 上部驱动与制动自适应融合架构8
1.3.2 中部提升容器刚柔耦合设计架构14
1.3.3 下部尾绳横向摆动自适应抑制架构16
1.4 SAP提升系统关键参数及校验21
1.5 深井SAP提升系统物理模拟实验30
1.5.1 实验装备30
1.5.2 运行效果31
参考文献32
第2章 深井SAP提升动力学35
2.1 自由悬挂平衡尾绳提升动力学分析35
2.1.1 平衡尾绳动力学理论推导35
2.1.2 平衡尾绳动力学算例分析50
2.1.3 实验研究54
2.2 SAP提升系统动力学分析56
2.2.1 动力学模型56
2.2.2 动力学方程56
2.2.3 动力学特性69
2.3 SAP提升系统振动特性71
2.3.1 纵向振动71
2.3.2 横向振动73
2.4 紧急制动动力学分析75
2.4.1 动力学模型75
2.4.2 动力学方程76
2.4.3 动力学特性79
2.5 SAP提升系统非光滑动力学特性81
2.5.1 非光滑动力学模型81
2.5.2 SAP提升系统非光滑动力学求解84
2.5.3 不同频率激励下SAP提升系统绳轮分离非光滑动力学特性分析85
参考文献86
第3章 深井大吨位提升安全运行保障关键技术88
3.1 SAP提升容器设计及制造关键技术88
3.1.1 大吨位提升容器轻量化设计88
3.1.2 SAP提升容器柔性结构件焊接工艺92
3.1.3 SAP提煤箕斗与深井产能的匹配设计95
3.2 箕斗装卸载动力学97
3.2.1 箕斗装载过程力学模型97
3.2.2 箕斗承载力学模型99
3.2.3 箕斗装卸载振动特性104
3.2.4 SAP提煤箕斗衬板冲击磨损机理107
3.3 SAP提升容器服役状态评价方法114
3.3.1 SAP提煤箕斗应力监测无线传感器网络技术114
3.3.2 提升容器本体状态检测与可靠性评价117
3.4 SAP提升系统智能化状态检测关键技术118
3.4.1 深井刚罐道巡检机器人118
3.4.2 提升钢丝绳表面损伤图像识别技术128
3.5 SAP提升容器高速重载运行保障关键技术135
3.5.1 深井大惯量提升系统永磁过卷保护方法135
3.5.2 深井罐道连接技术147
参考文献148
第4章 深井提升大功率传动控制关键技术150
4.1 深井SAP提升机械振荡传导机制及转矩表征研究150
4.1.1 深井摩擦式提升系统纵向振荡建模150
4.1.2 影响因素分析158
4.1.3 基于加速度反馈补偿的矿井提升钢丝绳纵向振荡抑制策略163
4.2 深井提升电机转矩控制技术165
4.2.1 传统同步电机电流预测PWM控制165
4.2.2 改进同步电机电流预测PWM控制169
4.2.3 仿真验证171
4.3 深井提升大功率传动变流技术172
4.3.1 大功率变流器多场耦合分析及优化设计172
4.3.2 大功率并联型变流器高性能调制技术209
4.3.3 大功率变流器并网适应性研究237
4.3.4 大功率变流器故障诊断和远程维护技术268
4.3.5 大功率变流器研制291
4.4 深井SAP提升高精度行程控制技术310
4.4.1 深井提升行程控制技术研究310
4.4.2 深高速提升容器位置监测技术320
参考文献322
第5章 深井提升高速重载安全制动关键技术325
5.1 深井高速重载提升制动动力学325
5.1.1 提升机制动系统基础理论325
5.1.2 盘形制动器动力学分析327
5.1.3 提升系统制动动力学分析331
5.1.4 主要液压元器件数学模型335
5.1.5 恒减速制动系统建模分析342
5.2 高摩擦性能的制动闸瓦材料346
5.2.1 摩擦制动试验台设计346
5.2.2 深井提升机闸瓦-制动盘热力耦合及颤振动力学研究355
5.2.3 材料选择及力学性能测试方法375
5.2.4 闸瓦材料配方优化及对比试验376
5.2.5 闸瓦材料制动摩擦学性能389
5.3 制动闸瓦振动及制动摩擦行为特性399
5.3.1 制动闸瓦振动特性399
5.3.2 制动闸瓦热-应力分布规律403
5.3.3 不同提升工况下的制动摩擦行为对比408
5.3.4 闸瓦劣化机理411
5.4 深井SAP提升制动系统及可靠性保障技术416
5.4.1 深井高速重载大惯量提升安全制动控制方法416
5.4.2 同步共点多通道电液制动系统422
5.4.3 制动系统管理平台425
参考文献436
第6章 深井SAP提升全系统可视化智能监控关键技术438
6.1 深井全状态无线网络数据传输技术438
6.1.1 深井移动节点三维定位方法438
6.1.2 深井空间基于跨网通信的无线信号传输增强技术439
6.1.3 深部矿井罐道的无线传感节点动态数据转发机制446
6.1.4 无线健康监测传感器网络拥塞控制方法448
6.1.5 深井超长空间多跳无线传感网昀优数据收集策略450
6.2 深井井壁变形图像自适应检测技术451
6.2.1 外层井壁安全信息可视化网络平台451
6.2.2 面向深井井筒与井壁监测方法454
6.2.3 面向深部矿井监测图像去噪方法456
6.3 深井提升系统全状态健康评估与预测技术459
6.3.1 大数据驱动的深井提升系统故障检测与分析技术459
6.3.2 深井提升系统健康评估与预测技术460
6.4 深井提升系统机电液可视化监控云平台468
6.4.1 深井SAP提升系统智能监测参数体系468
6.4.2 深井全状态大数据高效存储系统SensorFS.468
6.4.3 基于热度积累缓存的云平台分层式非主键索引技术470
6.4.4 深井全状态大数据管理系统平台471
6.4.5 深井提升全状态深度分析可视化系统474
参考文献475
第7章 深井提升示范478
7.1 工程概况478
7.1.1 矿井概况478
7.1.2 井筒参数478
7.1.3 提升系统参数479
7.1.4 存在问题480
7.2 大强煤矿深井SAP提升系统设计482
7.2.1 结构设计482
7.2.2 防护系统489
7.2.3 监测系统490
7.3 大强煤矿主井关键参数校验493
7.3.1 尾绳类型493
7.3.2 尾绳调节轮直径的确定493
7.3.3 尾绳调节轮部的运动位移493
7.3.4 尾绳与尾绳调节轮间防滑系数与压力校验494
7.3.5 提升绳与摩擦衬垫比压校验495
7.3.6 提升系统防滑系数校验496
7.3.7 校验结果498
7.4 工程示范498
7.4.1 系统安装498
7.4.2 运行效果501
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