3. 矿井主提升机典型速度图类型

速度图是提升机一次完整提升循环中，提升容器速度随时间变化的曲线。它既是电动机选型、电控系统给定和行程检测的依据，也是验算加减速度是否满足安全规程、核算提升能力与能耗的基础。工程上最常用的是三阶段梯形速度图、五阶段速度图和多阶段速度图，三者的差别本质上在于“加速段与减速段是否细分、是否设置匀速段、是否插入爬行段”。理解它们的构成与适用工况，才能在给定井深、载荷和产量要求下选对图形。

一、三阶段梯形速度图：最简形式

三阶段速度图由加速段、匀速段、减速段组成，速度曲线呈梯形。设最大速度 vm、加速度 a1、减速度 a3，则加速时间 t1=vm/a1，减速时间 t3=vm/a3，加速与减速行程分别为 h1=vm2/(2a1)、h3=vm2/(2a3)，匀速行程 h2=H-h1-h3（H 为提升高度），匀速时间 t2=h2/vm，循环时间 T=t1+t2+t3+θ（θ 为装卸载等休止时间）。

这种图形结构简单、给定容易，但存在两个工程问题：一是加减速段内加速度恒定，容器在加速起点和减速终点存在加速度突变，对钢丝绳产生冲击；二是若 H 较小而 vm 较高，可能出现 h1+h3>H，梯形退化为三角形，匀速段消失，此时必须降低 vm 重新计算。因此三阶段图多用于井深较大、提升速度不高、对平稳性要求一般的中小型矿井或辅助提升。

二、五阶段速度图：主提升的常用形式

五阶段速度图在三阶段基础上把加速段分为“初加速 + 主加速”，把减速段分为“主减速 + 爬行”，形成初加速、主加速、匀速、主减速、爬行五个阶段。初加速段采用较小加速度 a0（常取 0.3～0.5 m/s²），使容器脱离装载位置时钢丝绳张力变化平缓；爬行段以低速 v4（常取 0.3～0.5 m/s）运行一段行程 h4，用于精确对罐、低速通过卸载曲轨或井口承接装置。

以某矿副井罐笼提升为例（示例假设参数）：提升高度 H=420 m，最大速度 vm=6.0 m/s，主加速度 a1=0.7 m/s²，主减速度 a3=0.7 m/s²，初加速度 a0=0.4 m/s²，初加速终速 v0=1.0 m/s，爬行速度 v4=0.4 m/s，爬行行程 h4=3 m。计算得初加速行程约 1.25 m、主加速行程约 25.0 m、主减速行程约 25.6 m，匀速行程约 365.2 m，循环时间约 78 s（不含休止）。可见五阶段图在保证产量的同时，把冲击和停车精度问题一并解决，是立井主提升最普遍的图形。

三、多阶段速度图：特殊工况的精细给定

多阶段速度图在五阶段基础上进一步细分，常见形式包括：加速段采用变加速度（如按恒定加速度变化率 ρ 实现 S 形起动）、减速段增加“自由滑行”或“电气制动”过渡段、深井中设置多个匀速平台以避开钢丝绳共振区、斜井提升中按坡度分段限速等。其构成不再是固定五段，而是根据设备能力、绳系动力学和工艺要求划分若干速度平台与过渡段。

多阶段图适用于：井深超过 800 m 的深井提升，需控制钢丝绳弹性振动；摩擦式提升机，需限制加减速过程中的防滑安全系数；斜井长距离提升，需按坡度与载荷分段限速；以及要求精确停位、频繁对罐的自动化提升系统。代价是给定曲线复杂、调试工作量大，对电控系统的曲线插补与行程跟踪精度要求更高。

四、选型判断与常见误区

选择图形时先看三个约束：安全规程允许的最大加减速度、防滑与绳系动力学要求、停位精度要求。若井深大、速度中等、停位要求一般，三阶段即可满足；若为立井主提升且需要精确对罐，应选五阶段；若井深超过 800 m 或采用摩擦式提升机，应评估多阶段 S 形给定的必要性。常见误区是把五阶段图的爬行段行程取得过小，导致低速段来不及稳定就进入制动，反而造成停车冲击；另一个误区是忽略三角形退化条件，在浅井高速度下仍按梯形公式计算，得到负的匀速行程。

实际给定曲线时，还应把速度图与行程图、力图对应起来校核：加速段末尾电动机电流是否超过允许值、减速段是否进入电气制动、爬行段转矩是否足以克服阻力。只有速度图、行程图、力图三者一致，速度图才具备可执行的工程意义。