矿井提升机是井工矿山开采活动中的重要设备,承担着矿产、工具设备和人员的运输工作。近年来,随着资源需求量的不断增加,以及地球浅层资源的日益枯竭,使得人类对地球深部资源开采活动的需求日益增强,从而促使矿井提升机不断向大型、重载、高速运行的方向发展;由于矿井提升机采用钢丝绳传动,属于典型的柔性传动系统,致使其在紧急制动过程中极易产生剧烈的冲击和振动现象,因此,随着提升载荷、运行速度和提升高度的增加,提升机在紧急制动过程中的振动冲击现象将更为严重,甚至会诱发钢丝绳打滑和断裂的严重后果。如何减小大型矿井提升机紧急制动过程中的冲击与振动,是大型矿井提升机安全运行的重要保障。针对该问题,本文拟对矿井提升机紧急制动时的提升机极限减速度及打滑现象展开研究,以多绳摩擦式矿井提升机为研究对象,仿真分析提升机在不同工况下的打滑现象,将机器学习算法运用到提升机极限减速度的预测及打滑现象的判断,分析运行方向、提升速度、提升载荷以及提升高度等特征变量对目标标签值的影响,并将所建立的算法模型用于任意工况下提升机极限减速度的预测及系统打滑现象的判断。研究结果将对矿井提升机紧急制动系统策略的设计提供依据和基础。矿井提升机仿真模型建模及其动力学仿真分析。以某矿JKMD3.25×4(Ⅱ)型副井落地式多绳摩擦矿井提升机参数为基础,建立落地式多绳摩擦矿井提升机刚柔耦合动力学仿真模型,建模过程中考虑了提升钢丝绳与摩擦卷筒之间的接触作用、罐笼系统中导轮与罐笼之间的弹性连接作用以及导轮与罐道之间的接触作用,利用从现场采集到的试验数据对模型进行验证及优化;并利用该模型分析恒减速制动时提升机的动力学特性以及运行参数对系统动力学特性的影响。提升机紧急制动过程中的打滑现象分析。以摩擦提升系统防滑理论为指导,通过大量仿真计算研究提升机在不同工况下从未打滑到发生打滑的突变点,从而获得提升机在各工况下的极限减速度值,将该结果与简化公式计算值进行对比发现:前者小于后者,且重载下放工况中随着载荷的增加两者的误差逐步减小,重载提升工况中两者误差与载荷变化基本无关;提升高度和提升速度对提升机极限减速度的影响很小,重载下放工况下载荷与极限减速度为近似线性关系且随载荷的增加而减小,重载提升工况下载荷与极限减速度为近似线性关系且随载荷的增加而增加。基于制动初始参数的提升机制动减速度及打滑现象预测。通过仿真获得了不同工况下提升机的极限减速度及提升机打滑状态下的原始数据集,运用算法分析原始数据集中各个特征变量的重要性以及其与目标值之间的相关性。采用随机森林回归算法和分类算法建立提升机极限减速度预估模型和提升机打滑现象预测模型,对所建算法模型进行调参优化后用于提升机极限减速度的预测及提升机打滑现象的判断。将随机森林回归算法的预测结果与多元线性回归及岭回归等算法进行对比,获得的回归模型中最小均方误差为0.0157;将随机森林分类算法的预测结果与支持向量机及梯度提升树算法进行对比,获得的分类模型中最高准确率为91.7%。