多绳摩擦提升系统是一种复杂的机电液一体化的装备,主要由提升机驱动与制动系统、多根钢丝绳(首绳和尾绳)、天轮(或导向轮)、提升容器等组成,是联系矿山井下和井上的“咽喉”环节,已在国内外数千个矿井中得到广泛应用。提升系统的变频调速和闸控装置对提升循环作业的正常工况和局部故障工况有了很好的协同运行、自保护及相互保护,但有时还会出现不能正常停车的过卷过放事故。尽管目前过卷缓冲技术取得了长足的进步,但是对于高速重载特征的摩擦式提升系统,非正常(如突然断电)安全制动、故障状态的“误制动”和“拒制动”还会导致过卷过放恶性事故的发生,从而造成人员重大伤亡和设备巨大损失。所以非常有必要对其恶性事故进行研究,但是研究恶性事故没有试验条件,不利于有效解决恶性事故过程分析问题。因此需要探讨过卷过放故障工况下试验的办法。本文设计了一种基于钢带变形和液压吸能的过卷缓冲装置,其以油缸液压吸能缓冲为主,钢带塑性变形吸能缓冲为辅。双重吸能有效的提高了能量吸收速度,缓解了过卷冲击,缩短了制动时间,从而避免了恶性事故的发生,有利于矿井提升系统恢复生产运行。对提升机过卷过放制动力进行设计计算,并对钢带应力应变进行仿真研究。结果表明钢带厚度对制动力影响大于钢带宽度,该仿真结果与理论分析结果一致,验证了仿真的正确性。结合钢带仿真结果,对过卷缓冲装置进行机液联合仿真研究,液压缸各参数仿真结果满足设计要求,证明该装置能实现整机系统所设计的过卷缓冲功能。利用虚拟现实技术构建了提升系统虚拟仿真实验平台。基于MVC模式的交互原理,从场景漫游、碰撞检测方面,阐述了提升系统学习认知功能的实现方法;通过模型移动和距离检测功能实现了提升系统虚拟装配;运用四元数球面线性插值理论,实现了提升机启停控制操作,主要包括闸瓦开关、滚筒正反转、实时速度和油压变化,真实模拟了实际工况下提升机启停操作。基于学习认知和启停控制功能的实现,结合钢带仿真结果,对有无过卷缓冲装置两种状态分别进行了虚拟仿真研究。分别进行了在无(有)过卷缓冲装置条件下的加速过卷、全速过卷的运动仿真。结合过卷缓冲装置实现了抓捕过程的运动仿真,对比分析了两种状态的提升容器和过卷过放装置的耦合作用,实现了全过程可视化展示,可检验过卷缓冲装置的功能和工作效果。多绳摩擦提升系统过卷过放虚拟仿真实验解决了无法进行现场实验、破坏性试验的难题,达到了系统开发之初的预期设想和目标,对进一步实现多绳摩擦提升系统的可视化实时监控、智能运输具有重要意义。