矿井提升系统作为煤炭生产活动重要组成部分,随着开采深度不断增加,多绳摩擦提升系统的安全运行,特别是提升钢丝绳的安全运行受到广泛关注。多绳摩擦提升系统的钢丝绳由摩擦轮牵引,绕经天轮与提升容器连接,并沿井筒轨道上下运行。提升钢丝绳的纵向振动引起钢丝绳张力变化,同时在张力变化以及天轮摆动等激励下,易引发摩擦轮与天轮间的钢丝绳(简称弦绳)的剧烈晃动。本文以多绳摩擦提升系统钢丝绳为研究对象,采用理论建模、信号仿真和实测分析等相结合的方法,研究了提升系统固有频率、激励与钢丝绳张力特征,分析了弦绳横向动态位移与纵向张力变化特征,给出了基于钢丝绳振动信息获取钢丝绳张力的方法,并探讨了动态位移与张力准确性获取的影响因素,克服了传统多绳摩擦提升钢丝绳张力测量设备安装与维护不方便等问题。首先,分析了多绳摩擦提升系统固有频率、激励等特性。建立了适用于多绳摩擦提升系统钢丝绳纵向振动、弦绳横向振动模型,分析了提升钢丝绳纵向振动频率特性,钢丝绳张力与弦绳横向振动频率之间的关联特性,以及提升系统激励干扰因素。其次,研究了多绳摩擦提升系统弦绳横向振动位移测量与动态变化特性。考虑弱光条件和光照直射下弦绳边缘的获取问题,选择了近红外相机作为弦绳振动位移测量设备,研究了钢丝绳图像分割与滤波方法,并进一步采用一种红外光源与近红外相机配合使用,通过轮廓拟合获得的弦绳横向振动位移的方法,简化了图像处理,克服了背景干扰和光线直射问题。获取了弦绳的横向振动位移数据,并分析了弦绳动态位移变化特性,实现了多绳摩擦提升系统弦绳横向位移全天候测量。再次,研究了多绳摩擦提升系统弦绳动态位移的时频特性。在小波变换时频分析方法有较高的分辨率情况下存在的能量不集中和激励频率干扰等问题,进行仿真和实际的分析,引入了一种VMD-SWT时频分析方法,变分模态分解克服了经验模态分解模态混叠等问题,对弦绳位移仿真信号和实测弦绳动态位移信号均能有效分解,再进行同步压缩小波时频分析,并采用多阶频率方差计算选优,获得弦绳横向振动固有频率。最后,研究了多绳摩擦提升系统钢丝绳张力特性。分别对上下弦绳装载段、卸载段、加速段、匀速段和减速段采用本文时频分析计算张力方法得到的张力进行分析,研究了不同阶段的张力变化特性和不同阶段应采用的频率计算得到的张力,并进一步分析了上下弦绳两个周期各根钢丝绳张力和钢丝绳总张力的变化情况,分析结果表明,通过时频分析方法获得的钢丝绳张力基本满足多绳摩擦提升钢丝绳张力测量,有助于通过钢丝绳振动获得钢丝绳张力的研究。该论文有图90幅,表2个,参考文献76篇。