黃玉川煤礦副立井提升系統(tǒng)的裝備特點(diǎn)

摘要：本文主要闡述神話神華神東煤炭集團(tuán)下的黃玉川煤礦副立井的建設(shè)情況、副立井裝備的選型、提升，從而達(dá)到安全生產(chǎn)目的，避免故障的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：煤礦；副立井

1.黃玉川煤礦副立井建設(shè)情況介紹

神華神東黃玉川煤礦是由神華神東電力公司與億利資源集團(tuán)公司按照51：49的比例共同出資建設(shè)的，現(xiàn)神東煤炭集團(tuán)公司管理生產(chǎn)。

該項(xiàng)目是國家“十一五”發(fā)展規(guī)劃中2007年西部新開工10項(xiàng)重點(diǎn)工程。

礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為年產(chǎn)1000萬噸，礦井服務(wù)年限為63年。礦井采用斜、立井混合開拓方式。

我國第一個(gè)一次性設(shè)計(jì)、施工建設(shè)的千萬噸豎井。

礦井副立井提升系統(tǒng)于2010年1月12日投運(yùn)，開創(chuàng)了國內(nèi)豎井全無軌輔助運(yùn)輸?shù)南壤?。并在提升能力、大罐籠柔性結(jié)構(gòu)和容積方面開創(chuàng)了國內(nèi)的三個(gè)第一

2.副立井提升裝備

黃玉川煤礦副立井提升高度為346m，井筒直徑Φ9.2m。垂直90°布置兩套摩擦式提升機(jī)。

2.1.一套特制雙層大罐籠+平衡錘 ，具有可整體下放液壓支架等大型設(shè)備功能，采用無軌運(yùn)輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了井上下“一條龍”無軌運(yùn)輸，解決了傳統(tǒng)副立井提升系統(tǒng)和無軌運(yùn)輸配套的一系列難題。

2.2.一套交通罐+平衡錘，運(yùn)送班中零散人員，減少大罐提升次數(shù)，節(jié)約運(yùn)行成本。任意一套提升機(jī)出現(xiàn)故障，均可用另一套實(shí)施救援。

大罐籠承載參數(shù)：

罐籠尺寸7700×3800×11000mm

罐籠總重50.3t（含滾輪罐耳、首尾繩連接裝置等）

罐籠載人150人×2層=300人

罐籠最大載重47.5t（下層甲板）

3.副立井提升設(shè)備選型

經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，設(shè)備選型如下：

（1）核心技術(shù)和設(shè)備全部進(jìn)口：

電控系統(tǒng)：德國西門子

制動(dòng)系統(tǒng)和鎖罐系統(tǒng)：德國西馬格

提升鋼絲繩：德國法爾福公司的達(dá)高鋼絲繩

（2）其他設(shè)備選用國內(nèi)知名產(chǎn)品或引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)在國內(nèi)制造：

主電機(jī)：上海電機(jī)廠

提升機(jī)：洛陽中信重工

罐籠及大罐主軸：徐州安全設(shè)備廠生產(chǎn)，德國西馬格公司設(shè)計(jì)、監(jiān)造。

使用國內(nèi)已成熟的技術(shù)、設(shè)備與國外先進(jìn)的設(shè)備配套使用，在確保系統(tǒng)的先進(jìn)性、穩(wěn)定性和可靠性的同時(shí)，與完全的進(jìn)口系統(tǒng)相比，共節(jié)約投資5000萬元左右。同時(shí)，與進(jìn)口設(shè)備相比，國產(chǎn)設(shè)備售后服務(wù)及時(shí)，備件采購周期短，后期的維護(hù)費(fèi)用低。

3.1.提升機(jī)設(shè)備選型

提升機(jī)選用國內(nèi)多數(shù)大型礦井廣泛使用且口碑良好的洛陽中信重工生產(chǎn)的多繩摩擦式提升機(jī)。

大罐籠提升機(jī) JKM4.6-6（III） ：設(shè)計(jì)最大提升速度8.19m/s，設(shè)計(jì)罐籠最大載重量46t，最多乘載2×150人，鋼絲繩首繩6×48mm，摩擦輪直徑4.6m，交通罐提升機(jī) JKM2.4-2（I）

設(shè)計(jì)最大提升速度7.67m/s，最多乘載16人，鋼絲繩首繩2×28mm，摩擦輪直徑2.4m。

3.2.罐籠選型

根據(jù)運(yùn)送大型設(shè)備的尺寸和質(zhì)量要求：

特制雙層罐籠的尺寸為7700mm×3800mm

采用柔性罐體的設(shè)計(jì)，有效減輕了罐籠的自重。罐籠自重：50.3t（包括首、尾繩懸掛裝置等）本體高11m，屬于特大罐籠。

根據(jù)大件運(yùn)輸要求，在罐籠內(nèi)設(shè)有定位裝置和阻車裝置，平板車固定裝置等輔助設(shè)備，方便無軌車輛的運(yùn)輸。為了節(jié)省能耗，保證提升安全，大罐籠平衡錘采用可調(diào)箱式平衡錘，在正常情況下平衡錘的質(zhì)量，滿足兩輛無軌膠輪車（25t）的運(yùn)輸，在提升大件時(shí)裝入一個(gè)平衡重車。

3.3.鋼絲繩選型

綜合考慮鋼絲繩的安全性和經(jīng)濟(jì)性，提升鋼絲繩選用德國法爾福公司的達(dá)高鋼絲繩，而平衡鋼絲繩則選用國內(nèi)鞍鋼鋼絲繩廠的扁尾繩。

大罐籠：

提升鋼絲繩48mm 6x36WS-FC型圓股鋼絲繩（德國法爾福公司）

平衡鋼絲繩 187×29ZAA P8×4×19 型扁鋼絲繩 （鞍鋼鋼絲繩廠）

交通罐：

提升鋼絲繩28mm 6x31WS-FC型圓股鋼絲繩（德國法爾福公司）

平衡鋼絲繩 67×15ZAAP6×4×7 型扁鋼絲繩（鞍鋼鋼絲繩廠）

3.4.傳動(dòng)及電控系統(tǒng)選型

通過對(duì)交-交變頻、交-直-交變頻和直流驅(qū)動(dòng)三種傳動(dòng)方案在工藝要求，電氣性能、保護(hù)功能，投資、管理和性價(jià)比等方面綜合考慮：

大罐籠提升設(shè)備采用12/6脈動(dòng)交-交變頻傳動(dòng)系統(tǒng)，減少了復(fù)雜而且使用、維護(hù)費(fèi)用昂貴的水冷系統(tǒng)。交-交變頻矢量控制技術(shù)非常適合交流傳動(dòng)，特別是礦井提升機(jī)低速、大扭矩的工況。在低頻段無脈動(dòng)，受控運(yùn)行性能好。在提升過程中，可實(shí)現(xiàn)無制動(dòng)運(yùn)行，大大降低了系統(tǒng)對(duì)液壓制動(dòng)的要求，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。交-交變頻系統(tǒng)在0轉(zhuǎn)速時(shí)可以達(dá)到200%的荷載，并且可長期保持。

配套的磁控濾波和無功補(bǔ)償裝置，既滿足系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)要求，又提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，減小了諧波污染。交通罐提升選用直流傳動(dòng)方案。

控制系統(tǒng)采用雙套西門子S7-400PLC+FM458控制，S7-400 PLC主要用來實(shí)現(xiàn)邏輯連鎖控制和保護(hù)功能，F(xiàn)M458主要用來實(shí)現(xiàn)工藝控制，比如位置、井筒開關(guān)檢測(cè)、行程控制、速度控制、工藝控制等。重要的監(jiān)測(cè)信號(hào)均進(jìn)入兩套PLC，參與各類重要保護(hù)和閉鎖，相互監(jiān)視，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。為了提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，節(jié)省投資，電控系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)（變頻器、控制設(shè)備、操作臺(tái)、軸編碼器、井筒開關(guān)等）為進(jìn)口設(shè)備，其余為國產(chǎn)設(shè)備

3.5.操車系統(tǒng)選型

目前國內(nèi)的立井提升，都是采用搖臺(tái)做罐籠的承接裝置，進(jìn)出車采用推車機(jī)和阻車器。由于我礦的大型設(shè)備重量大，為保證副立井運(yùn)輸系統(tǒng)的安全、可靠性，防止罐籠在井底進(jìn)出重型設(shè)備時(shí)，鋼絲繩的彈性伸長過大引起罐籠上下起伏，給大、重型設(shè)備的進(jìn)出帶來困難。我礦采用了德國SIEMAGE公司的罐籠鎖緊裝置及擺動(dòng)平臺(tái)，有效的減少大型設(shè)備進(jìn)出罐籠對(duì)提升設(shè)備及其鋼絲繩等造成的沖擊。

3.6.制動(dòng)系統(tǒng)選型

選用德國西馬格公司生產(chǎn)的恒減速液壓制動(dòng)系統(tǒng)。國內(nèi)近些年多次出現(xiàn)摩擦輪提升設(shè)備的跑車事故，嚴(yán)重影響礦井生產(chǎn)和人員生命安全。我礦提升設(shè)備的制動(dòng)系統(tǒng)，使用兩套獨(dú)立的泵站系統(tǒng)，正常情況下兩個(gè)液壓站同時(shí)工作，進(jìn)、回油管路相互獨(dú)立，每個(gè)液壓站負(fù)責(zé)1組閘盤的制動(dòng)。一套泵站故障時(shí)，單臺(tái)泵站可通過切換閥組同時(shí)供兩組閘盤工作。這樣，可以避免維護(hù)不當(dāng)或其它原因引起液壓站回油故障造成的跑車事故。確保了系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行

4.副立井提升系統(tǒng)運(yùn)行情況

黃玉川煤礦副立井大小、罐籠提升系統(tǒng)自2010年1月12日正式投入運(yùn)轉(zhuǎn)至今已有4年，期間運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、正常，未出現(xiàn)較大影響生產(chǎn)的故障情況，運(yùn)行情況良好。至今累計(jì)故障影響時(shí)間不超過40小時(shí)，事故率僅為0.135% ，大罐籠提升能力突出，在生產(chǎn)任務(wù)較緊及綜采搬家倒面期間，每班提升和下放車輛均在90車左右。有力保障了礦井的建設(shè)、生產(chǎn)進(jìn)度。

我礦作為神華集團(tuán)的第一個(gè)立井項(xiàng)目，副立井提升設(shè)備復(fù)雜，對(duì)檢修和維護(hù)人員的技術(shù)要求較高。為確保副立井設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行，引進(jìn)了有立井提升維護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任提升系統(tǒng)的管理工作，通過以師帶徒的方式對(duì)礦技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，培養(yǎng)了一批有高學(xué)歷、高素質(zhì)的年輕技術(shù)力量。引進(jìn)對(duì)提升機(jī)主軸軸承振動(dòng)、溫度等運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備機(jī)械損傷、故障的提前判斷和預(yù)防。以彌補(bǔ)人員無法實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)和靠經(jīng)驗(yàn)判斷的不足，更好的確保設(shè)備的安全和穩(wěn)定。

我們相信通過立井提升系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)人員的引進(jìn)和培養(yǎng)和高技術(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備的投入和使用，成為神華集團(tuán)乃至全國煤炭生產(chǎn)行業(yè)的高產(chǎn)高效礦井。

參考文獻(xiàn)：

[1]《多繩摩擦提升系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)》李玉瑾 2008（12）；