淺析金嶺煤礦井下2JKB—3×1.8P提升機(jī)安裝與變頻技術(shù)的應(yīng)用

沈祖林 袁明會(huì)

摘要：礦井提升設(shè)備是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人員和設(shè)備，下放材料的大型機(jī)械設(shè)備。它是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐，是礦山運(yùn)輸?shù)难屎怼Ｒ虼?，礦井提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)的全過程占有極其重要的地位。此外，礦井提升設(shè)備是一大型的綜合機(jī)械——電氣設(shè)備，其成本和耗電量比較高，所以，在新礦井的設(shè)計(jì)和老礦井的改建設(shè)計(jì)中，確定合理的提升系統(tǒng)時(shí)，必須經(jīng)過多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合礦井的基本條件，保證提升設(shè)備在選型和運(yùn)轉(zhuǎn)兩個(gè)方面都是合理的，即要求礦井提升設(shè)備具有經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞 提升機(jī)；安裝；變頻

一、立項(xiàng)背景

金嶺煤業(yè)暗副斜井、暗提矸斜井主要擔(dān)負(fù)二水平開拓掘進(jìn)工程提升矸石和升降人員；隨著礦井逐步延伸，原來采用的JYB-60×1.25調(diào)度絞車已不能滿足提升矸石的任務(wù)，掘進(jìn)工作面上下班人員勞動(dòng)強(qiáng)度逐步增加，礦井開拓工程接替緊張；為了加快工程進(jìn)度、緩解工人勞動(dòng)強(qiáng)度，結(jié)合礦井采掘工程布局情況，決定在一水平東區(qū)新建兩個(gè)絞車硐室，安裝2臺(tái)2JKB-3.0×1.8P/20E型單繩纏繞式提升機(jī)。

二、提升機(jī)施工工藝及方法

1、提升機(jī)安裝工程情況說明

暗副斜井、暗提矸斜井提升機(jī)選用2JKB-3.0×1.8/20E型單繩纏繞式提升機(jī)，電機(jī)采用南陽防爆電機(jī)廠生產(chǎn)的YBBP5002-10防爆變頻電動(dòng)機(jī)，配套電機(jī)功率450KW，電壓等級(jí)1140V，采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，變頻器控制功率為500KW；安裝工期為45天；提升機(jī)機(jī)房總長16.2m，斷面8m，起吊設(shè)備選用自制加工的20T天車梁，天車梁立柱選用24#工字鋼并焊連接，起重梁選用40#工字鋼，托梁選用28#工字鋼，托梁上方跑道選用38kg道軌，起重量跑車位置能夠?qū)φ麄€(gè)車房任何地點(diǎn)進(jìn)行覆蓋，對安裝、檢修提供了方便。

2、提升機(jī)主軸、滾筒入井方法介紹及解決的辦法

游動(dòng)滾筒重量13.0噸、固定滾筒重量12.3噸；滾筒有四瓣組成，尺寸為3.4×1.3（m）；提升機(jī)最大件為主軸，重量為15t；為解決提升機(jī)配件重、尺寸大的問題，根據(jù)巷道部分地方轉(zhuǎn)彎的曲率半徑小，入井難度大的問題，自制設(shè)計(jì)加工一輛轉(zhuǎn)盤車，用于下放絞車主軸裝置；在設(shè)備入井前期，做到充分預(yù)想，對提升機(jī)主軸、滾筒入井方案進(jìn)行反復(fù)推敲和驗(yàn)算；在做好前期的準(zhǔn)備工作后，按照主軸實(shí)際尺寸模擬加工了一個(gè)主軸裝置，從Ⅱ號(hào)副井入井輸送到一水平副斜井絞車房。

3、提升機(jī)房設(shè)備安裝方法及安裝工藝

為解決提升機(jī)配套設(shè)施、設(shè)備尺寸大、重量大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)在車房安裝有自制加工的航吊用于對設(shè)備的起吊工作，航吊設(shè)計(jì)起重設(shè)備重量為20T，滿足對提升機(jī)最重配套設(shè)備的起吊任務(wù)，為了增加航吊梁的強(qiáng)度和剛度，在硐室兩旁安裝有航吊梁立柱，立柱用4組壓板和8根錨桿固定在墻體內(nèi)，錨桿深度為0.8m，角度為60度；提升機(jī)在安裝主軸，減速器、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)閘時(shí)，機(jī)座下的墊鐵、基礎(chǔ)螺栓安裝及二次灌漿都符合設(shè)計(jì)及《煤礦安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》。

圖一：立柱示意圖

圖二：起重量布置示意圖

圖三：起重量跑車示意圖

圖四：起重量跑車主視圖

4、所運(yùn)用到的理論依據(jù)

提升機(jī)下放主軸驗(yàn)算：

航吊梁強(qiáng)度計(jì)算；根據(jù)橫梁的最大跨度及集中負(fù)荷，作鋼懸梁的選型計(jì)算。 Wx=Mmax/fu

式中：

Wx——某型號(hào)工字鋼的截面抵抗矩，mm?；

fu——工字鋼的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對于Q235鋼，fu=215N/mm?；

Mmax——工字鋼在垂直方向上的最大彎矩；

三、變頻技術(shù)的應(yīng)用

變頻電控系統(tǒng)采用唐山開誠公司的ZTK型全數(shù)字防爆四象限變頻提升機(jī)電控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要設(shè)備配置有防爆四象限變頻調(diào)速裝置、防爆的PLC提升機(jī)控制箱、本安司機(jī)操作指示臺(tái)構(gòu)成；絞車電控系統(tǒng)由變頻調(diào)速系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)，信號(hào)系統(tǒng)三部份組成。能夠?qū)崿F(xiàn)對絞車的提升控制，行程測量、指示、故障檢測、報(bào)警與保護(hù)；安全電路及液壓站工作制動(dòng)與安全制動(dòng)控制等。以PLC為控制核心的絞車控制系統(tǒng)，極大地提高了控制系統(tǒng)本身的安全可靠性，表現(xiàn)在低頻轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速平滑、調(diào)速范圍廣、精度高、發(fā)電狀態(tài)回饋節(jié)能、對電網(wǎng)污染小等，采用雙PLC控制系統(tǒng)，使斜井絞車的控制性能和安全性能更加完善，另外，操作簡單、運(yùn)行安全穩(wěn)定、故障率低、基本免維護(hù)，對于煤礦絞車安全運(yùn)行具有深遠(yuǎn)意義。

四、安全、經(jīng)濟(jì)效益分析

暗副井提升機(jī)與暗提矸斜井提升機(jī)絞車安裝；由自主設(shè)計(jì)、安裝、自制設(shè)計(jì)航吊梁共節(jié)約設(shè)計(jì)工程、安裝工程、自主加工航吊梁三部分合計(jì)節(jié)約費(fèi)用達(dá)174萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。另外，隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，變頻技術(shù)已逐漸被應(yīng)用到煤礦安全生產(chǎn)中，尤其在絞車提升，絞車變頻調(diào)速電控設(shè)備應(yīng)用至今，運(yùn)行良好，工作可靠，大大提高了系統(tǒng)的安全性能，降低了電耗及維護(hù)費(fèi)用，延長了設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)了絞車安全高效的目的，而且絞車變頻調(diào)速電控系統(tǒng)具有控制性能優(yōu)良、操作簡便、運(yùn)行效率高、維護(hù)工作量小等諸多優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)生了非?？捎^的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟與能源節(jié)約要求的必然趨勢，它正成為礦山提升機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向。

五、結(jié)束語

提升機(jī)安裝工程是煤礦安全生產(chǎn)中不可缺少的一個(gè)重要部分，與煤礦企業(yè)發(fā)展息息相關(guān)。提升機(jī)運(yùn)行的安全性、高效性、經(jīng)濟(jì)性在煤礦生產(chǎn)中至關(guān)重要。提升機(jī)近一年來運(yùn)轉(zhuǎn)使用情況來看，各部件運(yùn)行情況良好，該提升機(jī)可滿足安全生產(chǎn)要求。電控部分采用的是先進(jìn)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

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[2]張榮立，何國偉，李鐸。采礦工程設(shè)計(jì)手冊[M]，北京，煤炭工業(yè)出版社，2001.