論副井提升機的改造設(shè)計及應(yīng)用

葉武

摘要：潞安新疆煤化工（集團）有限公司二礦為集團公司主力礦井，經(jīng)多年升級改造年產(chǎn)量在3.0Mt/a以上，礦井目前使用的JK-2.5/30型單滾筒提升機已經(jīng)不能生產(chǎn)需要。據(jù)此，結(jié)合工程實際，對其副井提升機改造進行了選型設(shè)計。

關(guān)鍵詞：副井提升機；改造；選型

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.13.093

1 概述

潞安新疆煤化工（集團）有限公司位于天山南麓的三道嶺礦區(qū)，西距烏魯木齊市520km，東距哈密市74km。潞安新疆煤化工（集團）有限公司二礦為集團公司主力礦井，經(jīng)多年升級改造年產(chǎn)量在3.0Mt/a以上。

潞新二礦目前副井提升機使用的是年產(chǎn)60萬噸礦井服務(wù)設(shè)計的JK-2.5/30型單滾筒提升機，配套功率為320kW，提升速度3.2米/秒，最大靜張力90kN，提升機采用TKDA轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速電控系統(tǒng)，已屬于國家淘汰產(chǎn)品。該提升系統(tǒng)承擔全礦井下物料和人員升降，1992年建井安裝使用至今，已經(jīng)服務(wù)約20余年。副井運輸出現(xiàn)大量安全隱患，提升能力不足，無法滿足生產(chǎn)要求，為保證副井安全、可靠、高效運輸需要對其進行改造。

2 設(shè)計選型

現(xiàn)礦井工業(yè)場地設(shè)有一個主斜井、一個副斜井。主斜井現(xiàn)裝備帶式輸送機，擔負礦井原煤的提升運輸任務(wù)；副斜井為單鉤串車提升，擔負礦井矸石的提升及人員、材料、設(shè)備等升降任務(wù)。

副斜井地面標高+1032.177m，井底車場+818m，傾角25°，井筒斜長520m。井上、下均為平車場。提升容器：1噸標準固定礦車，自重592kg，載矸重1800kg。人員升降：使用XRB-6/6型抱軌式斜井人車（最大運行速度4m/s），其頭車質(zhì)量2200kg，掛車質(zhì)量1000kg，每車可載15人，3輛（2頭1掛）。最大提升重量：提升最大件設(shè)備質(zhì)量為32噸（綜采液壓支架質(zhì)量+平板車質(zhì)量）。最大班下井人數(shù)180人；矸石率0.4%；每班：下材料4次；運送設(shè)備6次；其它作業(yè)10次。

提升距離：Ht=30+520+30=580m，鋼絲繩懸垂長度：Hc=580+40=620m，鋼絲繩選用42 6×K19-FC 1570 B zS（d=42mm，Pk=7.50 kg/m，Q=1030×1.214=1250.42kN）。

提升機選用1臺JK3.5×2.5P/31.5型單繩纏繞式單滾筒提升機（特殊訂貨，滾筒左出軸D=3.5m，B=2.5m，Vm=3.4m/s，F(xiàn)j=170kN）。提大件設(shè)備時負荷最大，鋼絲繩的靜張力最大為164kN，鋼絲繩的安全系數(shù)為7.6。提升人員時，每鉤串3輛人車（2頭一掛），鋼絲繩的安全系數(shù)為19.5。提矸石時，每鉤串5輛矸石車，鋼絲繩的安全系數(shù)為15.9。滾筒與鋼絲繩直徑比D/d=3500/42=88.3>80，纏繩層數(shù)n=1.3<2（允許2層纏繞）。天輪選用TXG-3000/23型固定天輪（Dt=3000mm，d>40～42.5mm），天輪與鋼絲繩直徑比Dt/d=3000/42=71.4>60。

提大件時，N=1.1×164000×3.4/1000×0.9=683kW，提升機配套的電動機選用YPKK630-10型變頻防爆電動機（N=800kW，U=6kV，n=597/min）。

班凈提升時間4.3h<4.5h。經(jīng)校核選用設(shè)備滿足設(shè)計要求。為便于設(shè)備安裝和檢修，在提升機房內(nèi)設(shè)SQ型手動雙梁起重機1臺，起重量20t，跨度15m，起吊高度7.5m。減速器選用行星齒輪減速器，提升機選用恒力矩液壓站，采用液壓盤形制動器制動，二級制動。

副斜井提升設(shè)備配電與控制：副斜井提升機配套電機為6kV-800kW，屬二級負荷。在副井絞車房旁設(shè)置一座6kV配電室，采用雙回電纜電源線路供電，2回電源分別引自地面礦井35kV變電所6kV側(cè)不同母線段；兩回電源線路1回工作，1回備用。副井提升絞車電控采用BPDK型全數(shù)字變頻電控裝置。該裝置采用變頻器進行起車和調(diào)速控制，可實現(xiàn)過卷保護、反轉(zhuǎn)保護、軸編碼器失效保護、全行程限速保護、深指失效保護、制動油、潤滑油過欠壓保護、閘瓦磨損保護、通信錯誤、給定方向記憶，變頻器軟硬故障等安全保護功能。

3 設(shè)備布置方案

經(jīng)過多次調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)有礦井工業(yè)場地實際情況進行多方案提升系統(tǒng)布置比選，確定以下方案，設(shè)計具有以下特點。

（1）在不影響生產(chǎn)情況下，新建提升房在原有提升機房后約20m后施工及設(shè)備安裝，新建鋼井架天輪架，天輪架采用混凝土基礎(chǔ)予澆筑，預(yù)制鋼天輪架在現(xiàn)有天輪架后安裝。新提升設(shè)備安裝完畢后，在舊提升機房開出新系統(tǒng)鋼絲繩運行洞口，進行提升系統(tǒng)調(diào)試，可用最短時間完成新舊系統(tǒng)對接。

（2）由于新提升機房的后移，增加了副井平車場安全運行距離，車場增設(shè)液壓齒軌推車機，技術(shù)工藝先進，提高了生產(chǎn)效率及生產(chǎn)安全性。解決了副井改造前采用人工推車，服務(wù)人員多，運輸效率低，安全性能低等問題。

（3）提升系統(tǒng)改造后，提升機房設(shè)備布置在滿足設(shè)備使用基礎(chǔ)上，內(nèi)設(shè)封閉降噪控制室，增設(shè)洗手間、更衣室、配件室，機房寬敞明亮，改善了工人生產(chǎn)工作環(huán)境，減少了職業(yè)危害因素。提升機房采用鋼架彩板結(jié)構(gòu)，施工簡單、周期短。改造期間對礦井正常生產(chǎn)影響小。

（4）副井提升系統(tǒng)改造后，采用計算機全數(shù)字化調(diào)速與監(jiān)控系統(tǒng)，并能方便地與礦管理網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，提高了礦井副井提升系統(tǒng)現(xiàn)代信息化技術(shù)水平，滿足現(xiàn)代化礦井系統(tǒng)要求。

4 結(jié)語

潞安新疆煤化工（集團）有限公司二礦提升系統(tǒng)改造后，該提升設(shè)備為疆內(nèi)使用的大型纏繞式提升機之一，提升靜張力大，滿足整體下放大件設(shè)備要求，減少了設(shè)備解體再組裝工作量，減小勞動強度、提高工作效率，改造后副井提升能力滿足要求，可靠性高、安全性能好。采用國內(nèi)先進的變頻電控系統(tǒng)，節(jié)能降耗。

老礦井改造隨著生產(chǎn)能力的提高、開采水平的加深，井下大型現(xiàn)代化機械化設(shè)備投入使用，對副井提升系統(tǒng)改造提出了新的課題。合理的提升設(shè)備選型、在滿足提升系統(tǒng)要求下，結(jié)合現(xiàn)有礦井工業(yè)場地實際情況進行提升系統(tǒng)改造，潞安新疆煤化工（集團）有限公司二礦提升系統(tǒng)改造為同類型生產(chǎn)礦井提升設(shè)備、配套電氣控制改造建設(shè)，提供了豐富的設(shè)計及實踐經(jīng)驗。

我院于2013年初完成了《潞安新疆煤化工（集團）有限公司二礦副井提升系統(tǒng)改造設(shè)計》及相應(yīng)的施工圖設(shè)計。改造項目年底建成，2013年12月通過潞安新疆煤化工（集團）有限公司的項目驗收。經(jīng)過近2年的生產(chǎn)運行，現(xiàn)場反饋提升系統(tǒng)運行良好。2015年12月該項目獲煤炭行業(yè)（部級）第十七屆優(yōu)秀工程設(shè)計獎，施工圖設(shè)計三等獎。

參考文獻

[1]戴瑞生，潘金生.礦山固定機械手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.