主立井提升系統(tǒng)和裝卸載設(shè)備的優(yōu)化與研究

文/王長(zhǎng)利 王寶忠，華北理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院

1 引言

在井工煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中，主井提升系統(tǒng)負(fù)責(zé)將井下煤炭提升到地面，是煤炭升井的必經(jīng)之處，也是決定煤礦產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)。主井提升系統(tǒng)主要可分為主斜井皮帶提升、主斜井箕斗提升、主斜井串車提升、主立井箕斗提升、主立井罐籠提升和多繩（單繩）摩擦提升系統(tǒng)，其中主立井箕斗提升具有初期井工投入少，壓覆資源量小，提升量大的特點(diǎn)，在我國(guó)煤礦生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。本文以優(yōu)化煤礦主井提升系統(tǒng)及其裝缷設(shè)備為研究對(duì)角，通過降低井口接受倉(cāng)位置，采用延長(zhǎng)過卷高度來為增大提升機(jī)速度創(chuàng)造條件，同時(shí)更換可自動(dòng)控制給煤機(jī)等方法，達(dá)到增加提升系統(tǒng)單位時(shí)間提升量，降低裝卸載設(shè)備故障機(jī)率，最終達(dá)到滿足礦井提升任務(wù)的目的。

2 提升機(jī)提速

某礦由于礦井初建時(shí)未充分考慮以后增產(chǎn)問題的各細(xì)節(jié)因素，導(dǎo)致井口過卷距離限制了提升機(jī)最大提升速度，因增產(chǎn)需要，計(jì)劃通過提升速度的方法來提高產(chǎn)量，提速則必須降低卸載位置以滿足過卷距離要求。經(jīng)過對(duì)提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)、電動(dòng)機(jī)提升機(jī)制動(dòng)裝置復(fù)核驗(yàn)算，通過以上復(fù)核計(jì)算，確定提升系統(tǒng)的提升機(jī)、電動(dòng)機(jī)、天輪、鋼絲繩、制動(dòng)裝置、箕斗等均符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，既滿足增產(chǎn)后提升量需要，又符全《煤礦安全規(guī)程中》第四百零七條中關(guān)于過卷過距離的要求。

3 井口接受倉(cāng)的方案

井口接受倉(cāng)即提升系統(tǒng)中上井口的原煤緩沖倉(cāng)，負(fù)責(zé)暫存提升上的原煤。由于卸載位置下調(diào)，井口接受倉(cāng)位置必須隨之下移，而接受倉(cāng)的重建工作是此次工程中耗時(shí)最長(zhǎng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于煤礦企業(yè)，停產(chǎn)施工近1個(gè)月造成的不利影響和經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，所以如何在盡可能不影響正常生產(chǎn)情況下，完成新接受倉(cāng)的建造工作成為了此次研究的重點(diǎn)。最終經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查與測(cè)算后，決定在現(xiàn)用煤倉(cāng)下面另建新倉(cāng)，利用每天檢修班時(shí)間，在原接受倉(cāng)下方逐步進(jìn)行新倉(cāng)倉(cāng)體的施工，新倉(cāng)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，倉(cāng)壁厚度為300mm時(shí)，體積為77.6m3，建造完畢后，再利用年度集中檢修時(shí)間完成卸載曲軌下移和新接受倉(cāng)下方給煤機(jī)安裝工程，煤炭由接受倉(cāng)下口經(jīng)給煤機(jī)卸到運(yùn)輸皮帶上，完成井下原煤到地面的最終運(yùn)輸環(huán)節(jié)。在集中檢修這前，原提升系統(tǒng)仍正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不影響日常生產(chǎn)。最終集中檢修工作時(shí)間安排僅需5天即可滿足施工要求。

4 給煤機(jī)的優(yōu)化

做為井口接受倉(cāng)的配套設(shè)備，井口給煤機(jī)負(fù)責(zé)將接受倉(cāng)中的原煤按適當(dāng)煤量分配到運(yùn)輸皮帶上，由運(yùn)輸皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)到地面存煤倉(cāng)。一但給煤機(jī)發(fā)生故障不能正常分煤，即可造成接受倉(cāng)倉(cāng)滿從而觸發(fā)倉(cāng)滿保護(hù)，使提升機(jī)停車，導(dǎo)致提升中斷。由此可見，給煤機(jī)選用是否合理，同樣關(guān)系到能否充分發(fā)揮提升系統(tǒng)的效率。原井口安裝K4型往復(fù)式給煤機(jī)，該給煤機(jī)電機(jī)功率為18.5kW，耗電量較大，機(jī)械傳動(dòng)部分由聯(lián)軸器、減速器、偏心盤、曲柄、銷軸、托輪組等構(gòu)成，使用時(shí)由給煤機(jī)司機(jī)手動(dòng)控制開停，給煤量通過人工調(diào)整給煤機(jī)出料口閘板高度來實(shí)現(xiàn)，不能自動(dòng)控制。給煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音較大，工作中機(jī)械部分易出現(xiàn)故障，維修量較大，并且轉(zhuǎn)動(dòng)部位多，需加防護(hù)設(shè)施。由于以上原因，將給煤機(jī)更換為GLZ型振動(dòng)式給煤機(jī)，使用2.2 kW振動(dòng)式電機(jī)，耗電小，機(jī)械部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低，閘板及給料倉(cāng)調(diào)整功能均為液壓控制，給煤流暢，日常維修量小，降低了現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度，為日后實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制打下了基礎(chǔ)。

通過以上優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了老系統(tǒng)正常使用、新系統(tǒng)開工建設(shè)的大膽方案。在未耽誤礦井正常生產(chǎn)的情況下順利完成改造工作，節(jié)省了1個(gè)多月的停井時(shí)間，為煤礦同行進(jìn)行類似優(yōu)化改造工程提供了好的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)例。