油房壕礦井主井提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比選分析

徐 康 李新欣

（1.通用技術(shù)集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250031；2.山東礦通信息科技有限公司，山東 濟(jì)南 250031）

1 概 述

東勝煤田塔然高勒礦區(qū)油房壕井田位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市境內(nèi)，一般地形海拔標(biāo)高在+1460～ +1400 m 之間，行政區(qū)劃屬鄂爾多斯市東勝區(qū)管轄。該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力5.00 Mt/a，年工作日330 d。主井采用立井開拓方式。主井井口鎖口標(biāo)高+1 409.5 m，井口卸載點(diǎn)標(biāo)高+1 428.0 m，井底裝載點(diǎn)標(biāo)高+812.5 m，提升高度627 m，擔(dān)負(fù)原煤提升任務(wù)。

2 主井提升方案

（1）提升方案列舉

由于該礦井規(guī)模較大，主井要滿足礦井提升能力5.00 Mt/a 的要求，對(duì)井筒內(nèi)提升容器的布置作了方案比較，方案比較見表1。

（2）綜合分析比較

對(duì)于多繩提升機(jī)的布置方式，一般有塔式和落地式兩種方案。

采用塔式提升系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是其占地面積小，有利于工廣布置；鋼絲繩在塔內(nèi)運(yùn)行可提高其使用壽命，安裝及更換鋼絲繩較為方便；鋼絲繩防凍和防滑性能好，有利于礦井安全生產(chǎn)；缺點(diǎn)是井塔基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜，施工工期長(zhǎng)，占用井口時(shí)間較長(zhǎng)，影響礦井建設(shè)工期；提升設(shè)備起吊麻煩，需設(shè)電動(dòng)超卷?yè)P(yáng)起重機(jī)，增加客貨兩用電梯。

采用落地式提升系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是其具有井架基礎(chǔ)，較井塔簡(jiǎn)單，施工工期短，井筒裝備施工、提升機(jī)房的施工及提升設(shè)備的安裝調(diào)試可平行交叉作業(yè)，占用井口時(shí)間短，可縮短建設(shè)工期；缺點(diǎn)是采用落地式布置井架和提升機(jī)房占地面積大；落地式提升系統(tǒng)易受氣候影響，特別是在高寒地區(qū)，冬季寒冷風(fēng)沙又大，鋼絲繩裸露在外，冬季易結(jié)冰，防滑性能差，天輪每日的例行檢查需爬井架，冬天天輪檢修困難。

表1 主井提升設(shè)備方案比較表

方 案Ι 裝 備1 對(duì)40 t 多 繩 箕 斗，選 用1 臺(tái)JKM-4.5X6 塔式多繩摩擦提升機(jī)，配2×3150 kW、55 r/min 低速直流電動(dòng)機(jī)，懸臂直聯(lián)。主要特點(diǎn)是采用一套提升設(shè)備，提升系統(tǒng)單一，塔式提升防滑性能好，有利于安全生產(chǎn)，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)成熟，設(shè)備檢修維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低。該方案提升機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電控設(shè)備均可采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，鋼絲繩、制動(dòng)系統(tǒng)引進(jìn)產(chǎn)品，設(shè)備投資低。但提升機(jī)、電動(dòng)機(jī)及提升容器體積大、重量重，安裝運(yùn)輸難度較大。

方案Ⅱ裝備1 對(duì)40 t 多繩箕斗，選用1 臺(tái)JKM-4.5X6 電機(jī)內(nèi)裝塔式多繩摩擦提升機(jī)，配備6300 kW、55 r/min 低速交流同步電動(dòng)機(jī)。主要特點(diǎn)是采用一套提升設(shè)備，提升系統(tǒng)單一，電機(jī)內(nèi)裝式多繩摩擦提升機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品，設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，布置簡(jiǎn)單，受力對(duì)稱，適合井塔布置。該方案提升機(jī)械及電控設(shè)備均需全套引進(jìn)，設(shè)備投資高，提升設(shè)備及提升容器體積大、重量重，安裝運(yùn)輸難度較大。

方案Ⅲ裝備1 對(duì)40 t 多繩箕斗，選用1 臺(tái)JKMD-5.5X4 落地式多繩摩擦提升機(jī)， 配備2×3150 kW、45 r/min 低速直流電動(dòng)機(jī)，懸臂直聯(lián)。主要特點(diǎn)是采用落地提升，可利用永久井架打井，縮短建設(shè)工期，提升機(jī)安裝運(yùn)輸較方便，提升機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電控設(shè)備均可采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，鋼絲繩、制動(dòng)系統(tǒng)引進(jìn)產(chǎn)品，設(shè)備投資較高，且占地面積大，鋼絲繩弦長(zhǎng)擺動(dòng)幅度大，存在安全隱患，架設(shè)繩廊工程量及難度大。

經(jīng)綜合比較，該礦井所處地理位置冬季寒冷，不利于提升設(shè)施安全運(yùn)行，雖可通過(guò)架設(shè)繩廊保溫解決鋼絲繩防滑問(wèn)題，但由于該礦主井井架較高，鋼絲繩仰角、懸長(zhǎng)比較大，對(duì)繩廊的架設(shè)難度很大，同時(shí)工程量大。主井提升機(jī)采用井塔式布置技術(shù)更經(jīng)濟(jì)合理，因此推薦主井采用塔式提升系統(tǒng)，推薦方案Ⅰ為主導(dǎo)方案。即采用塔式提升系統(tǒng)：在直徑Φ6 m 井筒內(nèi)裝備1 套40 t 多繩雙箕斗，選用1 臺(tái)JKM-4.5X6 塔式多繩摩擦式提升機(jī)，配備2×3150 kW、55 r/min 低速直流電動(dòng)機(jī)，懸臂直聯(lián)。采用定重裝載方式。

3 輔助設(shè)施

提升機(jī)房雙回路電源分別引自地面110 kV 變電所、10 kV 兩段母線。低壓電源一路引自地面110 kV 變電所低壓母線，另一回引自本提升機(jī)房?jī)?nèi)變電所低壓側(cè)。

提升機(jī)主電機(jī)采用全數(shù)字調(diào)速及監(jiān)控直流傳動(dòng)系統(tǒng)。主井裝卸載采用可編程序控制器控制的自動(dòng)化裝卸載系統(tǒng)，并與提升系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)主井提升自動(dòng)化運(yùn)行。提升機(jī)大廳設(shè)一臺(tái)75/10 t 電動(dòng)超卷?yè)P(yáng)起重機(jī)，供安裝及檢修設(shè)備起吊用，井塔內(nèi)設(shè)客貨兩用電梯一部。

4 結(jié)論

該礦主井提升采用塔式布置的多繩摩擦式提升機(jī)。在實(shí)際工程施工中，要注意做好主井井口施工作業(yè)面的工序穿插，盡可能避免井塔施工給井筒凍結(jié)及掘砌帶來(lái)的工期影響，保障該礦井工程施工進(jìn)度。