油房壕礦井主井提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比選

徐康 韓秀林 王娟

摘要 ?論文介紹了油房壕礦井主井提升的基本情況，主要論述了高緯度高海拔地區(qū)，大型礦井主井提升系統(tǒng)布置方案，該礦井所屬地區(qū)為北方寒冷氣候，從鋼絲繩安裝及更換鋼絲繩方便、防凍和防滑性能好，有利于礦井安全生產(chǎn)等幾個(gè)方面，分別列出了幾種主井提升系統(tǒng)比選方案，然后將經(jīng)濟(jì)效益與安全可靠相結(jié)合，詳細(xì)闡述該礦井主井提升系統(tǒng)各方案的優(yōu)點(diǎn)及不足，最終得出推薦方案。

關(guān)鍵字：主井提升，塔式，供電

中圖分類號 ?TD442 ?文獻(xiàn)標(biāo)示碼：B

一、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～+1400m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5.00Mt/a，年工作日330天。主井采用立井開拓方式。主井井口鎖口標(biāo)高+1409.5m，井口卸載點(diǎn)標(biāo)高+1428.0m，井底裝載點(diǎn)標(biāo)高+812.5m，提升高度627m，擔(dān)負(fù)原煤提升任務(wù)。

二、主井提升方案

1、布置方式比較

對于多繩提升機(jī)的布置形式，一般有塔式和落地式兩種方案。采用塔式提升系統(tǒng)，其占地面積小，有利于工廣布置，適宜北方寒冷氣候，尤其鋼絲繩在塔內(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，占用井口時(shí)間較長，影響礦井建設(shè)工期;且提升設(shè)備起吊麻煩，需設(shè)電動超卷揚(yáng)起重機(jī)，增加客貨兩用電梯。

而落地式提升系統(tǒng)，其具有井架基礎(chǔ)較井塔簡單，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;但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。

經(jīng)綜合比較，設(shè)計(jì)認(rèn)為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，雖可通過架設(shè)繩廊保溫解決鋼絲繩防滑問題。但由于本礦主井井架較高，鋼絲繩仰角、懸長比較大，對繩廊的架設(shè)難度很大，同時(shí)工程量大。

故設(shè)計(jì)認(rèn)為主井提升機(jī)采用井塔式布置技術(shù)經(jīng)濟(jì)更合理，因此推薦主井采用塔式提升系統(tǒng)。

2、提升設(shè)備選擇

由于本礦井規(guī)模較大，主井提升要滿足礦井提升能力5.00Mt/a的要求，設(shè)計(jì)對井筒內(nèi)提升容器的布置作了方案比較，詳見比較表（表1）。

設(shè)備需全套引進(jìn)，電機(jī)內(nèi)置于提升機(jī)主導(dǎo)輪內(nèi)，機(jī)電一體結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)受力均衡，但檢修維護(hù)難度較大，設(shè)備投資高。 落地系統(tǒng)可利用永久井架鑿井，安裝運(yùn)輸方便，但鋼絲繩弦長長，運(yùn)行條件差，需架設(shè)繩廊，投資高。

方案Ι裝備1對40t多繩箕斗，選用1臺JKM-4.5X6塔式多繩摩擦提升機(jī)，配2×3150kW ?55r/min低速直流電動機(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)、電動機(jī)、電控設(shè)備均可采用國產(chǎn)設(shè)備，鋼絲繩、制動系統(tǒng)引進(jìn)產(chǎn)品，設(shè)備投資低。但提升機(jī)、電動機(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40t多繩箕斗，選用1臺JKM-4.5X6電機(jī)內(nèi)裝塔式多繩摩擦提升機(jī)，配6300kW ?55r/min低速交流同步電動機(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)，布置簡單，受力對稱尤其適合井塔布置。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40t多繩箕斗，選用1臺JKMD-5.5X4落地式多繩摩擦提升機(jī)，配2×3150kW ? 45r/min低速直流電動機(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)、電動機(jī)、電控設(shè)備均可采用國產(chǎn)設(shè)備，鋼絲繩、制動系統(tǒng)引進(jìn)產(chǎn)品，設(shè)備投資較高，且占地面積大，鋼絲繩弦長長擺動幅度大，存在安全隱患，架設(shè)繩廊工程量及難度大。

因此設(shè)計(jì)推薦方案Ⅰ為主導(dǎo)方案。即采用塔式提升系統(tǒng);在直徑Φ6m井筒內(nèi)裝備1套40t多繩雙箕斗;選用1臺JKM-4.5X6塔式多繩摩擦式提升機(jī)，配2×3150kW ? 55r/min低速直流電動機(jī)，懸臂直聯(lián)。采用定重裝載方式。

三、輔助設(shè)施

提升機(jī)房內(nèi)雙回路電源分別引自地面110kV變電所10kV兩段母線。低壓電源一路引自地面110kV變電所低壓母線，另一回引自本提升機(jī)房內(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)控直流傳動系統(tǒng)。主井裝卸載采用可編程序控制器控制的自動化裝卸載系統(tǒng)。并與提升系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)主井提升自動化運(yùn)行。提升機(jī)大廳設(shè)一臺75/10t電動超卷揚(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。

作者簡介 徐康 ?1981年9月，畢業(yè)于山東科技大學(xué)電子信息工程專業(yè)，現(xiàn)供職于通用技術(shù)集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限公司，高級工程師