煤礦副立井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析

馬鵬飛

（中煤天津設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，天津 300120）

煤礦副立井設(shè)計(jì)涉及井筒斷面、罐籠、操車設(shè)備、長材裝卸等一系列問題，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況和特點(diǎn)合理布置，以中煤能源黑龍江煤化工有限公司依蘭第三煤礦為背景，進(jìn)行副立井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備選型和工藝設(shè)計(jì)[1-3]。

1 概況

依蘭第三煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力2.4 Mt/a。礦井材料、設(shè)備、液壓支架、矸石和人員等的提升任務(wù)由副立井承擔(dān)。副立井井筒斷面綜合考慮提升、通風(fēng)、排水、運(yùn)輸?shù)扔绊懸蛩?，確定直徑為8.2 m。

井上、下進(jìn)出車水平采用四角罐道穩(wěn)罐，井上下均為有軌運(yùn)輸，進(jìn)出車方式為異側(cè)進(jìn)出車。副立井為單一水平提升，提升高度709 m。井筒裝備冷彎方鋼管罐道，設(shè)有鋼梯子間，敷設(shè)壓風(fēng)管、排水管、消防灑水管以及信號電纜和動力電纜等。井筒斷面布置如圖1。

圖1 井筒斷面布置圖

2 罐籠選型

2.1 罐籠外形尺寸

根據(jù)礦井輔助提升量要求，提升容器選定一對端面鋼罐道900 mm 軌距、1.5 t 礦車二層四車多繩罐籠（一寬一窄）。窄罐籠只承擔(dān)礦井材料、少量矸石、人員等升降任務(wù)；寬罐籠除了承擔(dān)上述任務(wù)外，還滿足液壓支架整體升降要求，即下放外形尺寸6300 mm×1650 mm×2300 mm、重量29 t(含平板車）的大型設(shè)備的需要。為了簡化井口、井底設(shè)備和工藝布置，窄罐籠長度和高度尺寸與寬罐籠一致，在滿足有關(guān)立井提升容器間及提升容器與井壁、罐道梁、井梁間最小間隙值要求的前提下，確定寬罐籠凈寬為2000 mm，罐道間距6600 mm，窄罐籠凈寬為1270 mm，罐道間距6600 mm，罐內(nèi)阻車器選用滑塊式阻車器。罐籠圖如圖2。

圖2 罐籠圖

2.2 首、尾繩懸掛裝置及滾輪罐耳選型

首、尾繩懸掛裝置的選型是根據(jù)首、尾繩懸掛最大載荷和鋼絲繩公稱尺寸確定的，需滿足升降人員提升容器連接裝置安全系數(shù)不低于13。

尾繩有效計(jì)算長度（罐籠到達(dá)防撞梁位置時尾繩的長度）為L=744 m，尾繩懸掛最大載荷為F尾=155 kN，扁尾繩公稱尺寸為216 m×34 m。選尾繩懸掛裝置型號為XWB300。

首繩懸掛板提升最大終端載荷F首=937.84 kN，鋼絲繩直徑50 mm。選首繩懸掛裝置型號為XSZ350。

根據(jù)MT236《矩形鋼罐道滾輪罐耳》滾輪罐耳承受的最大水平力按提升容器總重（容器自重加載重）的1/24 計(jì)算，滾輪罐耳型號為LS35。

3 操車設(shè)備及工藝布置

3.1 搖臺選型

搖臺選型主要根據(jù)搖臺的調(diào)節(jié)高度選取。搖臺調(diào)節(jié)高度=由置換載荷引起的彈性伸長量+停罐時的位置誤差+調(diào)繩長度。由于鋼絲繩的懸垂長度井底大于井口，所以井底搖臺的調(diào)節(jié)高度大于井口搖臺。

目前常用的深井搖臺主要有德國SIEMAG 公司的鎖罐搖臺、南京友固科技公司的鎖罐搖臺和徐州工大三森科技公司的ZHT-B 型雙補(bǔ)鎖定回轉(zhuǎn)自動換層搖臺等。SIEMAG 公司的鎖罐搖臺只適用于罐籠+平衡錘系統(tǒng)，不適用于雙罐籠系統(tǒng)；南京友固科技公司的鎖罐搖臺，下液壓支架時需單獨(dú)設(shè)一套液壓系統(tǒng)；ZHT-B 型搖臺能實(shí)現(xiàn)緩沖托罐、同步搭接鎖定、自動換層等功能。對比后確定井口采用液動普通搖臺，搖臂長度為0.8 m，調(diào)節(jié)高度為150 mm；井底采用ZHT-B 型雙補(bǔ)鎖定回轉(zhuǎn)自動換層搖臺，上搖臂長1.5 m，補(bǔ)償高度200 mm，下托爪托罐高度500 mm。

3.2 操車設(shè)備工藝布置

井口、井底為異側(cè)進(jìn)出車，進(jìn)出車側(cè)寬、窄罐籠前各鋪設(shè)一股900 mm 軌道。進(jìn)車側(cè)每股軌道設(shè)置前后兩道阻輪式阻車器，并以此為標(biāo)志將軌道分成裝罐區(qū)段和待裝罐區(qū)段。在裝罐區(qū)段，前阻車器用于待裝兩輛裝罐礦車的限位；在待裝區(qū)段，后阻車器用于另外的待裝礦車限位使用，停放由對稱分車道岔分配后自動滑行來的兩輛礦車。分車對稱道岔后設(shè)一道復(fù)式配車阻車器，停放列車或車組。

推車機(jī)采用銷齒式推車機(jī)，具有推車和調(diào)車功能。該推車機(jī)的特點(diǎn)是推爪能進(jìn)罐推車，有效地解決了電動鏈?zhǔn)酵栖嚈C(jī)無法推車到位及罐外無車時置換罐內(nèi)礦車等難題。推車機(jī)單次調(diào)車、推車數(shù)量為兩輛（或一輛），采用置換礦車方式進(jìn)行裝卸礦車作業(yè)。推車機(jī)推爪能夠進(jìn)入罐籠，把罐籠里的礦車推出罐籠；當(dāng)提升重型設(shè)備時（如液壓支架），推車機(jī)可以把裝載重型設(shè)備的平板車推入或推出罐籠。

寬、窄罐籠出車側(cè)軌道坡度為15‰，推出的礦車可自溜滑行至停車線。

當(dāng)罐籠運(yùn)行到井底停車位置后，下補(bǔ)償臂伸出，托平容器底層，緩沖機(jī)構(gòu)柔性承接罐籠，上搭接臂搭接罐籠并可靠鎖定，同時把罐籠鎖定在停罐位置，防止罐籠反彈，保證罐籠對軌準(zhǔn)確，托罐平穩(wěn)，進(jìn)出車平穩(wěn)順暢。正常提升礦車時，可只采用普通搖臺的搭接、承接功能；在大型設(shè)備進(jìn)出罐籠時，具有鎖罐和穩(wěn)罐功能。

操車設(shè)備應(yīng)設(shè)有完善的安全聯(lián)動閉鎖關(guān)系。

井口不設(shè)二層乘人平臺，井底連接處不設(shè)地道，人員采用對罐上下罐籠。

3.3 長材下井方式

長材料下井采用“穿罐籠-吊罐底”方式，即：鋼軌、管材在井口捆扎好，罐籠下放至罐頂與井口軌面平齊時，打開罐籠各盤上的活動門，將長材料用卷揚(yáng)機(jī)提起插入罐內(nèi)，穿過罐籠掛于罐底，然后下放至井底。井底出車側(cè)設(shè)置調(diào)度絞車和起重滑車，輔助完成長材的卸載工作。需要注意的是要校核井底馬頭門的高度是否滿足下放長材的要求。

4 結(jié) 語

副立井提升作為礦井生產(chǎn)的咽喉要道，其運(yùn)行狀況直接影響生產(chǎn)的效率和安全。副立井生產(chǎn)系統(tǒng)涉及環(huán)節(jié)較多，需結(jié)合礦井實(shí)際情況和裝備技術(shù)的發(fā)展，選擇最適宜的設(shè)備和工藝，合理布置，為礦井的安全高效生產(chǎn)提供保障。