文/呂向亭劉萌

濟(jì)陽礦礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力45 萬噸，按照90 萬噸提升能力裝備， 服務(wù)年限87年。 隨著礦井的發(fā)展，采面生產(chǎn)能力有了較大幅度的提高， 主井現(xiàn)有的提升能力已不能滿足生產(chǎn)需求。 提升能力不足已經(jīng)成為制約礦井提高產(chǎn)量的瓶頸， 同時(shí)也成了影響礦井提升安全的主要隱患。 為了礦井的長遠(yuǎn)發(fā)展必須對主井提升系統(tǒng)進(jìn)行改造。

一、改造前主井提升系統(tǒng)概況

主井井筒直徑Φ5.0m， 井口標(biāo)高+25.5m, 裝載標(biāo)高：-548.8m， 卸載標(biāo)高：+38.65m，提升高度：587.45m。裝備一對6t 多繩提煤箕斗,選用JKMD-2.8×4(Ⅲ)E 型落地多繩摩擦式提升機(jī)一臺， 配ZKTD215/45型，1000kW、660V、60r/min 低速直流直聯(lián)電動(dòng)機(jī)。

提升機(jī)主電機(jī)采用晶閘管串聯(lián)12 脈動(dòng)供電，電樞可逆、磁場恒定的全數(shù)字調(diào)速與監(jiān)控直流傳動(dòng)系統(tǒng)。

主井裝載采用液壓稱重定量裝載系統(tǒng)及可編程控制器控制的自動(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)運(yùn)行。

二、改造原因

濟(jì)陽礦現(xiàn)開采上組煤一、五、七三個(gè)煤層。煤層厚度0.75～1.30m 不等。采煤方法采用機(jī)械化綜合開采工藝。 開采煤層全區(qū)屬超薄煤層， 開采中伴隨著大量矸石產(chǎn)生。2010 年原煤產(chǎn)量44.8 萬噸，然而主井2010年全年提升量大于提升能力。 為保證安全生產(chǎn)，礦井在加強(qiáng)設(shè)備檢修，減少事故率的同時(shí)，壓縮交接班時(shí)間，裝卸載系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，壓縮提升休止時(shí)間，增加提升鉤數(shù)。 目前主井每天的平均提升時(shí)間為22h，主井檢修時(shí)間少，負(fù)荷率高，設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，不利于礦井提升設(shè)備的安全運(yùn)行。

另外，由于產(chǎn)量的不均衡性，井下生產(chǎn)條件較好時(shí)常造成井下煤倉滿倉， 影響回采產(chǎn)量。 主井提升能力不足已經(jīng)成為制約礦井提升產(chǎn)量的瓶頸， 急需提高主井的提升能力，以確保礦井產(chǎn)量，同時(shí)為主井檢修增加時(shí)間，保證主井的安全運(yùn)行。

三、改造方案

通過對整個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)真分析， 經(jīng)過多次調(diào)研， 以盡量減少原系統(tǒng)改造工作量和最低限度減少影響生產(chǎn)時(shí)間為原則， 提出了將現(xiàn)用的6t 箕斗更換為8t 箕斗的構(gòu)想，更換后主井的提升能力將達(dá)到130 萬t/a，比更換前年提升能力增加近40 萬t。

1.井筒裝備改造

（1） 箕斗擴(kuò)容。 保持箕斗斷面尺寸不變，將現(xiàn)用的箕斗加長至1.95m，以增加箕斗容積，使其滿足8t 的裝載量，同時(shí)不影響箕斗在現(xiàn)有井筒中運(yùn)行。

（2）更換首繩。 首繩為BRIDON 鋼絲繩，繩徑28mm 不變，總重9t，鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度由現(xiàn)用的1570Mpa，提高到1770Mpa。

（3）更換扁尾繩。 因提升重量增加，提升鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度加大，同樣平衡尾繩也需要加重。 扁尾繩總重9t，尾繩配重等重尾繩。

（4）天輪、天輪底座、井口防撞梁、罐道梁的改造。 將箕斗改為8t，提升機(jī)的提升速度Vmax=8.8m/s，與原設(shè)計(jì)一樣。因箕斗增加了高度，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第397 條計(jì)算， 防撞梁的高度為9.5m， 卸載點(diǎn)高度13.15m，箕斗高度10.65m，這樣現(xiàn)在的防撞梁需要抬高1.34m， 天輪在現(xiàn)有基礎(chǔ)上抬高0.55m，以滿足過卷距離，同時(shí)相應(yīng)增加鋼罐道和穩(wěn)罐道。

（5）更換滾筒襯墊。 更換滾筒襯墊，將摩擦系數(shù)提高到0.25 以上，將抗拉強(qiáng)度提高到3MPa 以上。

2.電氣改造

（1）主電機(jī)的更換。 經(jīng)過計(jì)算，將箕斗改為8t 后， 提升系統(tǒng)的實(shí)際最大靜張力為278KN，小于335KN 的額定值。 最大靜張力差78.4KN， 小于95KN 的額定， 但是電機(jī)1000KW 不能滿足需要， 在現(xiàn)有電機(jī)基礎(chǔ)不變的情況下，新制作一臺1120KW 的直流直連電動(dòng)機(jī)， 將原1000kw 主電機(jī)更換為1120KW，電壓750V，電流1757A。

（2）更換電控設(shè)備一套。 現(xiàn)有系統(tǒng)采用中礦大電控設(shè)備，為直流串聯(lián)12 脈動(dòng)，整流功率單元為1800A， 因電機(jī)更換為1120KW后，電流增加為1757A，為保證電控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行， 需將整流功率單元更換為2635A， 將容量為800KVA 的整流變壓器更換為1200KVA，同時(shí)二次側(cè)電控進(jìn)行程序修改和容量增加。

3.主井底裝載系統(tǒng)改造

（1）定量斗擴(kuò)容。 為配套箕斗的裝載量，井下需要將現(xiàn)有的定量稱重裝置的容量增大。 現(xiàn)有裝載安裝位置為混凝土澆筑基礎(chǔ)，基礎(chǔ)改變難度較大，因此設(shè)計(jì)將裝載稱重定量斗加粗，滿足8t 的裝載量。

（2）液壓測重定量裝置校正。 為適應(yīng)定量斗8t 裝載量的要求， 將原來兗州量子YCF-18 型液壓測重的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整并用砝碼進(jìn)行標(biāo)重。

四、投資估算及效益分析

通過對主井的設(shè)備升級和更換，解決了礦井薄煤層開采原煤矸石含量高，主井提升能力不足的問題，打破了制約礦井產(chǎn)量提升的瓶頸，提高了礦井整體生產(chǎn)能力，使主井提升能力在現(xiàn)有90 萬t 基礎(chǔ)上提升到130萬t，每年增加原煤產(chǎn)量40 萬t，其中精煤12萬t，每噸按1100 元計(jì)算，就精煤一項(xiàng)增加收入1.32 億元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

改造后提升能力增大， 縮短了提升時(shí)間，解決了主井生產(chǎn)時(shí)間和檢修時(shí)間之間的矛盾，延長了主井的檢修時(shí)間余量，主井提升系統(tǒng)安全可靠性增大，社會效益明顯。

五、結(jié)論

通過對主井設(shè)備的升級和更換，使主井提升能力在現(xiàn)有基礎(chǔ)上有較大提升，滿足了礦井日益發(fā)展的生產(chǎn)水平，為礦井的發(fā)展提供了保證，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益明顯，在煤礦立井改造設(shè)計(jì)中有一定的參考價(jià)值。