郭 超，劉會(huì)寶

（山東能源新礦集團(tuán) 鄂莊煤礦，山東 萊蕪271122）

鄂莊煤礦1982年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為0.45Mt／a，主井為豎井，塔式全高44.3m，井口標(biāo)高＋188.2m，安裝一臺(tái)JKM－2.25×4（I）－（EZ）型多繩摩擦輪提升絞車，井筒直徑為4.7m，井筒內(nèi)裝備一對(duì)5.5t四繩垂直插板式側(cè)卸式箕斗，主繩4根，6V8×21＋FC－Φ24mm，扁尾繩2根，P8×（4＋7＋FC），Φ36mm鋼絲繩罐道，提升高度477.6m，采用JTMR型電控，減速箱為XP800（2），配用630kW交流電動(dòng)機(jī)，提升速度7.7m／s，擔(dān)負(fù)著礦井原煤生產(chǎn)任務(wù)。經(jīng)多次改造，提升能力達(dá)到1.04Mt／a。隨著礦井采掘機(jī)械化提高，綜采、綜掘、大功率采煤機(jī)投入使用，產(chǎn)量提高，提升機(jī)提升能力成為制約礦井發(fā)展瓶頸，結(jié)合礦井發(fā)展要求，對(duì)提升機(jī)進(jìn)行更新?lián)Q代技術(shù)改造。

1 主井提升系統(tǒng)存在的問題

1）提升機(jī)為豎井塔式四繩摩擦輪提升，自1982年投入使用至今，存在控制系統(tǒng)落后、環(huán)節(jié)多、故障率高、可靠性差、噪聲大，且絞車主軸裝置基礎(chǔ)座開裂、絞車與井塔產(chǎn)生共振等隱患，影響礦井安全生產(chǎn)。

2）減速箱滲油有異響，存在著不安全隱患，箕斗卸載通過風(fēng)動(dòng)氣缸帶動(dòng)小跑車提供外力，打開垂直插板卸煤，卸載時(shí)間長(zhǎng)，輔助設(shè)備多，故障率高，影響生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)。

3）電控部分采用串電阻調(diào)速，轉(zhuǎn)子電阻切除采用大功率接觸器，電流沖擊大，能耗高，故障率高，性能差，維護(hù)工作量大。

4）隨著礦井開采的不斷延深，原煤生產(chǎn)受向斜軸地質(zhì)條件限制，煤層薄，煤質(zhì)變化大，含矸量高達(dá)50%，且主提已滿負(fù)荷運(yùn)行，成為制約礦井發(fā)展、質(zhì)量效益提升的瓶頸。

2 提升機(jī)升級(jí)改造原則及實(shí)施方案

1）改造原則。結(jié)合礦井現(xiàn)有主井提升系統(tǒng)和裝備情況，堅(jiān)持技術(shù)先進(jìn)、裝備合理、縮短工期、減少投資、充分利用現(xiàn)有井筒與設(shè)施、減少井上下改造工期、最大限度地減少對(duì)礦井影響原則，對(duì)主井提升系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

2）改造實(shí)施方案。礦井停產(chǎn)前：在井塔以北新建絞車房一座，將新進(jìn)提升機(jī)、電機(jī)、液壓站、開關(guān)柜、電控等設(shè)備全部安裝完畢；將新加工井架安裝在現(xiàn)在井塔外，井架通過焊接與井塔連接，在井架上安裝兩組上、下天輪；提升機(jī)電控、液壓站調(diào)試，提升機(jī)空載試運(yùn)行正常，一切準(zhǔn)備工作正常后，礦井停產(chǎn)改造。

礦井停產(chǎn)期間：拆除井口、井下給煤機(jī)并安裝新給煤機(jī)；拆除井塔內(nèi)原提升機(jī)尾繩、提升繩、箕斗，拆除原罐道繩下放新罐道繩，并安裝墜砣；拆除導(dǎo)向輪、提升機(jī)機(jī)械部分、電控部分等；在6層樓頂打提升孔，割5層底板，安裝鎖繩器，放線，標(biāo)記提升中心線、井口標(biāo)高，確定標(biāo)記永久防撞梁、過卷裝置、金屬套架、罐道繩鎖繩平臺(tái)定位點(diǎn)，恢復(fù)新箕斗、提升繩、尾繩；安裝井口穩(wěn)罐道、防撞梁、過卷裝置、金屬套架；提升機(jī)調(diào)試、試運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 提升系統(tǒng)升級(jí)改造項(xiàng)目

1）提升機(jī)升級(jí)改造。提升機(jī)由原來塔式多繩摩擦提升機(jī)改為JKMD3.5×4（III）落地式多繩摩擦提升機(jī)，滾筒直徑3500mm，兩組Φ3500mm上、下天輪，采用E141E恒減速液壓站，配大型低速直聯(lián)1400kW，50r／min直流電動(dòng)機(jī)，電機(jī)采用晶閘管并聯(lián)12脈動(dòng)低速直聯(lián)直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，恒磁電樞換向，裝備一對(duì)10t箕斗，提升速度9.16 m／s。

2）電控系統(tǒng)升級(jí)改造。將原老電控改為TKM／Z－2－P型多繩摩擦輪礦井z直流提升機(jī)電控；將原提升信號(hào)改造為KXT127。

3）鋼井架。在現(xiàn)有井塔外新安裝落地鋼井架，采用空間鋼框架結(jié)構(gòu)，梁柱采用箱型截面，井架基礎(chǔ)承臺(tái)埋深4.5 m，采用鉆孔灌注基礎(chǔ)，底平臺(tái)標(biāo)高46.5m，下天輪平臺(tái)標(biāo)高49.1m，上天輪平臺(tái)標(biāo)高55.1m檢修起吊平臺(tái)61.6m，總高61.6m；過卷高度計(jì)算值Hg＝9.27m，考慮緩沖裝置的托盤高度及防撞木厚度，取Hg＝11m，可利用原提升機(jī)的基礎(chǔ)大梁安裝防撞梁；由于卸載口加高和箕斗長(zhǎng)度加大，穩(wěn)罐裝置在原來基礎(chǔ)上加高4.5m，原罐道繩繼續(xù)使用。

4）井筒裝備改造。原箕斗斷面為2200mm×1100 mm，高7.9m，有效載荷5.5t，改造后箕斗斷面不變，本體高加長(zhǎng)至11m，有效載荷10t，自重16t；并對(duì)箕斗卸載曲軌進(jìn)行改造，將箕斗直板閘門同側(cè)卸載改為曲軌式卸載；將Φ35mm罐道繩更換為Φ46mm密封罐道繩，采用重錘拉緊式鋼絲繩罐道裝置；提升主鋼絲繩4條（Φ36mm）型號(hào)為ZBB6×31WS＋FC1570，尾繩2條型號(hào)為P8×4×19－148×24。

5）井口受煤倉(cāng)、給煤機(jī)改造。將現(xiàn)有受煤倉(cāng)有效容積20t，加高1m，容量增加至30t，提高卸載點(diǎn)高度；將原往復(fù)式給煤機(jī)300t／h，更換為給料量400t／h帶式給煤機(jī)，其尺寸不變。

6）井底裝備改造。給煤機(jī)由原來往復(fù)式煤機(jī)300t／h更換為給料量750t／h帶式給煤機(jī)；定量斗將現(xiàn)有容量5.5 t，改造為10t定量斗；定量側(cè)采用YCF－24型定量裝置，控制系統(tǒng)采用液壓控制系統(tǒng)；由于箕斗加長(zhǎng)，穩(wěn)罐道在原來基礎(chǔ)上向下延長(zhǎng)5m，防撞梁標(biāo)高－296.26m，有效過卷距離10.5m。

7）井上下原煤運(yùn)輸系統(tǒng)改造。將主井底SD－150皮帶機(jī)改造為一部2×132kW皮帶機(jī)，帶速由原來2m／s提高到2.5m／s，優(yōu)化改造各采區(qū)運(yùn)輸皮帶系統(tǒng)將帶速提到2.5m／s。同時(shí)，將地面生產(chǎn)運(yùn)輸皮帶也進(jìn)行了相應(yīng)升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)集中控制，滿足生產(chǎn)需要。

4 提升系統(tǒng)改造后效果

1）通過提升系統(tǒng)改造，解決主井提升機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象，有充足的檢修時(shí)間，保證提升機(jī)安全可靠運(yùn)行，徹底解決提升機(jī)與井塔產(chǎn)生共振問題，消除重大安全隱患。

2）通過提升系統(tǒng)改造，箕斗由原來5.5t增加到10t，提升速度由原來7.7m／s增加到9.16m／s，一次循環(huán)時(shí)間由原95S降到90S，提升能力由原來1.04Mt／a提高到2.16Mt／a。

3）優(yōu)化改造井上下運(yùn)輸系統(tǒng)，地面排矸系統(tǒng)，解決了制約采掘生產(chǎn)、運(yùn)輸瓶頸，全力打造高效生產(chǎn)模式，將副提的矸石通過主井提升，增加掘進(jìn)煤0.3Mt／a提升能力，徹底解放副井的排矸，實(shí)現(xiàn)了主提系統(tǒng)煤矸一體化連續(xù)提升、運(yùn)輸。

4）通過對(duì)箕斗卸載曲軌技術(shù)改造，將箕斗直板閘門同側(cè)卸載改為曲軌式卸載，縮短提升時(shí)間，同時(shí)，減少了2臺(tái)3m3壓風(fēng)機(jī)及氣缸、小跑車等配套設(shè)備，降低了維修量和事故率，提高箕斗卸載可靠性。

5）通過對(duì)提升機(jī)進(jìn)行改造，主滾筒直接與1400kW低速直流電機(jī)相連，這種機(jī)械配套方式去掉傳動(dòng)減速箱，減少了設(shè)備隱患，減少機(jī)械維修工作量，相應(yīng)增加了提升時(shí)間。

將提升機(jī)電控升級(jí)改造為TKM／Z型，主控系統(tǒng)由全數(shù)字閉環(huán)控制軟件及硬件構(gòu)成，PLC1和PLC2實(shí)現(xiàn)互為冗余備用，系統(tǒng)無觸點(diǎn)化和數(shù)字化，抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)在提升過程中啟動(dòng)、運(yùn)行、減速、爬行、停車自動(dòng)化提升。

6）采用E141E恒減速液壓站，與電控系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)恒減速控制制動(dòng)，同時(shí)保留原有恒力矩二級(jí)制動(dòng)性能，可在恒減速控制失效時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為恒力矩制動(dòng)狀態(tài)，增加了系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性。

5 結(jié)語

依托科技創(chuàng)新，將塔式多繩摩擦輪提升機(jī)升級(jí)改為落地式多繩摩擦輪提升機(jī)，加大箕斗容量，提高運(yùn)行速度，增加提升能力，打造煤矸一體化提升高效創(chuàng)新生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)主提煤矸一體化連續(xù)提升，徹底解放副井排矸，消除設(shè)備隱患，提高提升機(jī)運(yùn)行可靠性，具有較大安全效益和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了礦井可持續(xù)發(fā)展。