三元煤业主井提升系统改造设计.docx

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三元煤业主井提升系统改造设计

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摘要：本文介绍了三元煤业主井提升系统现状，分析了现有主井提升系统存在问题，在对提升机及提升机房位置选取、最大提升速度确定、液压制动系统选择等方面进行分析和论证的基础上提出了改造方案，为老矿井提升系统扩能改造提供参考。

关键词：主井提升；系统改造；提升速度；制动系统；井架

中图分类号：TD63文献标识码：A文章编号：1671-2064（2019）15-0178-03

0引言

三元煤业股份有限公司于20世纪80年代末设计，90年代初投产[1]，矿井核定生产能力为2.60Mt/a。主井井筒净直径5.0m，井筒内装备一对JQZ型9m3单绳立井提煤箕斗，箕斗斗箱断面为1830×1570（mm），箕斗本体高8.312m，箕斗额定容积9m3，自重5t。箕斗采用钢轨腰罐道，腰罐道间距为1680mm，采用固定曲轨上开式扇形闸门，异侧装卸载。主井井底装载方式为定量斗装载。主井提升机房内安装一台2JK-3.5/15.5E型单绳缠绕式提升机，配套YR1000-10型三相异步电动机，1000kW、6kV、590r/min，实际最大提升速度为7.16m/s。

1主井提升系统存在问题

三元公司主井提升系统存在以下问题：

（1）为满足核定生产能力，主井提升系统每天运转时间至少22小时，检修时间短，设备连续运转时间长，安全不能得到有效保障。（2）原滚筒连接筋板和筒体出现裂缝15处，最大长度230mm，宽度1mm，采取打止裂孔、补焊等多种措施后未能解决问题。经厂家技术论证，2011年更换为加强型滚筒，运行两年后加强型滚筒再次出现11处裂缝，最大长度150mm，宽度0.5mm，滚筒存在崩裂危险。（3）井架高度不够。主井最大提升速度为7.16m/s，《煤矿安全规程》要求过卷过放距离应大于7.5m，实际距离为5.5m，不符合《煤矿安全规程》规定。（4）曾经发生过卷过放事故，致使井架偏斜，天轮中心线偏移，导致钢丝绳与天轮绳槽偏向磨损，严重影响了天轮和钢丝绳的使用寿命，钢丝绳更换周期缩短到4至6个月。

综合上述情况，为满足矿井生产需要，保障矿井安全生产，对主井现有提升系统进行改造是非常必要的。

2主井提升系统改造方案

2.1箕斗

主井井筒内原装备一对JQZ型9m3单绳立井提煤箕斗，装载质量9.2t，主井提升系统一次提升循环时间为75.5s，主井提升按每年330d、每天作业时间18h计算[2]年提升能力为2.369Mt/a，无法满足矿井年核定生产能力为2.60Mt的要求。本次改造需增大箕斗吨位，考虑矿井生产能力、井筒断面、井下装载定量斗中心距、最大提升速度等因素，最终确定箕斗吨位为12t，箕斗有效容积13.1m3，装载质量12t，箕斗本体高9.4m。改造后的主井井筒断面布置见图1。

2.2提升机

针对选定的12t箕斗，可以采用单绳缠绕式提升机，也可以采用多绳摩擦式提升机。本矿井现有提升房及井下箕斗装载硐室均位于井筒的西侧。若选用单绳缠绕式提升机，根据单绳缠绕式提升机房与井筒相对位置关系，新建的单绳缠绕式提升房应位于井筒的西侧或东侧。在井筒西侧有现有提升机房，提升机房后面是副井井口房，若选择在副井井口房后面新建提升机房，不仅钢丝绳弦长很长（约70m），而且钢丝绳在出绳方向上也会与已有副井井口房发生干涉；而在主井井筒的东侧有选煤厂主厂房通往煤仓的装载点和皮带栈桥，没有场地；若选择在现有提升房的场址上在新建提升房，则矿井需要停产7-8个月，停产时间长，对于正在生产中的矿井来说这是不能接受的。

针对现场工业场地条件，在不改变井下装载方向的前提下，为尽量减少新建工程对现有生产系统的影响，尽量减少改造期间占用井筒的时间，设计在主井南侧新建一座提升机房。根据提升机房与井筒的相对位置关系及其他设计参数，选用JKMD-3.25×4PⅢ型落地式多绳摩擦式提升机，摩擦轮直径3.25m，最大静张力520kN，最大静张力差160kN，配套功率为1200kW的低速直连交流变频调速异步电动机。改造后的总平面布置见图2。

2.3最大提升速度

影响立井提升系统提升能力的主要因素除了箕斗吨位外，还有提升速度[3]。本矿井主井提升系统改造后，提升高度为368.144m，根据提升高度计算允许最大提升速度为11.51m/s。对于提升系统改造来说，最大提升速度的选取还取决于箕斗位于装载位置时箕斗底部到井底是否有足够的距离。《煤矿安全规程》规定立井提升装置的过卷和过放距离取决于最大提升速度[4]，提升速度越大，过放距离越大，意味着箕斗位于裝载位置时箕斗底部到井底距离越大。本矿井核定生产能力为2.60Mt/a，按12t箕斗计算提升系统最小提升速度应为7.2m/s，最小过放距离应为7.55m。

在立井提升系统设计时，常规布置方式是在提升容器过卷距离终点