竖井多绳摩擦轮提升机升级改造与应用

郭 超，刘会宝

（山东能源新矿集团 鄂庄煤矿，山东 莱芜271122）

鄂庄煤矿1982年投产，设计产量为0.45Mt／a，主井为竖井，塔式全高44.3m，井口标高＋188.2m，安装一台JKM－2.25×4（I）－（EZ）型多绳摩擦轮提升绞车，井筒直径为4.7m，井筒内装备一对5.5t四绳垂直插板式侧卸式箕斗，主绳4根，6V8×21＋FC－Φ24mm，扁尾绳2根，P8×（4＋7＋FC），Φ36mm钢丝绳罐道，提升高度477.6m，采用JTMR型电控，减速箱为XP800（2），配用630kW交流电动机，提升速度7.7m／s，担负着矿井原煤生产任务。经多次改造，提升能力达到1.04Mt／a。随着矿井采掘机械化提高，综采、综掘、大功率采煤机投入使用，产量提高，提升机提升能力成为制约矿井发展瓶颈，结合矿井发展要求，对提升机进行更新换代技术改造。

1 主井提升系统存在的问题

1）提升机为竖井塔式四绳摩擦轮提升，自1982年投入使用至今，存在控制系统落后、环节多、故障率高、可靠性差、噪声大，且绞车主轴装置基础座开裂、绞车与井塔产生共振等隐患，影响矿井安全生产。

2）减速箱渗油有异响，存在着不安全隐患，箕斗卸载通过风动气缸带动小跑车提供外力，打开垂直插板卸煤，卸载时间长，辅助设备多，故障率高，影响生产时间长。

3）电控部分采用串电阻调速，转子电阻切除采用大功率接触器，电流冲击大，能耗高，故障率高，性能差，维护工作量大。

4）随着矿井开采的不断延深，原煤生产受向斜轴地质条件限制，煤层薄，煤质变化大，含矸量高达50%，且主提已满负荷运行，成为制约矿井发展、质量效益提升的瓶颈。

2 提升机升级改造原则及实施方案

1）改造原则。结合矿井现有主井提升系统和装备情况，坚持技术先进、装备合理、缩短工期、减少投资、充分利用现有井筒与设施、减少井上下改造工期、最大限度地减少对矿井影响原则，对主井提升系统进行升级改造。

2）改造实施方案。矿井停产前：在井塔以北新建绞车房一座，将新进提升机、电机、液压站、开关柜、电控等设备全部安装完毕；将新加工井架安装在现在井塔外，井架通过焊接与井塔连接，在井架上安装两组上、下天轮；提升机电控、液压站调试，提升机空载试运行正常，一切准备工作正常后，矿井停产改造。

矿井停产期间：拆除井口、井下给煤机并安装新给煤机；拆除井塔内原提升机尾绳、提升绳、箕斗，拆除原罐道绳下放新罐道绳，并安装坠砣；拆除导向轮、提升机机械部分、电控部分等；在6层楼顶打提升孔，割5层底板，安装锁绳器，放线，标记提升中心线、井口标高，确定标记永久防撞梁、过卷装置、金属套架、罐道绳锁绳平台定位点，恢复新箕斗、提升绳、尾绳；安装井口稳罐道、防撞梁、过卷装置、金属套架；提升机调试、试运转。

3 提升系统升级改造项目

1）提升机升级改造。提升机由原来塔式多绳摩擦提升机改为JKMD3.5×4（III）落地式多绳摩擦提升机，滚筒直径3500mm，两组Φ3500mm上、下天轮，采用E141E恒减速液压站，配大型低速直联1400kW，50r／min直流电动机，电机采用晶闸管并联12脉动低速直联直流电动机传动，恒磁电枢换向，装备一对10t箕斗，提升速度9.16 m／s。

2）电控系统升级改造。将原老电控改为TKM／Z－2－P型多绳摩擦轮矿井z直流提升机电控；将原提升信号改造为KXT127。

3）钢井架。在现有井塔外新安装落地钢井架，采用空间钢框架结构，梁柱采用箱型截面，井架基础承台埋深4.5 m，采用钻孔灌注基础，底平台标高46.5m，下天轮平台标高49.1m，上天轮平台标高55.1m检修起吊平台61.6m，总高61.6m；过卷高度计算值Hg＝9.27m，考虑缓冲装置的托盘高度及防撞木厚度，取Hg＝11m，可利用原提升机的基础大梁安装防撞梁；由于卸载口加高和箕斗长度加大，稳罐装置在原来基础上加高4.5m，原罐道绳继续使用。

4）井筒装备改造。原箕斗断面为2200mm×1100 mm，高7.9m，有效载荷5.5t，改造后箕斗断面不变，本体高加长至11m，有效载荷10t，自重16t；并对箕斗卸载曲轨进行改造，将箕斗直板闸门同侧卸载改为曲轨式卸载；将Φ35mm罐道绳更换为Φ46mm密封罐道绳，采用重锤拉紧式钢丝绳罐道装置；提升主钢丝绳4条（Φ36mm）型号为ZBB6×31WS＋FC1570，尾绳2条型号为P8×4×19－148×24。

5）井口受煤仓、给煤机改造。将现有受煤仓有效容积20t，加高1m，容量增加至30t，提高卸载点高度；将原往复式给煤机300t／h，更换为给料量400t／h带式给煤机，其尺寸不变。

6）井底装备改造。给煤机由原来往复式煤机300t／h更换为给料量750t／h带式给煤机；定量斗将现有容量5.5 t，改造为10t定量斗；定量侧采用YCF－24型定量装置，控制系统采用液压控制系统；由于箕斗加长，稳罐道在原来基础上向下延长5m，防撞梁标高－296.26m，有效过卷距离10.5m。

7）井上下原煤运输系统改造。将主井底SD－150皮带机改造为一部2×132kW皮带机，带速由原来2m／s提高到2.5m／s，优化改造各采区运输皮带系统将带速提到2.5m／s。同时，将地面生产运输皮带也进行了相应升级改造，实现集中控制，满足生产需要。

4 提升系统改造后效果

1）通过提升系统改造，解决主井提升机超负荷运转现象，有充足的检修时间，保证提升机安全可靠运行，彻底解决提升机与井塔产生共振问题，消除重大安全隐患。

2）通过提升系统改造，箕斗由原来5.5t增加到10t，提升速度由原来7.7m／s增加到9.16m／s，一次循环时间由原95S降到90S，提升能力由原来1.04Mt／a提高到2.16Mt／a。

3）优化改造井上下运输系统，地面排矸系统，解决了制约采掘生产、运输瓶颈，全力打造高效生产模式，将副提的矸石通过主井提升，增加掘进煤0.3Mt／a提升能力，彻底解放副井的排矸，实现了主提系统煤矸一体化连续提升、运输。

4）通过对箕斗卸载曲轨技术改造，将箕斗直板闸门同侧卸载改为曲轨式卸载，缩短提升时间，同时，减少了2台3m3压风机及气缸、小跑车等配套设备，降低了维修量和事故率，提高箕斗卸载可靠性。

5）通过对提升机进行改造，主滚筒直接与1400kW低速直流电机相连，这种机械配套方式去掉传动减速箱，减少了设备隐患，减少机械维修工作量，相应增加了提升时间。

将提升机电控升级改造为TKM／Z型，主控系统由全数字闭环控制软件及硬件构成，PLC1和PLC2实现互为冗余备用，系统无触点化和数字化，抗干扰能力强，实现了提升机在提升过程中启动、运行、减速、爬行、停车自动化提升。

6）采用E141E恒减速液压站，与电控系统配合实现恒减速控制制动，同时保留原有恒力矩二级制动性能，可在恒减速控制失效时，自动转换为恒力矩制动状态，增加了系统运行安全可靠性。

5 结语

依托科技创新，将塔式多绳摩擦轮提升机升级改为落地式多绳摩擦轮提升机，加大箕斗容量，提高运行速度，增加提升能力，打造煤矸一体化提升高效创新生产模式，实现主提煤矸一体化连续提升，彻底解放副井排矸，消除设备隐患，提高提升机运行可靠性，具有较大安全效益和经济效益，实现了矿井可持续发展。