城郊煤矿矸石山提升绞车快速升级改造

刘元基 杨建英

摘 要：文章介绍了一种绞车制动系统和电控系统进行升级改造的方法，并利用安装前将各新增设备和缆线临时就位，进行系统测试和参数设置，从而实现了绞车快速升级改造，减少了对矿井生产的影响。

关键词：城郊煤矿；矸石山；绞车；快速；改造

1 改造前状况

城郊煤矿矸石山提升绞车为2JTK-1.6×0.9型号，滚筒直径1600mm，滚筒宽度900mm，两滚筒之间通过法兰盘螺栓进行连接固定，制动系统采用电液推杆及重锤配合的四连杆平移式抱闸制动。电机采用交流绕线异步电机，型号JR126-10型，额定电压380V，功率95kW，额定转速970r/min，电控系统为TKD-0156型串接电阻调速。由于提升设施制动性能差、起动不平稳、电能消耗大等缺陷，被国家列入第三批淘汰设备之一，需要升级改造。

2 制动系统升级改造可采用的方案

2.1 方案一：利用现有的主轴装置上加装2个制动盘进行升级改造

此方案需要以下工作：（1）将原有的绞车滚筒拆除，运到生产厂家，在主轴装置制动轮上加装2个制动盘；（2）将滚筒基础坑向外扩90mm，制作制动器基础；（3）购置新增加的盘式制动器、液压站等制动系统。

此方案优点：利用了原有的滚筒进行改造，成本较低，基础改动量小，预计改造费用需要16.4万。不足之处：（1）该绞车滚筒采用两半的铸铁法兰盘与薄钢板弯制组成，滚筒受力后薄钢板易裂开；（2）制动盘加工精度不易保证；（3）滚筒运到厂家改造需要时间长。

2.2 方案二：设计与现有滚筒安装位置相同的主轴装置进行升级改造

此方案需要以下工作：（1）需要与生产厂家协商，按照现有的主轴装置安装尺寸，制作尺寸相同的符合国家要求的2JTP-1.6×0.9型绞车主轴装置；（2）购置2JTP-1.6×0.9绞车主轴装置、盘式制动器、液压站等制动系统。

此方案优点：改造容易，设备到货即可更换，改造质量有可靠的保证。不足之处：成本较高，预计改造费用需要26.45万元。

2.3 制动系统最终技改方案

通过与生产厂家沟通，矿方进行综合考虑，鉴于方案一在原有的滚筒上加装制动盘工期长，加工精度不易保证，另外现有的滚筒主轴联轴器间隙大等原因，方案二虽然成本较高，但改造质量精度较高，使用寿命长，最终确定采用方案二对绞车技术改造。

3 电控系统技改方案

选用目前技术水平比较先进和技术成熟的JKP-2PLC-BP型变频电控系统替代绞车原有的TKD-0156型串接电阻调速电控系统。改造后的电控系统不仅消除了绞车频繁起动、制动对绞车提升钢丝绳、滚筒、减速机、电机的冲击影响，同时具有以下功能：（1）实现了自动运行功能，只需按1次启动按钮，绞车自动完成加速-全速-减速-停车-翻车延时-回程起动-全速运行-减速-停车至装料点等一连串动作；（2）实现了翻矸车行程位置显示；（3）执行操作程序，生成信号和方向；（4）PLC行程监控器可以很容易地进行参数的整定以适应变化的工况，具有手动、自动、检修等多种运行方式。

4 技改前准备

4.1 技改原则。新增设备到货后，根据绞车房室内现有条件，合理布置各设施，不论从施工工器具、施工场地，还是施工工艺等各方面，在不影响绞车正常运行及改造情况下，能提前进行的各项工作就提前做好改造准备，能安装的设施就提前就位安装，不能提前就位安装的设施，就临时就近选合适运到位，尽可能减少改造期间工作量。

4.2 将到货的电控系统变频进线柜、变频柜、辅助柜及PLC柜等，提前安装到电气室内，操作台临时就近放置合适位置。

4.3 按照设备永久安装位置，留够实际需要的电缆长度，敷设好各种电缆。不能一次敷设就位的电缆，先临时固定，并提前做好电控程序及参数设置等。

4.4 将液压站临时就位，配制通往制动器的油管，并清洗油箱、液压阀件、油管及调试液压站和盘形制动闸执行制动情况。

4.5 在绞车滚筒前方的墙体打开一个满足新旧滚筒进出的通道，并在墙外与绞车滚筒下方采用道木搭设一个宽度2m的木跺，铺设2根轨道，确保新旧滚筒快速搬运。

4.6 将各拆卸螺栓丝扣进行喷吐松动剂，减少螺栓拆除影响。

5 技改主要工序

5.1 技改时，先分别将绞车双滚筒上缠绕的钢丝绳全部退下，盘放在绞车房外合适的空地上。然后将绞车电源断电，拆除绞车制动装置、护绳板、联轴器等。

5.2 利用室内起重梁上悬挂的2台5t手拉葫芦和2根卡锁在滚筒上的ф18.5mm钢丝绳套，将整个滚筒装置缓慢吊起一定高度（高过滚筒瓦座）。

5.3 人工将滚筒装置空中旋转90度，（带联轴器对轮一端朝向墙壁开孔一侧），然后將滚筒缓慢下放一定高度，最好不接触滚筒下面铺设的2根钢轨上为止。

5.4 利用室外吊车和室内起重梁上手拉葫芦共同悬吊滚筒，将拆除的旧滚筒沿地面铺设的轨道面平稳地悬吊和牵引到室外。并按照同样方法，将新滚筒吊运到位，然后安装、找正新滚筒及与减速机连接等。

5.5 按照技术要求，在旧制动闸座上焊接固定四个盘形制动器机座及安装4个盘形制动器。

5.6 拆除旧绞车操作控制台，将新操作台、液压站搬运到位，连接装好液压管路，并拆除旧电控设施。

5.7 将液压站控制回路与变频电控系统对号接线，对变频调速系统和液压系统进行调试。

5.8 将绞车2根提升钢丝绳缠绕在绞车滚筒及矸石山翻矸车上。在空载、重载情况下，分别对绞车变频电控系统、液压制动系统、机械系统进行联合调试。

6 实施效果

采用订制的绞车主轴装置替代原有的主轴装置，利用JKP-2PLC-BP型变频电控系统替代绞车原有的TKD-0156型串接电阻调速电控系统，整个改造工期由计划2天（其他矿井大多计划3天），工序安排合理、厂家和矿方紧密配合，施工组织到位，将绞车拆除、更换时间缩短到19小时。既实现了提升绞车升级改造的快速施工，又保证了施工安全、改造后调试一次性达到设计要求，及后期使用的质量。

7 结束语

城郊煤矿矸石山提升绞车通过升级改造，电控系统实现了交流变频调速，具有调速平滑性好，效率高；调速范围较大，精度高，稳定性好；起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果达20～30%等优点，每年节约电费10万元左右。机械部分卷筒采用整体结构，强度高，弹性好，承载能力强；盘形制动器实现精确、快速制动，故障率小，制动效果好，符合当前矿井提升绞车的发展要求。城郊煤矿矸石山提升绞车机械、电气改造三年来，由于前期设备选型合理、安装质量高，后期维护到位，没有出现一起计划外影响，也没有出现任何安全事故，实现了安全、高效提升。

参考文献

[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[S].北京：煤炭工业出版社，2010.

[2]国家安全监管总局国家煤矿安监局安监总煤装〔2011〕17号-《关于发布禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（第三批）的通知》.

[3]河南理工大学机械厂.2JKP-1.6提升机及盘形制动器说明书[Z].

作者简介：刘元基（1976-），男，河南周口人，学士，工程师，研究方向：煤矿机电运输管理。

杨建英（1961-），男，河南焦作人，学士，工程师，研究方向：煤矿机电运输管理。