浅析金岭煤矿井下2JKB—3×1.8P提升机安装与变频技术的应用

沈祖林 袁明会

摘要：矿井提升设备是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人员和设备，下放材料的大型机械设备。它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，是矿山运输的咽喉。因此，矿井提升设备在矿山生产的全过程占有极其重要的地位。此外，矿井提升设备是一大型的综合机械——电气设备，其成本和耗电量比较高，所以，在新矿井的设计和老矿井的改建设计中，确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的基本条件，保证提升设备在选型和运转两个方面都是合理的，即要求矿井提升设备具有经济性。

关键词 提升机；安装；变频

一、立项背景

金岭煤业暗副斜井、暗提矸斜井主要担负二水平开拓掘进工程提升矸石和升降人员；随着矿井逐步延伸，原来采用的JYB-60×1.25调度绞车已不能满足提升矸石的任务，掘进工作面上下班人员劳动强度逐步增加，矿井开拓工程接替紧张；为了加快工程进度、缓解工人劳动强度，结合矿井采掘工程布局情况，决定在一水平东区新建两个绞车硐室，安装2台2JKB-3.0×1.8P/20E型单绳缠绕式提升机。

二、提升机施工工艺及方法

1、提升机安装工程情况说明

暗副斜井、暗提矸斜井提升机选用2JKB-3.0×1.8/20E型单绳缠绕式提升机，电机采用南阳防爆电机厂生产的YBBP5002-10防爆变频电动机，配套电机功率450KW，电压等级1140V，采用强迫风冷，变频器控制功率为500KW；安装工期为45天；提升机机房总长16.2m，断面8m，起吊设备选用自制加工的20T天车梁，天车梁立柱选用24#工字钢并焊连接，起重梁选用40#工字钢，托梁选用28#工字钢，托梁上方跑道选用38kg道轨，起重量跑车位置能够对整个车房任何地点进行覆盖，对安装、检修提供了方便。

2、提升机主轴、滚筒入井方法介绍及解决的办法

游动滚筒重量13.0吨、固定滚筒重量12.3吨；滚筒有四瓣组成，尺寸为3.4×1.3（m）；提升机最大件为主轴，重量为15t；为解决提升机配件重、尺寸大的问题，根据巷道部分地方转弯的曲率半径小，入井难度大的问题，自制设计加工一辆转盘车，用于下放绞车主轴装置；在设备入井前期，做到充分预想，对提升机主轴、滚筒入井方案进行反复推敲和验算；在做好前期的准备工作后，按照主轴实际尺寸模拟加工了一个主轴装置，从Ⅱ号副井入井输送到一水平副斜井绞车房。

3、提升机房设备安装方法及安装工艺

为解决提升机配套设施、设备尺寸大、重量大的特点，设计在车房安装有自制加工的航吊用于对设备的起吊工作，航吊设计起重设备重量为20T，满足对提升机最重配套设备的起吊任务，为了增加航吊梁的强度和刚度，在硐室两旁安装有航吊梁立柱，立柱用4组压板和8根锚杆固定在墙体内，锚杆深度为0.8m，角度为60度；提升机在安装主轴，减速器、电动机、制动闸时，机座下的垫铁、基础螺栓安装及二次灌浆都符合设计及《煤矿安装工程质量检验评定标准》。

图一：立柱示意图

图二：起重量布置示意图

图三：起重量跑车示意图

图四：起重量跑车主视图

4、所运用到的理论依据

提升机下放主轴验算：

航吊梁强度计算；根据横梁的最大跨度及集中负荷，作钢悬梁的选型计算。 Wx=Mmax/fu

式中：

Wx——某型号工字钢的截面抵抗矩，mm?；

fu——工字钢的抗弯强度设计值，对于Q235钢，fu=215N/mm?；

Mmax——工字钢在垂直方向上的最大弯矩；

三、变频技术的应用

变频电控系统采用唐山开诚公司的ZTK型全数字防爆四象限变频提升机电控系统。该系统的主要设备配置有防爆四象限变频调速装置、防爆的PLC提升机控制箱、本安司机操作指示台构成；绞车电控系统由变频调速系统，PLC控制系统，信号系统三部份组成。能够实现对绞车的提升控制，行程测量、指示、故障检测、报警与保护；安全电路及液压站工作制动与安全制动控制等。以PLC为控制核心的绞车控制系统，极大地提高了控制系统本身的安全可靠性，表现在低频转矩大、调速平滑、调速范围广、精度高、发电状态回馈节能、对电网污染小等，采用双PLC控制系统，使斜井絞车的控制性能和安全性能更加完善，另外，操作简单、运行安全稳定、故障率低、基本免维护，对于煤矿绞车安全运行具有深远意义。

四、安全、经济效益分析

暗副井提升机与暗提矸斜井提升机绞车安装；由自主设计、安装、自制设计航吊梁共节约设计工程、安装工程、自主加工航吊梁三部分合计节约费用达174万元，经济效益十分可观。另外，随着自动化水平的不断提高，变频技术已逐渐被应用到煤矿安全生产中，尤其在绞车提升，绞车变频调速电控设备应用至今，运行良好，工作可靠，大大提高了系统的安全性能，降低了电耗及维护费用，延长了设备使用寿命，实现了绞车安全高效的目的，而且绞车变频调速电控系统具有控制性能优良、操作简便、运行效率高、维护工作量小等诸多优点，产生了非常可观的经济及社会效益，随着变频调速技术的日益成熟与能源节约要求的必然趋势，它正成为矿山提升机调速的发展方向。

五、结束语

提升机安装工程是煤矿安全生产中不可缺少的一个重要部分，与煤矿企业发展息息相关。提升机运行的安全性、高效性、经济性在煤矿生产中至关重要。提升机近一年来运转使用情况来看，各部件运行情况良好，该提升机可满足安全生产要求。电控部分采用的是先进的变频调速系统，运行稳定。

参考文献

[1]程居山，王昌田，李新平等.矿山机械，中国矿业大学出版社.1997.

[2]张荣立，何国伟，李铎。采矿工程设计手册[M]，北京，煤炭工业出版社，2001.