高家堡矿井副井提升系统设计方案比选

2020-10-12韩秀林安昌辉

山东煤炭科技 2020年9期

徐康韩秀林安昌辉

（通用技术集团工程设计有限公司，山东济南 250031）

1 概况

高家堡矿井地处陕西省彬长矿区境内，井田面积220 km2，工广沿泾河河谷布置，年设计生产能力5.0 Mt/a。副井井筒净直径8.5 m，井口标高+926.5 m，井底车场水平+120 m，提升高度806.5 m，担负全矿井材料、人员、设备、大件等提升任务。

高家堡矿井副井提升深度超过800 m，属于规范确定的深井提升范畴。由于该项目井田开拓量大，矸石提升任务较重，且该项目位于陕西电网的末端，供电稳定性不高，为有效保障该项目建设工期，需选定合适的副井提升方案。

2 副井提升系统设备选型方案

根据该矿井特征及条件，参照国内外提升设备的制造技术及性能参数，对副井提升设备进行了多方案的比选，除考虑日常辅助提升作业外，还考虑了升降大件设备的需要。经筛选后列出以下3 个主要方案进行技术经济比较，详见表1。

方案I 及方案Ⅱ：在井筒直径Φ8.5 m 内布置两套提升容器，装备一套一宽一窄双层四车罐笼以满足副井提升内容要求及升降大设备。为提高提升系统的安全可靠性，配置一套交通罐带平衡锤提升，用于日常零星人员运送，减少宽窄罐大提升机的运行次数，降低运行费用。且在宽窄罐大提升机故障情况下，可较快提升井下人员，增加副井提升系统的安全可靠性。

在这两个方案中，宽窄罐笼所选用的提升机不同。

方案I 为1 台JKMD-5.5×4PIII 落地式多绳摩擦提升机，配2800 kW、1450 V、35 r/min 低速交流变频同步电动机，悬臂直联。主要特点是采用落地式四绳摩擦提升机，四绳提升容器受悬挂装置制约（目前最大悬挂装置设计破坏载荷每根绳为4000kN），宽罐只能升降不超过37t 大设备重量（含平板车），致使选型的液压支架不能整体升降，井下需设置组装硐室。

方案Ⅱ为1 台JKMD-4.5×6 落地式多绳摩擦提升机，配2800 kW、1450 V、40 r/min 低速交流变频同步电动机，悬臂直联。主要特点是提升机为6绳，宽罐可升降重达43t 整体支架（含平板车），提升容器不受悬挂装置制约，运输环节较简单。但目前国内落地式多绳摩擦提升机均为4 绳，没有6 绳的，虽咨询厂家可以生产，但无成熟的运行经验。因此两方案相比，设计暂推荐采用方案I。

方案Ⅲ：在直径Φ8.0 m 的井筒内装备一套宽窄罐提升。选用1 台JKMD-5.5×4P Ⅲ落地式多绳摩擦提升机，配2800 kW、1450 V、35 r/min 交流变频调速同步电动机，悬臂直联。该方案系统简单，投资低，也能满足矿井辅助提升量的要求，但一套提升设备安全可靠性不如方案I。

表1 副井提升设备方案比较表

经综合分析比较，方案I 投资相较方案Ⅱ低，且在今后生产中两套提升设备运行灵活。一套宽窄罐用于集中升降人员、物料及大设备，而副井设备的检修及零星人员的运送则采用交通罐，以减少大提升机的提升次数，可节省电耗费用，并在宽窄罐提升设备故障情况下，较快升降井下人员，提高矿井生产的安全可靠性。因此，设计推荐方案I 为主导方案。即在井筒直径Φ8.5 m 内装备一套一宽一窄双层四车罐笼，选用1 台JKMD-5.5×4P Ⅲ落地式多绳摩擦提升机，配2800 kW、1450 V、35 r/min低速交流变频同步电动机，悬臂直联。提升速度为10 m/s，最大班工人下井时间15.34 min，最大班作业时间3.45 h；另一套交通罐带平衡锤提升，选用1 台JKMD-2.25×2PI 落地式多绳摩擦提升机，每台配200 kW、380 V、745 r/min 交流变频电动机，提升速度8.36 m/s。