对多绳塔式矿井提升机扩容改造的实践研究
2020-11-06董博
摘 要：在我国社会经济不断发展的当下，能源资源的消耗量日渐增多。相对满足社会日益增长的能源需求，就需要不断强化我国的开采水平，最大程度上强化开采水平，避免在采矿过程中出现资源浪费问题。本文将针对多绳塔式矿井提升机扩容改造进行详细分析。
关键词：多绳塔式矿井提升机;扩容改造
客观来说，发现新矿资源、高效开采是服务社会的根本途径，在能源资源不断减少的当下，我国能源事业必须要在服役矿井当中进行扩容潜挖，有效提升老矿的实际生产能力，以便于增强综采总体生产水平。扩容改造也是提升煤矿经济效益的主要措施之一，在我国能源产业不断完善的当下，越来越多的能源开展了扩容改造，持续不断为社会发展提供能源资源动力。老矿扩容改造并不是一蹴而就的，因为扩容改造是一个系统工程，其中涉及到了井下开采、运输、提升等诸多环节内容。但是，提升机扩容改在并不容易，因为难以更改井塔基础位置，所以对多绳塔式矿井提升扩容改造带来了一定束缚。为了保障老矿扩容改造实际效率。
1 多绳塔式矿井提升机改造前、后技术参数对比
本次扩容改造的提升机是一台生产时间相对较早、采矿工作运用相对较为常见的JKM-3.25×4提升机。该提升机是洛阳矿山机械厂所研制的，早在上世纪末便研制成功，在我国采矿工作当中运用较为频繁。该提升机利用了平行轴减速器、双电动驱动，老式整体铸造的盘形制动器（如图1所示）。
因为该提升机的使用年限时间过长，所以设备在一定程度上出现了老化问题。老化问题出现，会造成设备维修量增大、维修费用投入增加。提升机出现多次卷筒开裂现象，容易使制动器动作不可靠，急需要对旧设备开展科学和开的改造，
从而全面增强多绳塔式矿井提升机的实际生产效用，为潜挖增值打下良好基礎[1]。某矿井当前现有的生产力是180万t，在潜挖扩容改造之后需要实现210万t的生产质量。
2 多绳塔式矿井提升机扩容改造需要解决的问题
在实际开展对提升机扩容改造的过程中，所面临的问题诸多，主要有以下几个层次的问题。
①想要实现对提升机扩容改造，在改造之后，设备负载量大，所以设备的重量也随之增加。重量增加后的设备很容易出现井塔无法承载问题，很难保障对提升机扩容改造后的实际工作效率;
②为了提升对提升机扩容改造后的工作效率，就应该选择科学合理的传动方案。因为改造后的提升机的实际运用功率有所增加，所以应该结合提升机扩容改造的实际情况，在原本设备可以承载的基础上，选择科学合理传动方案;
③改造后的提升机能力核算以及选型，也是提升机扩容改造面临的一个重要问题[2]。需要严格的对提升机的卷筒防滑系统进行验算，明确制动器制动力矩核算内容，减速器以及电动机的选型也应该结合实际生产情况开展严格的计算。
3 多绳塔式矿井提升机扩容改造的实践方案
在开展提升机扩容改造时，应该结合采矿工作的实际需求，针对多绳塔式矿井提升机扩容改造的问题进行有效解决。统筹提升机扩容改造的各个环节，确保改造后的多绳塔式矿井提升机满足生产需求。
①为了保障井塔的基础承载力，土建设计部门必须要通过详细测算，设计并校核井塔的承受荷载力。若设计的承载力相对较小，并且难以满足改造后多绳塔式矿井提升机的负荷需求，那么便无法实现改造后多绳塔式矿井提升机高效运行。但是，在一般情况下，需要充分考虑荷载负载量。但是土建设计部门，必须要对井塔基础承载力的相关内容进行详细分析，避免荷载出现问题;
②想要切实有效强化多绳塔式矿井提升机扩容改造后的使用运行效率，就应该对各项设备机械扩容内容严格把控。针对本案例当中改造前的提升机来说，借助平行减速器开展动力驱动。为了优化提升机动力运行方式，在改造后的提升机当中设置出了两种形式的动力驱动形式，分别是行星齿轮减速器驱动以及低速电机直接驱动。在开展驱动方式设计时，话应该结合改造后提升机自身的实际情况、动力驱动需求开展严格的驱动方法设计，科学合理开展传动运行。
在改造后的两种传动形式，都存在一个不可避免的弊端，便是需要配置一套大功率的电机，并且电机功率需要在2400kW以上。但是功率如此大的电机，外形也相对较大，无法布置在原有的多绳塔式矿井提升机当中。所以，应该配置双电机驱动形式;
③在设置完毕减速器之后，需要通过严格的计算，针对防滑筒开展严格验算。制动器制动力矩核算与电动机选型，应该从以下几个层次开展严格计算。
防滑安全系数计算：
δ=Tjx（e?α-1）/（Tjs-Tjx）=2.038>1.75
其中：
?：钢丝绳与摩擦衬垫的摩擦系数，为0.2;
α：钢丝绳围包角为180°;
Tjs：上升（重载）绳的静张力按，为600kN;
Tjx：下放（轻载）绳的静张力按，为420kN。
通过严格的测算和检验，结合煤矿设计的实际规范要求来看，静防滑参数通过验算，能够满足实际生产需求。
在提升机负荷增加以后，力矩明显很难满足实际使用要求。原本低压力制动器的正压力N的数值为63kN，当前提升机扩容改造选用的中高压力为80kN的制动器，在实际开展制动器动力矩计算时，应该严格开展以下内容测算。
制动器动力矩计算：
MZ=2N?Rmn=1192.8kN·m
其中：
N：一个制动器的正压力，为80kN;
?：闸瓦对制动盘的摩擦系数，?=0.35;
Rm：制动盘平均摩擦半径，为1.775m;
n：提升机制动器副数，仍然是原机械的12副静力矩。
静力矩系数计算：
Mj=FCD/2=292.5kN·m
其中：
D：滚筒名义直径，为3.25m;
FC：提升机最大静张力差，为180kN;
因为MZ>3Mj，在安全生产规程的要求之下，制动力矩MZ应该满足三倍静力矩Mj，在实际开展提升机扩容改造时，满足安全生产规程要求。
4 结束语
总而言之，矿井提升作为生产扩容当中最为重要的环节之一，直接影响着矿井改造的质量。在我国已经有多个矿井改造成功案例当中，矿井提升机具备重要的运用意义。为了确保多绳塔式矿井的实际运用效果，就需要对结合矿井实际生产能力、矿井企业需求、市场竞争工作，高效实施矿井提升机开展扩容改造。在实际开展扩容改造的过程中，必须要结合实际情况，对提升机的实际情况进行分析，明确扩容升级的重点难点，科学合理的开展设计与参数测算，强化提升机的运行实际质量，为开采事业打下良好基础保障。
参考文献：
[1]张亚峰，赵利起.矿井多绳摩擦式提升机钢丝绳在线监测系统的研发与应用[J].煤炭科技，2018（2）：31+34.
[2]王华亮.矿井多绳摩擦式主提升机液压系统监测与改造[J].化工管理，2019（23）：45-48.
作者简介：
董博（1974- ），男，河南滑县人，晋煤集团巴愣煤矿机电管理部部长，电气工程师，研究方向：煤矿电气工程及自动化。
