JKMD-3.5×4ZⅢ型多绳摩擦式提升机应用中注意事项及节能措施

刘露霞

（晋能控股煤业集团同家梁矿机电科大型队，山西 大同 037025）

引言

JKMD-3.5×4ZⅢ型多绳摩擦式提升机作为一种落地式提升机，自20世纪80年代后期就已经在我国矿井生产中得到了大面积推广。在矿井生产条件合适的情况下，这种落地式提升机能全面发挥自身价值，有利于减少矿井生产成本，提高采矿效率和质量[1]。随着绿色节能理念的不断深入，为了进一步表明JKMD-3.5×4ZⅢ型多绳摩擦式提升机所带来的使用效益，有必要结合该类型提升机的运行特点实施节能措施，以促进多绳摩擦式提升机社会效益和经济效益目标的共同实现。

1 某煤矿简介

某煤矿矿井面积29.56 km2，符合开采条件的煤层有8号、9号，其中8号煤层的采储量有0.86亿t，9号煤层的采储量有2.32亿t。矿井范围内的地质条件和煤层结构相对稳定，倾斜角在0°～12°。由于开采量较大，矿井内产生了大量煤尘，极易引起爆炸事故，对工作人员生命安全构成了严重威胁。

2012年，矿井内涌出瓦斯量约76 m3/min，属于高瓦斯矿井。目前，矿井开采煤层为8号，该煤层产量较高，属于良好的炼焦配煤，该煤层所采出的煤矿资源被销往全国十几个省市，并在冶金、电力等行业得到了有效应用。

2 提升机运行经济效益计算分析

该煤矿副立井选用JKMD-3.5×4ZⅢ型多绳摩擦式提升机1台，基本能满足8号煤层的生产需求。JKMD-3.5×4ZⅢ型多绳摩擦式提升机所使用的直流电动机功率为1 300 kW，转速为50 r/min。同时为了提高煤矿副立井的提升效率，还配备了一套PLC电控设备。主要设备的相关技术参数如表1所示。

表1 煤矿主井提升机的主要技术参数

对于JKMD-3.5×4ZⅢ型多绳摩擦式提升机，一次完整的提升运行程序需要消耗的电能按公式（1）计算：

式中：E表示提升机在一次完整的提升运行程序中需要消耗的电能；Vmax表示提升机能提升到的最大速度；μi表示减速器的传动效率；μm表示提升电动机的效率；μb表示变流设备的效率；表示功率，t表示时间。

经公式（1）计算可知，在提升物料时，提升机一次完整的提升运行程序中需要消耗的电能为14.9 kW·h；提升大件物资时，电能为19.3 kW·h。

煤矿工序能耗D表示在整个矿井生产过程中，提升机在某一个区间或部位所产生的能源消耗与其工作量之间的比值。具体计算公式如下：

式中：W表示提升机一次提升中所消耗的电量；Q表示提升机一次提升的载重量；H表示矿井提升的有效高度（本矿井项目中的有效高度为378 m）；k表示提升高度的折算系数，一般取值为0.96。

经过公式（2）计算可知，在提升大件时，一次提升耗电量W为19.3 kW·h，一次提升工序能耗为0.19 kW·h/（t·hm）；在提升矸石时，一次提升耗电量为14.9 kW·h，一次提升工序能耗为0.52 kW·h/（t·hm）。

上述计算结果均满足提升机在煤矿使用中的相关节能要求，同时符合经济运行的条件。

3 JKMD-3.5×4ZⅢ型多绳摩擦式提升机应用中的注意要点及节能措施

3.1 施工组织设计和建井工期

矿井建设具有工序复杂、施工周期长、工种多样的特点，尤其是矿井提升设施的建设需要消耗一定的资金和人力。根据当前矿井生产的实际需求，提升设施多采用塔式布置或落地式布置的方案。

考虑到该矿井井架基础结构较为简单，再加上施工工期紧，综合考虑决定采用落地式多绳摩擦式提升机的布置方案。而且该方案可以在提升机房内实施平行作业，不会影响到井筒装备的施工，有利于提高整个矿井建设的效率。另外，经过粗略计算，和塔式提升机布置方案相比，落地式提升机布置方案占用井口的时间更短，可见该方案具有一定的可行性。

在实施落地式多绳摩擦式提升机布置方案之前，为了保证凿井效率和质量，需要在副井井筒附近安装永久提升井架，以减少井架安装和拆除的时间，以免影响井口施工的进度。

3.2 提升系统布置

本矿井项目建设中，提升系统的布置方案如下：

1）提升钢丝绳出绳角度。结合JKMD-3.5×4ZⅢ型多绳摩擦式提升机的运行特点，出绳需要将仰角控制在50°～80°，大量实践表明，钢丝绳的最佳出绳仰角为60°。如果提升机布置工艺难度在合理范围内，可以适当增加钢丝绳出绳仰角，大仰角有利于减小钢丝绳的振动幅度，从而保证整个系统的稳定性[2]。

2）保证施工进度。落地式多绳提升系统建设可以和井筒装备施工、提升机房施工同时进行，尽可能减少井口施工的时间。同时，在开展平行作业的过程中，还应考虑到井口临时设备和永久设备之间的矛盾。该矿井在实际建设中就遇到过类似问题，主要通过缩短提升机主轴和井筒中心之间的距离解决的。

3.3 提升机在使用过程中的注意事项

1）提升机制动系统在管路安装前应对其进行清洗，清洗流程为酸洗-石灰水清洗-清水冲洗。

2）在使用过程中，为了确保提升机的使用性能充分发挥出来，应定期对各个主机的润滑点进行润滑处理。同时要注意对主轴装置和液压站油温进行降温处理。

3）提升机在使用过程中，应对设备的连锁保护装置、安全保护装置等进行检查，以保障整个设备运行的稳定性。

4）定期检查各连接螺栓和地脚螺栓是否出现松动，如果出现松动现象应及时采取处理措施。

5）如果提升机持续处于负力运行的状态，建议使用动力制动。

3.4 提升系统维修

多绳提升机维修的重点部位就是钢丝绳，尤其是冬季室外气温低，钢丝绳上经常会出现结冰的问题。为此，大部分矿区专门在钢丝绳覆盖区域建设了防寒走廊。另外，钢丝绳在滚筒上的围包角较小，每次钢丝绳在摆动时都会对围包角产生一定影响，特别是在衬垫摩擦力较小的情况下，直接会影响到落地式提升机的防滑性能[3]。因此，有必要定期组织人员对钢丝绳使用质量进行检查，以保证多绳提升机的正常使用。

3.5 可采取的提升机节能措施

1）随着智能控制技术的发展，提升机电器设备可采用PLC控制电流系统，以提高整个系统的运行效率。

2）采取措施对提升机轨道的润滑度进行改善，以减少提升机在提升过程中的阻力，保证轨道平滑。

3）定期对提升容器进行处理，将容器内的残留杂物清理干净，以确保在提升大件和矸石时提升机能保持最大的有效装载量。

4）定期组织人员对传动装置的运行情况进行检查。

5）尽量减少提升机轻载运行，确保每一次提升机的使用效益能发挥至最大。

4 结语

JKMD-3.5×4ZⅢ型多绳摩擦式提升机在矿井生产中的运用已经成为一种必然趋势。为了进一步贯彻节能理念，要求提升机在使用过程中统筹调度用电负荷，规范使用流程，全面实施相关节能改进措施，以推动经济运行目标的实现，同时这对于促进煤矿行业的可持续发展也具有重要意义。