實現礦井高產高效關鍵在于立井提升

摘 要：文章介紹了梧桐莊礦礦井概況，分析了礦井高產高效技術改造的必要性和可行性，通過對主井提升設備改造的理論分析和安全技術參數論證，對主井提升系統改造的方案進行了驗證，論述了提升系統改造給礦井帶來的巨大社會經濟效益。

關鍵詞：高產；高效；關鍵；立井；提升

中圖分類號：TD531 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）29-0160-02

1 礦井概況

1.1 礦井地理位置

桐莊礦是一座年設計生產能力120萬t的新型現代化礦井，礦井位于河北省邯鄲市峰峰礦區東南部，國家南北大動脈—京廣鐵路線和107國道在礦井東部15 km處穿過，與京廣線相接的礦區環行鐵路馬磁支線及峰磁公路從井田北部通過，交通便利。井田南北長11.5 km，東西0～5 km，面積37.4 km2，地質儲量4億t。

1.2 主井提升系統基本情況

主井提升絞車型號：JKM3.25*4（Ⅲ）-WTZ；主電機型號：ZKTD250/45-P，功率1500 kW；最大提升速度9.87 m/s；設計提升能力120萬t/a。電控系統采用西門子公司的SIMADYND全數字控制系統，雙電流閉環控制。

主井井筒直徑5.5 m，原布置一對12 t多繩提煤箕斗，雙勾提升。箕斗斷面積2 300×1 300 mm，高度10 700 mm，容積12.6 m3，側扇型閘門異側裝卸載。箕斗卸載采用氣動開閉，過卷高度10 080 mm。井下裝載為ZLQ-12型立井箕斗計量裝載設備，氣動開閉閘門裝載，井下過放距離為10 100 mm。井底裝載采用兩臺GZY1220振動給煤機，井底裝載膠帶輸送機為TD75-800。

2 礦井高產高效改造的必要性和可行性

梧桐莊礦原設計生產能力為1.2 Mt/a，服務年限為82.3 a。本礦井煤層傾角變化不大，煤層厚度適中，資源豐富；煤層頂板條件較好，瓦斯含量低，適合綜合機械化開采。煤質優良，市場前景廣闊，故從資源條件及開采技術條件上看，進行高產高效技術改造是可行的；同時礦井主要生產系統已具備良好的基礎，自投產以來，主井提升系統一直運行良好，稍加技改即能實現礦井高產高效建設。這些因素為礦井高產高效改造提供了必要條件和可行性。

另外梧桐莊礦礦井涌水量大，治水難度大，排水費用高，通風距離遠，且“三下采煤”開采技術的實施需對村民進行一定的經濟補償。如果仍維持礦井原設計產量，原煤成本必然增加，礦井效益差。為提高效益，就必須提高礦井產量。因此，也必須對礦井進行高產高效的技術改造，使梧桐莊礦在今后較長的時期內保持較好的經濟效益。

本礦生產國家緊缺的低灰、低硫、低磷、高揮發份和高熱量的優質肥煤，是峰峰集團公司配制煉焦煤的稀缺煤種。根據市場需求，為增加企業的市場競爭力，集團公司決定對梧桐莊礦井進行高產高效技術改造，最終礦井產量達到210萬t/a。

主井提升是原煤運輸關鍵環節，主井的提升能力制約著礦井高產高效建設，如果提高礦井的生產能力，就必須提高主井的提升能力。礦井進行技術改造產量達到210萬t/a，則主井提升系統也必須進行相應的技術改造，提升能力達到210萬t/a。故提高礦井的生產能力就必須對主井提升能力進行技術改造。

主井提升設備為JKM-3.25*4（III）型塔式多繩摩擦提升機，改造前箕斗裝載量為12 t。實際運行中發現絞車休止時間長，即裝卸載時間長。以上情況說明在對提升系統不做大的改造，提高主井年提升能力是可行的。

提高主井提升能力達到210萬t/a的措施如下：

①充分利用絞車和鋼絲繩的最大靜張力，對絞車電控進行改造提高絞車的提升能力。增加箕斗的裝載量提高每鉤的提升量。

②縮短定量斗裝載和井口煤倉卸載時間，提高單位時間內的提升鉤數。

③通過調整絞車的爬行、加速、減速等運行時間，縮短絞車單鉤運行時間。

3 技術改造實施方案

依據主井技術改造措施，對主井提升系統進行改造，達到年提升能力210萬t，主要改造工程以下幾個方面。

3.1 箕斗改造

為增加每勾提升量，箕斗斷面（2 300×1 300 mm）保持不變，將箕斗裝煤斗箱加高，使箕斗容量由12.6 m3加大到14.7 m3，充分利用絞車的最大靜張力差，裝載量達13 t。

3.2 裝卸載氣動系統改造工程

裝載氣控系統改造方案是在原有的氣控裝置基礎上進行的，主要從增加汽缸活塞速度，減少閘門開啟的時間考慮，加大了管路的通徑，將原來通徑DN20 mm的氣路改為DN25 mm，使管路的通氣面積增加到原來的1.56倍。

箕斗卸載氣控系統原設計為一個汽缸兩路同時供氣，管路通徑為2*DN25 mm。本次改造方案主要是加大了管路的直徑，將原來管路通徑改為2*DN40 mm，使管路的通氣面積增加到原來的2.56倍，將進氣回路中的節流閥取消，減少管路的壓力損失，達到提高氣缸活塞速度，減少休止時間的目的。

通過對氣控管路的改造，提高氣缸了活塞速度，使休止時間減少約5s。

3.3 裝載皮帶改造工程

主井底原安裝兩條TD75-800皮帶，運輸能力300 t/h，改造為兩條TD75-1000皮帶，運輸能力達400 t/h，裝載時間由每鉤2.5 min縮短為2 min。改造前后裝載皮帶技術參數對比如表1所示。

3.4 定量斗改造工程

將現有2臺定量斗上段加寬300 mm，減短100 mm，容量增至14.69 m3。為實現順利卸載，在下部加裝不銹鋼滑板。

3.5 主井底給煤機改造

原設計主井底安裝兩臺GZY1220震動給煤機給煤，當產量增大時將無法滿足給煤要求，并且運行中事故率高，現改為兩臺JDG14/F甲帶式給煤機，給煤量400t/h。

3.6 主井液壓站改造

主井絞車原設計的液壓站（E138型）制動力不足，為滿足增大提升能力的要求，重新選用了E146型液壓站，滿足絞車一次提升13 t制動力的要求。

3.7 主井絞車全數字直流調速系統改造

功率柜電流限幅值由2 400 A調整為3 100 A，電樞電流建立時間由5.8 s縮短為3 s，每鉤提升時間節省了2.8 s，并且滿足了每鉤提升13 t的要求。

3.8 主井絞車主計算機PLC控制系統改造

主井絞車主計算機控制系統改造，由S5PLC改造為S7-300PLC控制系統，調試后使控制程序固化，不會因長期停電或誤操作而造成主控程序丟失，并且可根據繩槽磨損情況很方便地進行指示深度的修正，使運行參數的調整簡單明了，控制系統更加安全可靠。

4 改造后的實際運行結果

改造后主井底兩碼定量斗容量增至14.69 m3，在下部加裝不銹鋼滑板，縮短了裝載時間；為縮短裝卸載時間，加大了氣控裝置管路通徑，提高氣缸活塞速度，使箕斗休止時間減少約5 s；更換了主井底兩條轉載皮帶，裝載時間由每鉤2.5 min縮短為2 min；改造了主井底兩部給料機，將原采用的GZY振動給料機改造為JDG甲帶式給料機，使裝載能力與改造的裝載皮帶匹配；電控系統將功率柜電流限幅值由2 400 A調整為3 100 A，電樞電流建立時間由5.8 s縮短為3 s，每鉤提升時間節省了2.8 s，滿足每鉤提升13t的要求。改造前主井絞車每次提升量12 t，提升一次循環時間137 s。改造后每次提升量13 t，經測試，提升一次循環時間120 s（南碼117 s，北碼122 s）。

改造后主井提升能力提高，每小時提升勾數由22勾增加到30勾，每勾裝載由12 t增加到13 t，年提升能力（考慮不平衡系數1.1）：

A=13×30×18×330/1.1=210.6萬t/a

主井提升能力能夠滿足礦井年產210萬t的生產需要。改造中選用先進的技術裝備保證了主井系統運行更加安全可靠。

5 經濟效益分析

①間接效益：改造后礦井年增產量90萬t，按市場價800元/t計，年增加產值：90萬t×800元/t=7.2億元。

②直接效益：改造后，每勾提升時間縮短，節電效益明顯。經測定，噸煤提升電耗降低0.4 kWh。

年節電：0.4×210=84萬kWh；折合資金：0.42×84=35.28萬元

這次主井改造方案合理，技術先進，安全可靠，施工快捷，全部改造利用礦井檢修時間完成，沒有影響礦井的正常生產。改造后經濟效益十分顯著，是一次較為成功的技術改造，實踐證明提高礦井主提升系統能力是實現高產高效的新途徑，可以在同類礦井中大力推廣應用。這次成功改造不僅取得巨大的安全、經濟效益，而且收到了良好的社會效益，為實現高產高效礦井奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 李劍峰.立井提升系統可靠性技術改造[J].煤礦機械，2010，（3）.