黃玉川煤礦副立井提升系統的裝備特點

摘要：本文主要闡述神話神華神東煤炭集團下的黃玉川煤礦副立井的建設情況、副立井裝備的選型、提升，從而達到安全生產目的，避免故障的發生。

關鍵詞：煤礦；副立井

1.黃玉川煤礦副立井建設情況介紹

神華神東黃玉川煤礦是由神華神東電力公司與億利資源集團公司按照51：49的比例共同出資建設的，現神東煤炭集團公司管理生產。

該項目是國家“十一五”發展規劃中2007年西部新開工10項重點工程。

礦井設計生產能力為年產1000萬噸，礦井服務年限為63年。礦井采用斜、立井混合開拓方式。

我國第一個一次性設計、施工建設的千萬噸豎井。

礦井副立井提升系統于2010年1月12日投運，開創了國內豎井全無軌輔助運輸的先例。并在提升能力、大罐籠柔性結構和容積方面開創了國內的三個第一

2.副立井提升裝備

黃玉川煤礦副立井提升高度為346m，井筒直徑Φ9.2m。垂直90°布置兩套摩擦式提升機。

2.1.一套特制雙層大罐籠+平衡錘 ，具有可整體下放液壓支架等大型設備功能，采用無軌運輸系統，實現了井上下“一條龍”無軌運輸，解決了傳統副立井提升系統和無軌運輸配套的一系列難題。

2.2.一套交通罐+平衡錘，運送班中零散人員，減少大罐提升次數，節約運行成本。任意一套提升機出現故障，均可用另一套實施救援。

大罐籠承載參數：

罐籠尺寸7700×3800×11000mm

罐籠總重50.3t（含滾輪罐耳、首尾繩連接裝置等）

罐籠載人150人×2層=300人

罐籠最大載重47.5t（下層甲板）

3.副立井提升設備選型

經綜合經濟技術比較，設備選型如下：

（1）核心技術和設備全部進口：

電控系統：德國西門子

制動系統和鎖罐系統：德國西馬格

提升鋼絲繩：德國法爾福公司的達高鋼絲繩

（2）其他設備選用國內知名產品或引進國外先進技術在國內制造：

主電機：上海電機廠

提升機：洛陽中信重工

罐籠及大罐主軸：徐州安全設備廠生產，德國西馬格公司設計、監造。

使用國內已成熟的技術、設備與國外先進的設備配套使用，在確保系統的先進性、穩定性和可靠性的同時，與完全的進口系統相比，共節約投資5000萬元左右。同時，與進口設備相比，國產設備售后服務及時，備件采購周期短，后期的維護費用低。

3.1.提升機設備選型

提升機選用國內多數大型礦井廣泛使用且口碑良好的洛陽中信重工生產的多繩摩擦式提升機。

大罐籠提升機 JKM4.6-6（III） ：設計最大提升速度8.19m/s，設計罐籠最大載重量46t，最多乘載2×150人，鋼絲繩首繩6×48mm，摩擦輪直徑4.6m，交通罐提升機 JKM2.4-2（I）

設計最大提升速度7.67m/s，最多乘載16人，鋼絲繩首繩2×28mm，摩擦輪直徑2.4m。

3.2.罐籠選型

根據運送大型設備的尺寸和質量要求：

特制雙層罐籠的尺寸為7700mm×3800mm

采用柔性罐體的設計，有效減輕了罐籠的自重。罐籠自重：50.3t（包括首、尾繩懸掛裝置等）本體高11m，屬于特大罐籠。

根據大件運輸要求，在罐籠內設有定位裝置和阻車裝置，平板車固定裝置等輔助設備，方便無軌車輛的運輸。為了節省能耗，保證提升安全，大罐籠平衡錘采用可調箱式平衡錘，在正常情況下平衡錘的質量，滿足兩輛無軌膠輪車（25t）的運輸，在提升大件時裝入一個平衡重車。

3.3.鋼絲繩選型

綜合考慮鋼絲繩的安全性和經濟性，提升鋼絲繩選用德國法爾福公司的達高鋼絲繩，而平衡鋼絲繩則選用國內鞍鋼鋼絲繩廠的扁尾繩。

大罐籠：

提升鋼絲繩48mm 6x36WS-FC型圓股鋼絲繩（德國法爾福公司）

平衡鋼絲繩 187×29ZAA P8×4×19 型扁鋼絲繩 （鞍鋼鋼絲繩廠）

交通罐：

提升鋼絲繩28mm 6x31WS-FC型圓股鋼絲繩（德國法爾福公司）

平衡鋼絲繩 67×15ZAAP6×4×7 型扁鋼絲繩（鞍鋼鋼絲繩廠）

3.4.傳動及電控系統選型

通過對交-交變頻、交-直-交變頻和直流驅動三種傳動方案在工藝要求，電氣性能、保護功能，投資、管理和性價比等方面綜合考慮：

大罐籠提升設備采用12/6脈動交-交變頻傳動系統，減少了復雜而且使用、維護費用昂貴的水冷系統。交-交變頻矢量控制技術非常適合交流傳動，特別是礦井提升機低速、大扭矩的工況。在低頻段無脈動，受控運行性能好。在提升過程中，可實現無制動運行，大大降低了系統對液壓制動的要求，提高了系統運行的可靠性。交-交變頻系統在0轉速時可以達到200%的荷載，并且可長期保持。

配套的磁控濾波和無功補償裝置，既滿足系統的驅動要求，又提高了系統的功率因數，減小了諧波污染。交通罐提升選用直流傳動方案。

控制系統采用雙套西門子S7-400PLC+FM458控制，S7-400 PLC主要用來實現邏輯連鎖控制和保護功能，FM458主要用來實現工藝控制，比如位置、井筒開關檢測、行程控制、速度控制、工藝控制等。重要的監測信號均進入兩套PLC，參與各類重要保護和閉鎖，相互監視，提高了系統的安全性和可靠性。為了提高系統的安全性和可靠性，節省投資，電控系統的核心環節（變頻器、控制設備、操作臺、軸編碼器、井筒開關等）為進口設備，其余為國產設備

3.5.操車系統選型

目前國內的立井提升，都是采用搖臺做罐籠的承接裝置，進出車采用推車機和阻車器。由于我礦的大型設備重量大，為保證副立井運輸系統的安全、可靠性，防止罐籠在井底進出重型設備時，鋼絲繩的彈性伸長過大引起罐籠上下起伏，給大、重型設備的進出帶來困難。我礦采用了德國SIEMAGE公司的罐籠鎖緊裝置及擺動平臺，有效的減少大型設備進出罐籠對提升設備及其鋼絲繩等造成的沖擊。

3.6.制動系統選型

選用德國西馬格公司生產的恒減速液壓制動系統。國內近些年多次出現摩擦輪提升設備的跑車事故，嚴重影響礦井生產和人員生命安全。我礦提升設備的制動系統，使用兩套獨立的泵站系統，正常情況下兩個液壓站同時工作，進、回油管路相互獨立，每個液壓站負責1組閘盤的制動。一套泵站故障時，單臺泵站可通過切換閥組同時供兩組閘盤工作。這樣，可以避免維護不當或其它原因引起液壓站回油故障造成的跑車事故。確保了系統的安全、可靠運行

4.副立井提升系統運行情況

黃玉川煤礦副立井大小、罐籠提升系統自2010年1月12日正式投入運轉至今已有4年，期間運轉平穩、正常，未出現較大影響生產的故障情況，運行情況良好。至今累計故障影響時間不超過40小時，事故率僅為0.135% ，大罐籠提升能力突出，在生產任務較緊及綜采搬家倒面期間，每班提升和下放車輛均在90車左右。有力保障了礦井的建設、生產進度。

我礦作為神華集團的第一個立井項目，副立井提升設備復雜，對檢修和維護人員的技術要求較高。為確保副立井設備安全、可靠的運行，引進了有立井提升維護管理經驗的專業技術人員擔任提升系統的管理工作，通過以師帶徒的方式對礦技術人員進行培訓，培養了一批有高學歷、高素質的年輕技術力量。引進對提升機主軸軸承振動、溫度等運行工況進行實時監測的在線監測設備。以實現對設備機械損傷、故障的提前判斷和預防。以彌補人員無法實時、連續監測和靠經驗判斷的不足，更好的確保設備的安全和穩定。

我們相信通過立井提升系統專業技術人員的引進和培養和高技術監測設備的投入和使用，成為神華集團乃至全國煤炭生產行業的高產高效礦井。

參考文獻：

[1]《多繩摩擦提升系統動力學研究與工程設計》李玉瑾 2008（12）；