豎井懸掛提升方案——介紹一種新型豎井提升系統

張 誠

（優派能源〈新疆〉礦業有限公司 阜康市石莊溝煤礦，新疆 阜康 831500）

0 概述

懸掛提升系統，是將多繩懸掛與單繩提升系統相結合的一種提升方式，在國內尚屬首創，國外也未見過有關于這方面的報導。一九八九年,筆者親自指導了本系統安裝調試工作。解決了豎井井筒延深帶來的靜張力不足，容繩量不夠，主繩安全系數不足，只能更換提升系統的問題，為老礦井挖潛改造探索了一條新路。

1 豎井延伸的新課題

某礦為老井改造，年生產能力30萬噸。一水平已開采完畢，需向二水平延深，井深由272m延深到372m，井筒直徑5.5m，一對一噸雙層二車罐籠，繩罐道，作提煤、矸、材料及升降人員之用。2BM3000/1511-2型提升機，主繩直徑φ34mm。鋼筋混凝土井架，需要解決的問題：

（1）靜張力不足的問題。提升機最大靜張力98.1kN，最大靜張力差為49kN；實際需要靜張力107.8kN，張力差50.3kN。

（2）滾筒容繩量不夠問題。φ34mm鋼絲繩只能纏繞333m，所需高度為372m。

（3）鋼絲繩安全系數問題。提人時安全系數7.74倍，提物時安全系數6.42倍，小于《煤礦安全規程》的要求。

2 系統的結構設計

利用原有的提升機，井架不變，在兩個天輪的下面，增設一個懸掛輪，形成懸掛系統。利用懸掛輪，平衡了罐籠本體的重量，使提升機的提升鋼絲繩直徑減小，也就解決了卷筒容繩量不夠的問題；解決了最大靜張力不夠的問題，也解決了主提升繩安全系數的問題；用尾繩平衡提升鋼絲繩的重量，解決提升機的最大靜張力差不夠的問題。因為有懸掛輪加盤形閘，取消了防墜器，使系統消除了斷繩的可能性，變得更加安全可靠。

圖1 懸掛提升系統示意圖

懸掛輪盤形閘，實行二級制動，其動作由司機用閘把控制，與提升機的抱閘同步動作：在開車時，懸掛輪盤閘超前松閘，停車時提升機超前抱閘，懸掛輪盤閘滯后，以消除速度突然變化時，主繩瞬時松馳現象；當前提升機電控系統實現了無極調速，也就自然消除了主繩瞬時松馳現象。

罐籠由主繩拉住，懸掛輪上的鋼絲繩只有可能產生彈性滑動。當單繩斷繩時，才會有打滑的問題。懸掛輪的襯墊，采用耐磨且摩擦系數較高的材料制成，并按多繩摩擦提升系統要求，進行防滑計算：上提或下放時的防滑安全系數，動防滑系數均大于1.25，靜防滑系數均大于1.75，都符合煤礦設計規范的要求。

懸掛部分的重量，由懸掛輪的四根繩承擔，提升繩位于罐籠中間只承擔提升時的張力差。鋼絲繩末端裝有調繩器，與罐籠框架本體聯接。提升繩的調繩器液壓缸設有單獨的管路和壓力表；懸掛繩的調繩器液壓缸共用一個壓力表，且底部用連通管相連，使四根輔繩的張力相同，增加罐籠的平穩性，確保提升繩只承擔提升時的張力差。

3 經濟效果及社會效益

3.1 經濟效果

老井改造，采用本方案后，對已有的3m提升機、提升機房、提升機基礎，都沒有任何改動。使用本方案，使原有的設備及結構物得到充分的利用，因而改造的工作量少，施工快、投資少。經濟方案對比如下：

表1

3.2 社會效益

懸掛提升在某礦運轉三十多年，新建礦運轉二十多年，事實證明是成功的。

（1）提升系統是礦井生產的重要環節，老井改造時提升系統的解決辦法，應根據不同的條件和情況，進行技術經濟對比，并考慮對生產時間影響的長短來決定。豎井懸掛提升系統的運轉成功，為老井改造解決提升系統問題的關鍵課題，提供了一種可供選擇的新型提升方式。

（2）為了保證提升安全，提升物料或人員兼用時，必須在提升容器上裝設防墜器。罐籠用的防墜器，國內外都做了大量試驗研究工作，也有比較可靠的產品。但目前豎井提升設備中，與其它安全裝置相比，防墜器還是一個比較薄弱的環節。因為要可靠地制動住斷繩后下墜的罐籠，又要保證罐籠內人員的生命安全，一般來說是不太容易做到的。只有系統沒有斷繩的可能性，才能真正保證系統的安全。

懸掛提升系統，四根繩同時與液壓推桿連接，每根都有足夠安全系數，不可能同時斷繩，從根本上消除了斷繩的可能性，這是懸掛提升系統的優點之一。在提升機選型設計中，可考慮用多繩懸掛的辦法取代防墜器，系統安全會更可靠些。

（3）新礦井提升設計，一般多選用多繩摩擦輪提升，或單繩提升機提升。豎井懸掛提升的運轉成功，給礦井提升設計選型提供了一種可供選擇的新型提升方式，參與提升方案的技術經濟對比。

八九年新建的某礦井，年產三十萬噸，設一φ5.5米的立井，井深240米，采用一對單層單車一噸標準罐籠，用做混合提升，原準備采用單繩提升系統，設置FS-LA型防墜器，主提升繩直徑34mm，粗略計算提升系統提升設備投入約65萬元（時價），采用本系統，設備投入45萬元（時價），僅主要設備費用就節省20多萬元。兩方案對比如下：

表2

該礦于1990年10月1日正式投產，20多年來運行正常。筆者2001年2月赴該礦考察時，他們正進行下一個水平的延伸準備工作。

（4）采用懸掛提升系統后，在同等負荷時懸掛提升系統和單繩提升機相比，提升高度增加30%以上,從而擴大了提升機使用范圍。

4 結束語

（1）豎井懸掛提升系統，已成功地運轉了三十多年，原提升所存在的三個問題，都得到了圓滿解決。在老井技術改造中，如何快、好、省地解決提升問題，是值得研究的。

（2）懸掛輪加制動閘，實際就是多繩提升機保證提升安全的技術措施，增加了提升系統的安全性。

（3）某些新礦井設計時，懸掛提升系統可作為一種提升方式，參與提升方案的經濟技術對比，使單繩提升機的使用范圍擴大。