淺談豎井鑿井初期的快速提升

關志剛

摘要：分析了以前在豎井鑿井初期長繩懸吊穩車提升存在的問題，介紹了新型卷揚機替代長繩懸吊穩車，并從安全、節能等方面進行了對比和總結。

關鍵詞：長繩懸吊穩車；新型卷揚機；豎井鑿井

前言

隨著社會的不斷進步與科學技術的不斷發展，現在人們越來越認識到能源的重要性。 世界經濟的現代化，得益于化石能源，如石油、天然氣、煤炭與核裂變能的廣泛的投入應用。因而它是建筑在化石能源基礎之上的一種經濟。 然而，由于這一經濟的資源載體將在21世紀上半頁迅速地接近枯竭。 這就迫使我們，必須尋找新能源，

新能源的各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內部深處所產生的熱能。包括了太陽能、風能、生物質能、地熱能、核聚變能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產生的能量。但新能源的研發和使用有待于進一步開發，在未來的短時間內替代現有能源還有不小的困難。我們必須在積極研究開發新能源的同時，盡量有效的利用現有的能源，提高現有能源的利用率，達到節能的效果。

1.新技術

1.1.變頻技術簡介

在各種提高利用率新技術中，變頻技術無疑是其中比較成熟的一種，尤其是在現代社會中，大部分都是用電設備的環境中，提高對電能的利用率，更具有重大的實際使用意義和價值。

變頻調速器（frequency changer / frequency converter）是一種用來改變交流電頻率的電氣設備。此外，它還具有改變交流電電壓的輔助功能。

變頻技術是應交流電機無級調速的需要而誕生的。交流電動機轉速公式：n=60f/p（1-s），式中，n異步電動機的轉速； f異步電動機的頻率； s電動機轉差率； p電動機極對數。轉速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機的轉速，當頻率f在0～50Hz的范圍內變化時，電動機轉速調節范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的，是一種理想的高效率、高性能的調速手段。

1.2.長繩懸吊穩車

在豎井鑿井施工的初期，各項工作都處于準備階段，鑿井絞車也正處于安裝調試階段，因此了在鑿井初期不可能使用鑿井絞車進行矸石的提升，及下放相關鑿井施工用材料。就必然要有在大絞車投運前替代大絞車提升的設備。我單位在當時的條件下采用長繩懸吊穩車替代大絞車，擔負在鑿井初期提升矸石及下方材料的任務。長繩懸吊穩車與普通的10T懸吊穩車并無多大區別，僅僅在提升速度上有所提升，在快速的時候可以達到每分鐘20米，慢速時每分鐘7米。假設井深50米，使用長繩懸吊穩車穩車提升，一個提升循環，除去摘掛鉤和翻矸時間，單純的提升過程就需要5分鐘的時間，慢速的話則需要14.29分鐘。如此長的提升時間已不能滿足我們現在擴大生產的建設需求。另外，長繩懸吊穩車擔負的是高空提升物料及下放施工用材料的任務，因此對其安全性提出了極高的要求，無論在停電、或者是穩車本身出現機械或電氣故障時都不允許卷筒轉動。

1.3.JZ9卷揚機

考慮到提高鑿井初期大絞車投運之前的提升速度，我單位與南通力威機械有限公司聯合研制了JZ9卷揚機。JZ9卷揚機放棄了普通穩車通過電阻控制電機的方式，采用了新型的變頻器控制電動機驅動滾筒。新型的JZ9卷揚機的提升速度相對于長繩懸吊穩車提高了1.5倍，用作豎井初期提升時，提升速度明顯加快。另外，在制動方面，保留原有的重錘式工作制動器，安全制動器采用了雙液壓塊式制動器，該制動器與鑿井絞車的盤式制動器屬于同一類型，都采用蝶形彈簧產生制動力，油壓解除制動。制動力矩可調性好；慣性小，動作快，靈敏度高，可靠性高；通用性好；結構簡單、維修調整方便。2.結論

通過上述描述，我們可以發現，JZ9卷揚機相對于長繩懸吊穩車，在提升速度和制動器安全性上都有較大的改善。下面我們在相同條件下對兩種提升方式所需的提升時間做比較。

由此可以看出，在相同條件下，提升深度越深，提升量越大，JZ9卷揚機的優勢越加明顯.。雖然表面看起來JZ9卷揚機比長繩懸吊穩車耗電量大，但是相對于同功率采用其他方式控制的電動機，變頻器控制要節電30%左右。而且JZ9卷揚機提高了提升速度，縮短了工期，后續產生的經濟效益尤為明顯。

另外，JZ9卷揚機的工作制動器采用了大絞車同類型的液壓塊式制動器，并且還設置了高度限位開關和超速開關，在發生過卷或超速的情況時能夠自動停車。更加的保證了設備運行時的安全性。在鑿井初期完全可以替代鑿井提升絞車。

我單位已經在幾個工地進行了試驗，效果非常明顯。清徐南嶺礦，由于井深較淺，在井深超過200米后更換小吊桶提升，JZ9卷揚機已經替代鑿井提升絞車。相對于高電壓、大功率的鑿井提升絞車，JZ9卷揚機不僅安裝簡單，耗電量底，并且采用了變頻控制方式，節能效果更加明顯。