城郊煤礦矸石山提升絞車快速升級改造

劉元基 楊建英

摘 要：文章介紹了一種絞車制動系統和電控系統進行升級改造的方法，并利用安裝前將各新增設備和纜線臨時就位，進行系統測試和參數設置，從而實現了絞車快速升級改造，減少了對礦井生產的影響。

關鍵詞：城郊煤礦；矸石山；絞車；快速；改造

1 改造前狀況

城郊煤礦矸石山提升絞車為2JTK-1.6×0.9型號，滾筒直徑1600mm，滾筒寬度900mm，兩滾筒之間通過法蘭盤螺栓進行連接固定，制動系統采用電液推桿及重錘配合的四連桿平移式抱閘制動。電機采用交流繞線異步電機，型號JR126-10型，額定電壓380V，功率95kW，額定轉速970r/min，電控系統為TKD-0156型串接電阻調速。由于提升設施制動性能差、起動不平穩、電能消耗大等缺陷，被國家列入第三批淘汰設備之一，需要升級改造。

2 制動系統升級改造可采用的方案

2.1 方案一：利用現有的主軸裝置上加裝2個制動盤進行升級改造

此方案需要以下工作：（1）將原有的絞車滾筒拆除，運到生產廠家，在主軸裝置制動輪上加裝2個制動盤；（2）將滾筒基礎坑向外擴90mm，制作制動器基礎；（3）購置新增加的盤式制動器、液壓站等制動系統。

此方案優點：利用了原有的滾筒進行改造，成本較低，基礎改動量小，預計改造費用需要16.4萬。不足之處：（1）該絞車滾筒采用兩半的鑄鐵法蘭盤與薄鋼板彎制組成，滾筒受力后薄鋼板易裂開；（2）制動盤加工精度不易保證；（3）滾筒運到廠家改造需要時間長。

2.2 方案二：設計與現有滾筒安裝位置相同的主軸裝置進行升級改造

此方案需要以下工作：（1）需要與生產廠家協商，按照現有的主軸裝置安裝尺寸，制作尺寸相同的符合國家要求的2JTP-1.6×0.9型絞車主軸裝置；（2）購置2JTP-1.6×0.9絞車主軸裝置、盤式制動器、液壓站等制動系統。

此方案優點：改造容易，設備到貨即可更換，改造質量有可靠的保證。不足之處：成本較高，預計改造費用需要26.45萬元。

2.3 制動系統最終技改方案

通過與生產廠家溝通，礦方進行綜合考慮，鑒于方案一在原有的滾筒上加裝制動盤工期長，加工精度不易保證，另外現有的滾筒主軸聯軸器間隙大等原因，方案二雖然成本較高，但改造質量精度較高，使用壽命長，最終確定采用方案二對絞車技術改造。

3 電控系統技改方案

選用目前技術水平比較先進和技術成熟的JKP-2PLC-BP型變頻電控系統替代絞車原有的TKD-0156型串接電阻調速電控系統。改造后的電控系統不僅消除了絞車頻繁起動、制動對絞車提升鋼絲繩、滾筒、減速機、電機的沖擊影響，同時具有以下功能：（1）實現了自動運行功能，只需按1次啟動按鈕，絞車自動完成加速-全速-減速-停車-翻車延時-回程起動-全速運行-減速-停車至裝料點等一連串動作；（2）實現了翻矸車行程位置顯示；（3）執行操作程序，生成信號和方向；（4）PLC行程監控器可以很容易地進行參數的整定以適應變化的工況，具有手動、自動、檢修等多種運行方式。

4 技改前準備

4.1 技改原則。新增設備到貨后，根據絞車房室內現有條件，合理布置各設施，不論從施工工器具、施工場地，還是施工工藝等各方面，在不影響絞車正常運行及改造情況下，能提前進行的各項工作就提前做好改造準備，能安裝的設施就提前就位安裝，不能提前就位安裝的設施，就臨時就近選合適運到位，盡可能減少改造期間工作量。

4.2 將到貨的電控系統變頻進線柜、變頻柜、輔助柜及PLC柜等，提前安裝到電氣室內，操作臺臨時就近放置合適位置。

4.3 按照設備永久安裝位置，留夠實際需要的電纜長度，敷設好各種電纜。不能一次敷設就位的電纜，先臨時固定，并提前做好電控程序及參數設置等。

4.4 將液壓站臨時就位，配制通往制動器的油管，并清洗油箱、液壓閥件、油管及調試液壓站和盤形制動閘執行制動情況。

4.5 在絞車滾筒前方的墻體打開一個滿足新舊滾筒進出的通道，并在墻外與絞車滾筒下方采用道木搭設一個寬度2m的木跺，鋪設2根軌道，確保新舊滾筒快速搬運。

4.6 將各拆卸螺栓絲扣進行噴吐松動劑，減少螺栓拆除影響。

5 技改主要工序

5.1 技改時，先分別將絞車雙滾筒上纏繞的鋼絲繩全部退下，盤放在絞車房外合適的空地上。然后將絞車電源斷電，拆除絞車制動裝置、護繩板、聯軸器等。

5.2 利用室內起重梁上懸掛的2臺5t手拉葫蘆和2根卡鎖在滾筒上的ф18.5mm鋼絲繩套，將整個滾筒裝置緩慢吊起一定高度（高過滾筒瓦座）。

5.3 人工將滾筒裝置空中旋轉90度，（帶聯軸器對輪一端朝向墻壁開孔一側），然后將滾筒緩慢下放一定高度，最好不接觸滾筒下面鋪設的2根鋼軌上為止。

5.4 利用室外吊車和室內起重梁上手拉葫蘆共同懸吊滾筒，將拆除的舊滾筒沿地面鋪設的軌道面平穩地懸吊和牽引到室外。并按照同樣方法，將新滾筒吊運到位，然后安裝、找正新滾筒及與減速機連接等。

5.5 按照技術要求，在舊制動閘座上焊接固定四個盤形制動器機座及安裝4個盤形制動器。

5.6 拆除舊絞車操作控制臺，將新操作臺、液壓站搬運到位，連接裝好液壓管路，并拆除舊電控設施。

5.7 將液壓站控制回路與變頻電控系統對號接線，對變頻調速系統和液壓系統進行調試。

5.8 將絞車2根提升鋼絲繩纏繞在絞車滾筒及矸石山翻矸車上。在空載、重載情況下，分別對絞車變頻電控系統、液壓制動系統、機械系統進行聯合調試。

6 實施效果

采用訂制的絞車主軸裝置替代原有的主軸裝置，利用JKP-2PLC-BP型變頻電控系統替代絞車原有的TKD-0156型串接電阻調速電控系統，整個改造工期由計劃2天（其他礦井大多計劃3天），工序安排合理、廠家和礦方緊密配合，施工組織到位，將絞車拆除、更換時間縮短到19小時。既實現了提升絞車升級改造的快速施工，又保證了施工安全、改造后調試一次性達到設計要求，及后期使用的質量。

7 結束語

城郊煤礦矸石山提升絞車通過升級改造，電控系統實現了交流變頻調速，具有調速平滑性好，效率高；調速范圍較大，精度高，穩定性好；起動電流低，對系統及電網無沖擊，節電效果達20～30%等優點，每年節約電費10萬元左右。機械部分卷筒采用整體結構，強度高，彈性好，承載能力強；盤形制動器實現精確、快速制動，故障率小，制動效果好，符合當前礦井提升絞車的發展要求。城郊煤礦矸石山提升絞車機械、電氣改造三年來，由于前期設備選型合理、安裝質量高，后期維護到位，沒有出現一起計劃外影響，也沒有出現任何安全事故，實現了安全、高效提升。

參考文獻

[1]國家安全生產監督管理總局.煤礦安全規程[S].北京：煤炭工業出版社，2010.

[2]國家安全監管總局國家煤礦安監局安監總煤裝〔2011〕17號-《關于發布禁止井工煤礦使用的設備及工藝目錄（第三批）的通知》.

[3]河南理工大學機械廠.2JKP-1.6提升機及盤形制動器說明書[Z].

作者簡介：劉元基（1976-），男，河南周口人，學士，工程師，研究方向：煤礦機電運輸管理。

楊建英（1961-），男，河南焦作人，學士，工程師，研究方向：煤礦機電運輸管理。