淺析金嶺煤礦井下2JKB—3×1.8P提升機安裝與變頻技術的應用

沈祖林 袁明會

摘要：礦井提升設備是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人員和設備，下放材料的大型機械設備。它是礦山井下生產系統和地面工業廣場相連接的樞紐，是礦山運輸的咽喉。因此，礦井提升設備在礦山生產的全過程占有極其重要的地位。此外，礦井提升設備是一大型的綜合機械——電氣設備，其成本和耗電量比較高，所以，在新礦井的設計和老礦井的改建設計中，確定合理的提升系統時，必須經過多方面的技術經濟比較，結合礦井的基本條件，保證提升設備在選型和運轉兩個方面都是合理的，即要求礦井提升設備具有經濟性。

關鍵詞 提升機；安裝；變頻

一、立項背景

金嶺煤業暗副斜井、暗提矸斜井主要擔負二水平開拓掘進工程提升矸石和升降人員；隨著礦井逐步延伸，原來采用的JYB-60×1.25調度絞車已不能滿足提升矸石的任務，掘進工作面上下班人員勞動強度逐步增加，礦井開拓工程接替緊張；為了加快工程進度、緩解工人勞動強度，結合礦井采掘工程布局情況，決定在一水平東區新建兩個絞車硐室，安裝2臺2JKB-3.0×1.8P/20E型單繩纏繞式提升機。

二、提升機施工工藝及方法

1、提升機安裝工程情況說明

暗副斜井、暗提矸斜井提升機選用2JKB-3.0×1.8/20E型單繩纏繞式提升機，電機采用南陽防爆電機廠生產的YBBP5002-10防爆變頻電動機，配套電機功率450KW，電壓等級1140V，采用強迫風冷，變頻器控制功率為500KW；安裝工期為45天；提升機機房總長16.2m，斷面8m，起吊設備選用自制加工的20T天車梁，天車梁立柱選用24#工字鋼并焊連接，起重梁選用40#工字鋼，托梁選用28#工字鋼，托梁上方跑道選用38kg道軌，起重量跑車位置能夠對整個車房任何地點進行覆蓋，對安裝、檢修提供了方便。

2、提升機主軸、滾筒入井方法介紹及解決的辦法

游動滾筒重量13.0噸、固定滾筒重量12.3噸；滾筒有四瓣組成，尺寸為3.4×1.3（m）；提升機最大件為主軸，重量為15t；為解決提升機配件重、尺寸大的問題，根據巷道部分地方轉彎的曲率半徑小，入井難度大的問題，自制設計加工一輛轉盤車，用于下放絞車主軸裝置；在設備入井前期，做到充分預想，對提升機主軸、滾筒入井方案進行反復推敲和驗算；在做好前期的準備工作后，按照主軸實際尺寸模擬加工了一個主軸裝置，從Ⅱ號副井入井輸送到一水平副斜井絞車房。

3、提升機房設備安裝方法及安裝工藝

為解決提升機配套設施、設備尺寸大、重量大的特點，設計在車房安裝有自制加工的航吊用于對設備的起吊工作，航吊設計起重設備重量為20T，滿足對提升機最重配套設備的起吊任務，為了增加航吊梁的強度和剛度，在硐室兩旁安裝有航吊梁立柱，立柱用4組壓板和8根錨桿固定在墻體內，錨桿深度為0.8m，角度為60度；提升機在安裝主軸，減速器、電動機、制動閘時，機座下的墊鐵、基礎螺栓安裝及二次灌漿都符合設計及《煤礦安裝工程質量檢驗評定標準》。

圖一：立柱示意圖

圖二：起重量布置示意圖

圖三：起重量跑車示意圖

圖四：起重量跑車主視圖

4、所運用到的理論依據

提升機下放主軸驗算：

航吊梁強度計算；根據橫梁的最大跨度及集中負荷，作鋼懸梁的選型計算。 Wx=Mmax/fu

式中：

Wx——某型號工字鋼的截面抵抗矩，mm?；

fu——工字鋼的抗彎強度設計值，對于Q235鋼，fu=215N/mm?；

Mmax——工字鋼在垂直方向上的最大彎矩；

三、變頻技術的應用

變頻電控系統采用唐山開誠公司的ZTK型全數字防爆四象限變頻提升機電控系統。該系統的主要設備配置有防爆四象限變頻調速裝置、防爆的PLC提升機控制箱、本安司機操作指示臺構成；絞車電控系統由變頻調速系統，PLC控制系統，信號系統三部份組成。能夠實現對絞車的提升控制，行程測量、指示、故障檢測、報警與保護；安全電路及液壓站工作制動與安全制動控制等。以PLC為控制核心的絞車控制系統，極大地提高了控制系統本身的安全可靠性，表現在低頻轉矩大、調速平滑、調速范圍廣、精度高、發電狀態回饋節能、對電網污染小等，采用雙PLC控制系統，使斜井絞車的控制性能和安全性能更加完善，另外，操作簡單、運行安全穩定、故障率低、基本免維護，對于煤礦絞車安全運行具有深遠意義。

四、安全、經濟效益分析

暗副井提升機與暗提矸斜井提升機絞車安裝；由自主設計、安裝、自制設計航吊梁共節約設計工程、安裝工程、自主加工航吊梁三部分合計節約費用達174萬元，經濟效益十分可觀。另外，隨著自動化水平的不斷提高，變頻技術已逐漸被應用到煤礦安全生產中，尤其在絞車提升，絞車變頻調速電控設備應用至今，運行良好，工作可靠，大大提高了系統的安全性能，降低了電耗及維護費用，延長了設備使用壽命，實現了絞車安全高效的目的，而且絞車變頻調速電控系統具有控制性能優良、操作簡便、運行效率高、維護工作量小等諸多優點，產生了非?？捎^的經濟及社會效益，隨著變頻調速技術的日益成熟與能源節約要求的必然趨勢，它正成為礦山提升機調速的發展方向。

五、結束語

提升機安裝工程是煤礦安全生產中不可缺少的一個重要部分，與煤礦企業發展息息相關。提升機運行的安全性、高效性、經濟性在煤礦生產中至關重要。提升機近一年來運轉使用情況來看，各部件運行情況良好，該提升機可滿足安全生產要求。電控部分采用的是先進的變頻調速系統，運行穩定。

參考文獻

[1]程居山，王昌田，李新平等.礦山機械，中國礦業大學出版社.1997.

[2]張榮立，何國偉，李鐸。采礦工程設計手冊[M]，北京，煤炭工業出版社，2001.