大功率落地式多繩摩擦輪提升機關鍵技術應用研究

趙繼虎

（大同煤礦集團同發東周窯煤業有限公司，山西大同037101）

大功率落地式多繩摩擦輪提升機關鍵技術應用研究

趙繼虎

（大同煤礦集團同發東周窯煤業有限公司，山西大同037101）

通過同發東周窯煤業有限公司副立井JKMD-3.25×4（I）型多繩摩擦輪式提升機過卷過放緩沖裝置、操車聯動閉鎖裝置、提升滑動監控和狀態監控裝置等關鍵技術的研究，分析了大功率落地式多繩摩擦輪式提升機在千萬噸高產高效礦井中深部煤層開采立井提升機中應用。

大功率；多繩提升機；關鍵技術；應用研究

1　概況

大同煤礦集團同發東周窯煤業有限公司是設計年產達10.0 Mt的大型現代化礦井。該礦井副立井提升選用JKMD-3.25×4（I）型多繩摩擦輪式提升機，承擔著礦井人員及3 t以下膠輪車的運輸任務；其技術參數和性能指標，在目前國內外同類型礦井提升系統配套的機電設備中均屬一流；特別是配套選用的ABB盤式制動系統及ABB直流調速系統，技術十分先進；另外，其他過卷過放緩沖裝置、操車聯動閉鎖裝置、提升滑動監控和狀態監控裝置等設備的選型均達到了國際領先技術水平。JKMD-3.25×4（I）型多繩摩擦輪式提升機的正確選型及合理配套，為我國煤礦中深部煤層開采立井提升提供了典范。

2　技術特征

（1）提升機規格型號：JKMD-3.25×4（I）；

（2）摩擦輪直徑×繩數：?3.25×4繩；

（3）天輪直徑×數量：?3.25×2套；

（4）最大靜張力：450 kN（實際靜張力353.8 kN）；

（5）最大靜張力差：140 kN（實際靜張力差91.3 kN）；

（6）鋼絲繩直徑：?36 mm；

（7）鋼絲繩出繩仰角：50°～53°；

（8）鋼絲繩間距：300 mm；

（9）襯墊摩擦系數：≥0.25；

（10）襯墊允許比壓：≥2 MPa；

（11）最大提升速度：8.08 m/s；

（12）最大加減速度：0.5 m/s2；

（13）提升高度：482.8 m；

（14）電機規格及參數：型號：Z560-4A，功率：1 000 kW，轉速：546 r/min，電壓：660 V；

（15）減速機速比：11.2∶1。

JKMD-3.25×4（I）大功率落地式多繩摩擦輪式提升機，配置?3.25×4雙閘盤摩擦墊，其摩擦襯墊為雙繩槽，一用一備；并可交替使用，大大增加了襯墊的使用壽命；同時配有撥繩裝置，當繩槽需要維護更換時，備用繩槽馬上能夠投入使用，節約工時，檢修維護方便。

摩擦襯墊采用先進的K25SC高性能摩擦材料，摩擦系數高（≥0.25），有力地提高了設備的經濟性能和安全性能，且安裝更換方便。

天輪和導向輪裝置，采用偏心布置，在輪子上裝有高分子耐磨工程塑料襯墊，大大地減少了鋼絲繩的磨損。

JKMD-3.25×4（I）型提升機，采用先進的ABB盤形制動器，電—液聯合控制；配套中高壓液壓站，具有恒減速度和恒制動力矩二級制動兩種方式，安全性能高。

該提升機由4根鋼絲繩懸掛罐籠，鋼絲繩同時拉斷的概率極小，因而不需在罐籠上裝設斷繩防墜器，節約資金、安全可靠性能高。

提升載荷由4根鋼絲繩擔負，每根鋼絲繩承擔1/4負荷，因此鋼絲繩選型截面?。ú捎忙?6 mm），同時主導輪直徑相應減小（采用Φ 3.25）；節約成本，減少投入。

主導輪直徑減小，在同樣的提升速度時，多繩提升機可以采用高轉速電動機。因而，多繩提升機具有外形尺寸小、質量輕、提升能力強、安全可靠性高等優點。

JKMD-3.25×4（I）型提升機，選用4繩偶數提升鋼絲繩，因而可以利用相同數量的左捻和右捻鋼絲繩，這樣，鋼絲繩在提升運行中產生的扭力可相互抵消，從而減輕了罐籠因鋼絲繩扭力而產生的對罐籠的側向拉力，降低了運行中的摩擦阻力，減輕了罐耳和罐道的單向摩擦，延長了罐道和罐耳的使用壽命。

JKMD-3.25×4（I）多繩提升機的鋼絲繩在主導輪上纏繞，對主導輪的寬度無纏繞要求，因而主導輪的寬度較單繩提升機較小，且纏繞位置是固定的，可以說是與井深無關。使得多繩提升機能適應深井和載荷較大礦井的實際需要，這是多繩提升的最大優點。

3　安全可靠技術

3.1過卷緩沖

JKMD-3.25×4（I）多繩摩擦輪式提升機過卷緩沖裝置，由兩個組合立柱和一根橫梁組成，立柱像罐道一樣固定在提升容器兩側的井架梁上。組合立柱由套柱和滑柱組合而成，滑柱可在套柱內滑動，四根滑柱由橫梁橫擔著，滑柱上裝有壓輥組，套柱上裝有曲軌和吸能鋼帶。當發生過卷時，提升容器推動橫梁，帶著滑柱運動，壓輥組隨動，其中間壓輥受曲軌作用產生水平位移，迫使鋼帶在壓輥組中產生S形變形，吸能緩沖；橫梁運動至極限位置時由套柱直接頂住，起到輔助防撞梁的作用，該裝置的選用和安裝將全速過卷過放的罐籠平穩地停住并保證不再反向下滑（或反彈），其作用是事故發生后防止事故進一步擴大，屬于后備保護，是一種防止過卷造成的重大惡性事故的安全防護裝置。

3.2制動裝置

JKMD-3.25×4（I）多繩摩擦輪式提升機制動裝置，是提升機不可缺少的重要組成部分，也是最后一道、最關鍵的安全保障裝置，制動裝置的可靠性能直接關系到該提升機的安全運行。制動力矩不足是導致提升設備過卷、放大滑等事故的直接因素。提升機配套先進的ABB制動系統，該系統配置的盤形制動器裝置由4個支架，6對制動單元，12個制動頭組成，在油壓壓力釋放情況下，制動器杯式彈簧釋放壓力，促使閘靴上的閘襯壓靠制動盤，從而獲得制動力。該裝置因多副制動器同時使用，即使一副制動器失靈，也不會影響整個制動力矩，故具有可靠性高、制動力矩可調性好、慣性好、靈敏度高、重量輕、安裝維護方便等優點。它有效杜絕了提升機事故的進一步擴大，是一種后備保護。

3.3滑動監控

JKMD-3.25×4（I）多繩摩擦輪式提升機滑動監控系統主要包括滑動監測和消除提升鋼絲繩滑動的裝置。在提升機運行中，通過光電編碼器和單片機組成的監測儀對滑動速度進行監測和判斷，如果發生滑動，即進行報警，斷開安全回路，實現摩擦輪制動，并利用特制的鋼絲繩制動機構的作用制動住提升系統，實施滑動保護。該裝置對提升系統起到了輔助制動效果，屬于后備保護。對提升機實現了滑動報警和鋼絲繩制動功能。

3.4張力自動平衡

JKMD-3.25×4（I）多繩摩擦輪式提升機張力自動平衡裝置是利用液壓連通器原理，結合懸掛器使用，使多繩摩擦提升機的鋼絲繩在提升中自動平衡。該裝置可及時有效發現鋼絲繩張力的不平衡并進行維修，還可有效減少或消除提升過程中各繩間的張力不平衡。通過現場使用，此裝置對降低摩擦襯墊底磨損，提高鋼絲繩使用壽命具有較佳的效果；還能預防由于鋼絲繩張力不平衡而造成的事故。

3.5聯動閉鎖

JKMD-3.25×4（I）多繩摩擦輪式提升機操車聯動是井口、井底相關機械電器設備按照設計的程序，在規定的閉鎖條件下，自動循環動作，輔助罐籠完成提升任務。該提升機采用FCZ-I型操車自動化系統，該系統使用可編程控制器實現集中控制的模式，井口、井底的機械設備采用全液壓傳動，分別由一個液壓泵站及液控系統實現集中控制。FCZ-I型操車自動化系統對副立井井口安全事故起到了一定預防作用。

3.6狀態監控

JKMD-3.25×4（I）多繩摩擦輪式提升機狀態監護裝置具有若干后備保護功能，實現了提升盤式制動系統的性能監測，具有對盤式制動器各制動閘閘瓦實際制動正壓力、制動缸工作阻力、空動時間、閘瓦開合狀態、制動系統最大工作油壓、工作殘壓的在線監測，對制動系統的超限狀態具有預警提示；同時對提升機的運行速度圖進行實時跟蹤顯示；具有制動系統狀態參數，運行速度圖的數據和圖形存儲記憶的“黑匣子”功能。此裝置的安裝使用，充分發揮了安全監護作用，監測所得的技術參數對設備維修維護起到了積極作用，大大縮短了檢修時間，提高了生產效率。

3.7首繩快速更換

JKMD-3.25×4（I）多繩摩擦輪式提升機首繩快速更換裝置通過電控箱控制整套設備的運行實現快速安全換繩。其采用“舊繩帶新繩”的原理，按編制的PLC控制程序快速安全更換提升鋼絲繩；其中步進送繩機構實現了換繩過程中的連續步進換繩；防跑繩裝置采用“液壓松閘，彈簧抱閘”工作方式，實現對鋼絲繩的安全自鎖，同時在換繩過程中，實現了全方位的在線監測，安全可靠性高。

3.8直流調速系統

JKMD-3.25×4（I）多繩摩擦輪式提升機ABB直流調速系統的安裝和使用，實現了速度控制和閉環電流控制的預定速度基準值、恒加/減速控制、速度自動調節和啟動力矩預置、電樞/勵磁電流調節、過流保護等功能，具有功耗低，調速性能好，無機械沖擊等優點；系統自動化高，保護齊全，安全性能高；減少了人工操作失誤率，生產效率大幅提高。

4　結語

JKMD-3.25×4（I）型大功率落地式多繩摩擦輪式提升機落戶于大同煤礦集團同發東周窯煤業有限公司，并于2012年11月1日正式投入運行。運轉2年7個月，安全無事故，節能效果明顯，工作性能可靠，收到了良好的社會效益和經濟效益。

JKMD-3.25×4（I）型大功率落地式多繩摩擦輪式提升機體積小，鋼絲繩斷繩危害性小，提升高度大。安全可靠，技術水平高，同時具有國際領先技術水平的選型和合理的配套，為我國千萬噸高產高效礦井中深部煤層開采立井提升多繩摩擦輪式提升機的應用發展提供了一個案例，具有極大的推廣價值。

［1］陳維健.礦井運輸及提升設備［M］.北京：中國礦業大學出版社，2003.

［2］王林祥.煤炭機電工程師技術手冊［M］.北京：煤炭工業出版社，2012.

High Power Console Multi Rope Friction Wheel Hoist Key Technology Application Research

ZHAO Ji-hu
（Datong Coal Mine Group，TongFa Dongzhou Coal Co.，Ltd.，Datong037101，China）

A study on reliable key technology of the part of multi-ropes touch cha the wheeled lifting hoist that the type is JKMD-3.25x4（I）including overwinding overfalling buffer unit，coordinated locking control of machine operation unit，sliding and state monitor in lifting unit which is used in the vertical auxiliary shaft of Tongfa Dongzhou Colliery Coal Co.，Ltd.，it indicates that high-power console mode multi-ropes touch cha the wheeled lifting hoist can be regarded as a case for the applied development of ten million tons of high-yield and efficient lifting hoist of deep mine.It has great promotional value.

high-power；multi-ropes lifting hoist；key technology；application research

TD534

A文獻標識碼：1009-9492（2015）12-0135-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.039

趙繼虎，男，1970年生，山西平魯人，大學本科，高級工程師/國家注冊安全工程師。研究領域：機電設計、機電安全技術和管理。

（編輯：王智圣）

2015-06-18