高家堡礦井副井提升系統(tǒng)設計方案比選

徐 康 韓秀林 安昌輝

（通用技術集團工程設計有限公司，山東 濟南 250031）

1 概況

高家堡礦井地處陜西省彬長礦區(qū)境內(nèi)，井田面積220 km2，工廣沿涇河河谷布置，年設計生產(chǎn)能力5.0 Mt/a。副井井筒凈直徑8.5 m，井口標高+926.5 m，井底車場水平+120 m，提升高度806.5 m，擔負全礦井材料、人員、設備、大件等提升任務。

高家堡礦井副井提升深度超過800 m，屬于規(guī)范確定的深井提升范疇。由于該項目井田開拓量大，矸石提升任務較重，且該項目位于陜西電網(wǎng)的末端，供電穩(wěn)定性不高，為有效保障該項目建設工期，需選定合適的副井提升方案。

2 副井提升系統(tǒng)設備選型方案

根據(jù)該礦井特征及條件，參照國內(nèi)外提升設備的制造技術及性能參數(shù)，對副井提升設備進行了多方案的比選，除考慮日常輔助提升作業(yè)外，還考慮了升降大件設備的需要。經(jīng)篩選后列出以下3 個主要方案進行技術經(jīng)濟比較，詳見表1。

方案I 及方案Ⅱ：在井筒直徑Φ8.5 m 內(nèi)布置兩套提升容器，裝備一套一寬一窄雙層四車罐籠以滿足副井提升內(nèi)容要求及升降大設備。為提高提升系統(tǒng)的安全可靠性，配置一套交通罐帶平衡錘提升，用于日常零星人員運送，減少寬窄罐大提升機的運行次數(shù)，降低運行費用。且在寬窄罐大提升機故障情況下，可較快提升井下人員，增加副井提升系統(tǒng)的安全可靠性。

在這兩個方案中，寬窄罐籠所選用的提升機不同。

方案I 為1 臺JKMD-5.5×4PIII 落地式多繩摩擦提升機，配2800 kW、1450 V、35 r/min 低速交流變頻同步電動機，懸臂直聯(lián)。主要特點是采用落地式四繩摩擦提升機，四繩提升容器受懸掛裝置制約（目前最大懸掛裝置設計破壞載荷每根繩為4000kN），寬罐只能升降不超過37t 大設備重量（含平板車），致使選型的液壓支架不能整體升降，井下需設置組裝硐室。

方案Ⅱ為1 臺JKMD-4.5×6 落地式多繩摩擦提升機，配2800 kW、1450 V、40 r/min 低速交流變頻同步電動機，懸臂直聯(lián)。主要特點是提升機為6繩，寬罐可升降重達43t 整體支架（含平板車），提升容器不受懸掛裝置制約，運輸環(huán)節(jié)較簡單。但目前國內(nèi)落地式多繩摩擦提升機均為4 繩，沒有6 繩的，雖咨詢廠家可以生產(chǎn)，但無成熟的運行經(jīng)驗。因此兩方案相比，設計暫推薦采用方案I。

方案Ⅲ：在直徑Φ8.0 m 的井筒內(nèi)裝備一套寬窄罐提升。選用1 臺JKMD-5.5×4P Ⅲ落地式多繩摩擦提升機，配2800 kW、1450 V、35 r/min 交流變頻調(diào)速同步電動機，懸臂直聯(lián)。該方案系統(tǒng)簡單，投資低，也能滿足礦井輔助提升量的要求，但一套提升設備安全可靠性不如方案I。

表1 副井提升設備方案比較表

經(jīng)綜合分析比較，方案I 投資相較方案Ⅱ低，且在今后生產(chǎn)中兩套提升設備運行靈活。一套寬窄罐用于集中升降人員、物料及大設備，而副井設備的檢修及零星人員的運送則采用交通罐，以減少大提升機的提升次數(shù)，可節(jié)省電耗費用，并在寬窄罐提升設備故障情況下，較快升降井下人員，提高礦井生產(chǎn)的安全可靠性。因此，設計推薦方案I 為主導方案。即在井筒直徑Φ8.5 m 內(nèi)裝備一套一寬一窄雙層四車罐籠，選用1 臺JKMD-5.5×4P Ⅲ落地式多繩摩擦提升機，配2800 kW、1450 V、35 r/min低速交流變頻同步電動機，懸臂直聯(lián)。提升速度為10 m/s，最大班工人下井時間15.34 min，最大班作業(yè)時間3.45 h；另一套交通罐帶平衡錘提升，選用1 臺JKMD-2.25×2PI 落地式多繩摩擦提升機，每臺配200 kW、380 V、745 r/min 交流變頻電動機，提升速度8.36 m/s。

3 輔助設施

（1）提升機房供電電源及電控設備

礦井副井提升機房內(nèi)雙回路電源分別引自地面110 kV 變電所10 kV 兩段母線。低壓電源一路引自地面110 kV 變電所低壓母線，另一回引自本提升機房內(nèi)變電所低壓側(cè)。提升機主電機采用交流全數(shù)字調(diào)速及監(jiān)控傳動系統(tǒng)。

副井交通罐電源引自副井提升機房變壓器低壓側(cè)，另設柴油發(fā)電機組作為備用電源接入低壓母線，與正常供電電源相互閉鎖，確保交通罐提升在礦井失電情況下能夠正常運行。

提升信號采用可編程控制的多功能提升信號裝置，設有與提升機控制回路閉鎖信號。

（2）附屬設備

副井提升機（一寬一窄罐籠）房位于副井井筒的西南側(cè)，副井井架上天輪軸中心線距井口高度37.5 m。提升機機房設一臺75/10 t 電動雙梁橋式起重機，供安裝及檢修設備起吊用。交通罐提升機房坐落在副井井口房進車側(cè)的屋面上。

4 經(jīng)濟及社會效益

（1）解決了建井初期矸石量大副井提升壓力大的問題，實際運行中單日提升近900 鉤，為節(jié)省礦井建設工期奠定基礎，直接節(jié)省建設資金近2000萬元。

（2）提升交通罐的布置有效規(guī)避了零星人員下井對副井主提升的影響，并方便了副井罐道等設施的維護和檢修。

（3）方案中設置了柴油發(fā)電機做為備用電源，有效提高了副井提升的安全系數(shù)，為礦井應急提升提供了一種布置方案。