黄玉川煤矿副立井提升系统的装备特点

摘要：本文主要阐述神话神华神东煤炭集团下的黄玉川煤矿副立井的建设情况、副立井装备的选型、提升，从而达到安全生产目的，避免故障的发生。

关键词：煤矿；副立井

1.黄玉川煤矿副立井建设情况介绍

神华神东黄玉川煤矿是由神华神东电力公司与亿利资源集团公司按照51：49的比例共同出资建设的，现神东煤炭集团公司管理生产。

该项目是国家“十一五”发展规划中2007年西部新开工10项重点工程。

矿井设计生产能力为年产1000万吨，矿井服务年限为63年。矿井采用斜、立井混合开拓方式。

我国第一个一次性设计、施工建设的千万吨竖井。

矿井副立井提升系统于2010年1月12日投运，开创了国内竖井全无轨辅助运输的先例。并在提升能力、大罐笼柔性结构和容积方面开创了国内的三个第一

2.副立井提升装备

黄玉川煤矿副立井提升高度为346m，井筒直径Φ9.2m。垂直90°布置两套摩擦式提升机。

2.1.一套特制双层大罐笼+平衡锤 ，具有可整体下放液压支架等大型设备功能，采用无轨运输系统，实现了井上下“一条龙”无轨运输，解决了传统副立井提升系统和无轨运输配套的一系列难题。

2.2.一套交通罐+平衡锤，运送班中零散人员，减少大罐提升次数，节约运行成本。任意一套提升机出现故障，均可用另一套实施救援。

大罐笼承载参数：

罐笼尺寸7700×3800×11000mm

罐笼总重50.3t（含滚轮罐耳、首尾绳连接装置等）

罐笼载人150人×2层=300人

罐笼最大载重47.5t（下层甲板）

3.副立井提升设备选型

经综合经济技术比较，设备选型如下：

（1）核心技术和设备全部进口：

电控系统：德国西门子

制动系统和锁罐系统：德国西马格

提升钢丝绳：德国法尔福公司的达高钢丝绳

（2）其他设备选用国内知名产品或引进国外先进技术在国内制造：

主电机：上海电机厂

提升机：洛阳中信重工

罐笼及大罐主轴：徐州安全设备厂生产，德国西马格公司设计、监造。

使用国内已成熟的技术、设备与国外先进的设备配套使用，在确保系统的先进性、稳定性和可靠性的同时，与完全的进口系统相比，共节约投资5000万元左右。同时，与进口设备相比，国产设备售后服务及时，备件采购周期短，后期的维护费用低。

3.1.提升机设备选型

提升机选用国内多数大型矿井广泛使用且口碑良好的洛阳中信重工生产的多绳摩擦式提升机。

大罐笼提升机 JKM4.6-6（III） ：设计最大提升速度8.19m/s，设计罐笼最大载重量46t，最多乘载2×150人，钢丝绳首绳6×48mm，摩擦轮直径4.6m，交通罐提升机 JKM2.4-2（I）

设计最大提升速度7.67m/s，最多乘载16人，钢丝绳首绳2×28mm，摩擦轮直径2.4m。

3.2.罐笼选型

根据运送大型设备的尺寸和质量要求：

特制双层罐笼的尺寸为7700mm×3800mm

采用柔性罐体的设计，有效减轻了罐笼的自重。罐笼自重：50.3t（包括首、尾绳悬挂装置等）本体高11m，属于特大罐笼。

根据大件运输要求，在罐笼内设有定位装置和阻车装置，平板车固定装置等辅助设备，方便无轨车辆的运输。为了节省能耗，保证提升安全，大罐笼平衡锤采用可调箱式平衡锤，在正常情况下平衡锤的质量，满足两辆无轨胶轮车（25t）的运输，在提升大件时装入一个平衡重车。

3.3.钢丝绳选型

综合考虑钢丝绳的安全性和经济性，提升钢丝绳选用德国法尔福公司的达高钢丝绳，而平衡钢丝绳则选用国内鞍钢钢丝绳厂的扁尾绳。

大罐笼：

提升钢丝绳48mm 6x36WS-FC型圆股钢丝绳（德国法尔福公司）

平衡钢丝绳 187×29ZAA P8×4×19 型扁钢丝绳 （鞍钢钢丝绳厂）

交通罐：

提升钢丝绳28mm 6x31WS-FC型圆股钢丝绳（德国法尔福公司）

平衡钢丝绳 67×15ZAAP6×4×7 型扁钢丝绳（鞍钢钢丝绳厂）

3.4.传动及电控系统选型

通过对交-交变频、交-直-交变频和直流驱动三种传动方案在工艺要求，电气性能、保护功能，投资、管理和性价比等方面综合考虑：

大罐笼提升设备采用12/6脉动交-交变频传动系统，减少了复杂而且使用、维护费用昂贵的水冷系统。交-交变频矢量控制技术非常适合交流传动，特别是矿井提升机低速、大扭矩的工况。在低频段无脉动，受控运行性能好。在提升过程中，可实现无制动运行，大大降低了系统对液压制动的要求，提高了系统运行的可靠性。交-交变频系统在0转速时可以达到200%的荷载，并且可长期保持。

配套的磁控滤波和无功补偿装置，既满足系统的驱动要求，又提高了系统的功率因数，减小了谐波污染。交通罐提升选用直流传动方案。

控制系统采用双套西门子S7-400PLC+FM458控制，S7-400 PLC主要用来实现逻辑连锁控制和保护功能，FM458主要用来实现工艺控制，比如位置、井筒开关检测、行程控制、速度控制、工艺控制等。重要的监测信号均进入两套PLC，参与各类重要保护和闭锁，相互监视，提高了系统的安全性和可靠性。为了提高系统的安全性和可靠性，节省投资，电控系统的核心环节（变频器、控制设备、操作台、轴编码器、井筒开关等）为进口设备，其余为国产设备

3.5.操车系统选型

目前国内的立井提升，都是采用摇台做罐笼的承接装置，进出车采用推车机和阻车器。由于我矿的大型设备重量大，为保证副立井运输系统的安全、可靠性，防止罐笼在井底进出重型设备时，钢丝绳的弹性伸长过大引起罐笼上下起伏，给大、重型设备的进出带来困难。我矿采用了德国SIEMAGE公司的罐笼锁紧装置及摆动平台，有效的减少大型设备进出罐笼对提升设备及其钢丝绳等造成的冲击。

3.6.制动系统选型

选用德国西马格公司生产的恒减速液压制动系统。国内近些年多次出现摩擦轮提升设备的跑车事故，严重影响矿井生产和人员生命安全。我矿提升设备的制动系统，使用两套独立的泵站系统，正常情况下两个液压站同时工作，进、回油管路相互独立，每个液压站负责1组闸盘的制动。一套泵站故障时，单台泵站可通过切换阀组同时供两组闸盘工作。这样，可以避免维护不当或其它原因引起液压站回油故障造成的跑车事故。确保了系统的安全、可靠运行

4.副立井提升系统运行情况

黄玉川煤矿副立井大小、罐笼提升系统自2010年1月12日正式投入运转至今已有4年，期间运转平稳、正常，未出现较大影响生产的故障情况，运行情况良好。至今累计故障影响时间不超过40小时，事故率仅为0.135% ，大罐笼提升能力突出，在生产任务较紧及综采搬家倒面期间，每班提升和下放车辆均在90车左右。有力保障了矿井的建设、生产进度。

我矿作为神华集团的第一个立井项目，副立井提升设备复杂，对检修和维护人员的技术要求较高。为确保副立井设备安全、可靠的运行，引进了有立井提升维护管理经验的专业技术人员担任提升系统的管理工作，通过以师带徒的方式对矿技术人员进行培训，培养了一批有高学历、高素质的年轻技术力量。引进对提升机主轴轴承振动、温度等运行工况进行实时监测的在线监测设备。以实现对设备机械损伤、故障的提前判断和预防。以弥补人员无法实时、连续监测和靠经验判断的不足，更好的确保设备的安全和稳定。

我们相信通过立井提升系统专业技术人员的引进和培养和高技术监测设备的投入和使用，成为神华集团乃至全国煤炭生产行业的高产高效矿井。

参考文献：

[1]《多绳摩擦提升系统动力学研究与工程设计》李玉瑾 2008（12）；