竖井悬挂提升方案——介绍一种新型竖井提升系统<br/>

竖井悬挂提升方案——介绍一种新型竖井提升系统

2014-04-17张诚

科技视界 2014年14期

张诚

（优派能源〈新疆〉矿业有限公司阜康市石庄沟煤矿，新疆阜康 831500）

0 概述

悬挂提升系统，是将多绳悬挂与单绳提升系统相结合的一种提升方式，在国内尚属首创，国外也未见过有关于这方面的报导。一九八九年,笔者亲自指导了本系统安装调试工作。解决了竖井井筒延深带来的静张力不足，容绳量不够，主绳安全系数不足，只能更换提升系统的问题，为老矿井挖潜改造探索了一条新路。

1 竖井延伸的新课题

某矿为老井改造，年生产能力30万吨。一水平已开采完毕，需向二水平延深，井深由272m延深到372m，井筒直径5.5m，一对一吨双层二车罐笼，绳罐道，作提煤、矸、材料及升降人员之用。2BM3000/1511-2型提升机，主绳直径φ34mm。钢筋混凝土井架，需要解决的问题：

（1）静张力不足的问题。提升机最大静张力98.1kN，最大静张力差为49kN；实际需要静张力107.8kN，张力差50.3kN。

（2）滚筒容绳量不够问题。φ34mm钢丝绳只能缠绕333m，所需高度为372m。

（3）钢丝绳安全系数问题。提人时安全系数7.74倍，提物时安全系数6.42倍，小于《煤矿安全规程》的要求。

2 系统的结构设计

利用原有的提升机，井架不变，在两个天轮的下面，增设一个悬挂轮，形成悬挂系统。利用悬挂轮，平衡了罐笼本体的重量，使提升机的提升钢丝绳直径减小，也就解决了卷筒容绳量不够的问题；解决了最大静张力不够的问题，也解决了主提升绳安全系数的问题；用尾绳平衡提升钢丝绳的重量，解决提升机的最大静张力差不够的问题。因为有悬挂轮加盘形闸，取消了防坠器，使系统消除了断绳的可能性，变得更加安全可靠。

图1 悬挂提升系统示意图

悬挂轮盘形闸，实行二级制动，其动作由司机用闸把控制，与提升机的抱闸同步动作：在开车时，悬挂轮盘闸超前松闸，停车时提升机超前抱闸，悬挂轮盘闸滞后，以消除速度突然变化时，主绳瞬时松驰现象；当前提升机电控系统实现了无极调速，也就自然消除了主绳瞬时松驰现象。

罐笼由主绳拉住，悬挂轮上的钢丝绳只有可能产生弹性滑动。当单绳断绳时，才会有打滑的问题。悬挂轮的衬垫，采用耐磨且摩擦系数较高的材料制成，并按多绳摩擦提升系统要求，进行防滑计算：上提或下放时的防滑安全系数，动防滑系数均大于1.25，静防滑系数均大于1.75，都符合煤矿设计规范的要求。

悬挂部分的重量，由悬挂轮的四根绳承担，提升绳位于罐笼中间只承担提升时的张力差。钢丝绳末端装有调绳器，与罐笼框架本体联接。提升绳的调绳器液压缸设有单独的管路和压力表；悬挂绳的调绳器液压缸共用一个压力表，且底部用连通管相连，使四根辅绳的张力相同，增加罐笼的平稳性，确保提升绳只承担提升时的张力差。

3 经济效果及社会效益

3.1 经济效果

老井改造，采用本方案后，对已有的3m提升机、提升机房、提升机基础，都没有任何改动。使用本方案，使原有的设备及结构物得到充分的利用，因而改造的工作量少，施工快、投资少。经济方案对比如下：

表1

3.2 社会效益

悬挂提升在某矿运转三十多年，新建矿运转二十多年，事实证明是成功的。

（1）提升系统是矿井生产的重要环节，老井改造时提升系统的解决办法，应根据不同的条件和情况，进行技术经济对比，并考虑对生产时间影响的长短来决定。竖井悬挂提升系统的运转成功，为老井改造解决提升系统问题的关键课题，提供了一种可供选择的新型提升方式。

（2）为了保证提升安全，提升物料或人员兼用时，必须在提升容器上装设防坠器。罐笼用的防坠器，国内外都做了大量试验研究工作，也有比较可靠的产品。但目前竖井提升设备中，与其它安全装置相比，防坠器还是一个比较薄弱的环节。因为要可靠地制动住断绳后下坠的罐笼，又要保证罐笼内人员的生命安全，一般来说是不太容易做到的。只有系统没有断绳的可能性，才能真正保证系统的安全。

悬挂提升系统，四根绳同时与液压推杆连接，每根都有足够安全系数，不可能同时断绳，从根本上消除了断绳的可能性，这是悬挂提升系统的优点之一。在提升机选型设计中，可考虑用多绳悬挂的办法取代防坠器，系统安全会更可靠些。

（3）新矿井提升设计，一般多选用多绳摩擦轮提升，或单绳提升机提升。竖井悬挂提升的运转成功，给矿井提升设计选型提供了一种可供选择的新型提升方式，参与提升方案的技术经济对比。

八九年新建的某矿井，年产三十万吨，设一φ5.5米的立井，井深240米，采用一对单层单车一吨标准罐笼，用做混合提升，原准备采用单绳提升系统，设置FS-LA型防坠器，主提升绳直径34mm，粗略计算提升系统提升设备投入约65万元（时价），采用本系统，设备投入45万元（时价），仅主要设备费用就节省20多万元。两方案对比如下：