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摘要：潞安新疆煤化工（集团）有限公司二矿为集团公司主力矿井，经多年升级改造年产量在3.0Mt/a以上，矿井目前使用的JK-2.5/30型单滚筒提升机已经不能生产需要。据此，结合工程实际，对其副井提升机改造进行了选型设计。
关键词：副井提升机；改造；选型
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.13.093
1 概述
潞安新疆煤化工（集团）有限公司位于天山南麓的三道岭矿区，西距乌鲁木齐市520km，东距哈密市74km。潞安新疆煤化工（集团）有限公司二矿为集团公司主力矿井，经多年升级改造年产量在3.0Mt/a以上。
潞新二矿目前副井提升机使用的是年产60万吨矿井服务设计的JK-2.5/30型单滚筒提升机，配套功率为320kW，提升速度3.2米/秒，最大静张力90kN，提升机采用TKDA转子串电阻的调速电控系统，已属于国家淘汰产品。该提升系统承担全矿井下物料和人员升降，1992年建井安装使用至今，已经服务约20余年。副井运输出现大量安全隐患，提升能力不足，无法满足生产要求，为保证副井安全、可靠、高效运输需要对其进行改造。
2 设计选型
现矿井工业场地设有一个主斜井、一个副斜井。主斜井现装备带式输送机，担负矿井原煤的提升运输任务；副斜井为单钩串车提升，担负矿井矸石的提升及人员、材料、设备等升降任务。
副斜井地面标高+1032.177m，井底车场+818m，倾角25°，井筒斜长520m。井上、下均为平车场。提升容器：1吨标准固定矿车，自重592kg，载矸重1800kg。人员升降：使用XRB-6/6型抱轨式斜井人车（最大运行速度4m/s），其头车质量2200kg，挂车质量1000kg，每车可载15人，3辆（2头1挂）。最大提升重量：提升最大件设备质量为32吨（综采液压支架质量+平板车质量）。最大班下井人数180人；矸石率0.4%；每班：下材料4次；运送设备6次；其它作业10次。
提升距离：Ht=30+520+30=580m，钢丝绳悬垂长度：Hc=580+40=620m，钢丝绳选用42 6×K19-FC 1570 B zS（d=42mm，Pk=7.50 kg/m，Q=1030×1.214=1250.42kN）。
提升机选用1台JK3.5×2.5P/31.5型单绳缠绕式单滚筒提升机（特殊订货，滚筒左出轴D=3.5m，B=2.5m，Vm=3.4m/s，Fj=170kN）。提大件设备时负荷最大，钢丝绳的静张力最大为164kN，钢丝绳的安全系数为7.6。提升人员时，每钩串3辆人车（2头一挂），钢丝绳的安全系数为19.5。提矸石时，每钩串5辆矸石车，钢丝绳的安全系数为15.9。滚筒与钢丝绳直径比D/d=3500/42=88.3>80，缠绳层数n=1.3<2（允许2层缠绕）。天轮选用TXG-3000/23型固定天轮（Dt=3000mm，d>40～42.5mm），天轮与钢丝绳直径比Dt/d=3000/42=71.4>60。
提大件时，N=1.1×164000×3.4/1000×0.9=683kW，提升机配套的电动机选用YPKK630-10型变频防爆电动机（N=800kW，U=6kV，n=597/min）。
班净提升时间4.3h<4.5h。经校核选用设备满足设计要求。为便于设备安装和检修，在提升机房内设SQ型手动双梁起重机1台，起重量20t，跨度15m，起吊高度7.5m。减速器选用行星齿轮减速器，提升机选用恒力矩液压站，采用液压盘形制动器制动，二级制动。
副斜井提升设备配电与控制：副斜井提升机配套电机为6kV-800kW，属二级负荷。在副井绞车房旁设置一座6kV配电室，采用双回电缆电源线路供电，2回电源分别引自地面矿井35kV变电所6kV侧不同母线段；两回电源线路1回工作，1回备用。副井提升绞车电控采用BPDK型全数字变频电控装置。该装置采用变频器进行起车和调速控制，可实现过卷保护、反转保护、轴编码器失效保护、全行程限速保护、深指失效保护、制动油、润滑油过欠压保护、闸瓦磨损保护、通信错误、给定方向记忆，变频器软硬故障等安全保护功能。
3 设备布置方案
经过多次调研，结合现有矿井工业场地实际情况进行多方案提升系统布置比选，确定以下方案，设计具有以下特点。
（1）在不影响生产情况下，新建提升房在原有提升机房后约20m后施工及设备安装，新建钢井架天轮架，天轮架采用混凝土基础予浇筑，预制钢天轮架在现有天轮架后安装。新提升设备安装完毕后，在旧提升机房开出新系统钢丝绳运行洞口，进行提升系统调试，可用最短时间完成新旧系统对接。
（2）由于新提升机房的后移，增加了副井平车场安全运行距离，车场增设液压齿轨推车机，技术工艺先进，提高了生产效率及生产安全性。解决了副井改造前采用人工推车，服务人员多，运输效率低，安全性能低等问题。
（3）提升系统改造后，提升机房设备布置在满足设备使用基础上，内设封闭降噪控制室，增设洗手间、更衣室、配件室，机房宽敞明亮，改善了工人生产工作环境，减少了职业危害因素。提升机房采用钢架彩板结构，施工简单、周期短。改造期间对矿井正常生产影响小。
（4）副井提升系统改造后，采用计算机全数字化调速与监控系统，并能方便地与矿管理网联网，提高了矿井副井提升系统现代信息化技术水平，满足现代化矿井系统要求。
4 结语
潞安新疆煤化工（集团）有限公司二矿提升系统改造后，该提升设备为疆内使用的大型缠绕式提升机之一，提升静张力大，满足整体下放大件设备要求，减少了设备解体再组装工作量，减小劳动强度、提高工作效率，改造后副井提升能力满足要求，可靠性高、安全性能好。采用国内先进的变频电控系统，节能降耗。
老矿井改造随着生产能力的提高、开采水平的加深，井下大型现代化机械化设备投入使用，对副井提升系统改造提出了新的课题。合理的提升设备选型、在满足提升系统要求下，结合现有矿井工业场地实际情况进行提升系统改造，潞安新疆煤化工（集团）有限公司二矿提升系统改造为同类型生产矿井提升设备、配套电气控制改造建设，提供了丰富的设计及实践经验。
我院于2013年初完成了《潞安新疆煤化工（集团）有限公司二矿副井提升系统改造设计》及相应的施工图设计。改造项目年底建成，2013年12月通过潞安新疆煤化工（集团）有限公司的项目验收。经过近2年的生产运行，现场反馈提升系统运行良好。2015年12月该项目获煤炭行业（部级）第十七届优秀工程设计奖，施工图设计三等奖。
参考文献
[1]戴瑞生，潘金生.矿山固定机械手册[M].北京：煤炭工业出版社，1986.
关键词：副井提升机；改造；选型
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.13.093
1 概述
潞安新疆煤化工（集团）有限公司位于天山南麓的三道岭矿区，西距乌鲁木齐市520km，东距哈密市74km。潞安新疆煤化工（集团）有限公司二矿为集团公司主力矿井，经多年升级改造年产量在3.0Mt/a以上。
潞新二矿目前副井提升机使用的是年产60万吨矿井服务设计的JK-2.5/30型单滚筒提升机，配套功率为320kW，提升速度3.2米/秒，最大静张力90kN，提升机采用TKDA转子串电阻的调速电控系统，已属于国家淘汰产品。该提升系统承担全矿井下物料和人员升降，1992年建井安装使用至今，已经服务约20余年。副井运输出现大量安全隐患，提升能力不足，无法满足生产要求，为保证副井安全、可靠、高效运输需要对其进行改造。
2 设计选型
现矿井工业场地设有一个主斜井、一个副斜井。主斜井现装备带式输送机，担负矿井原煤的提升运输任务；副斜井为单钩串车提升，担负矿井矸石的提升及人员、材料、设备等升降任务。
副斜井地面标高+1032.177m，井底车场+818m，倾角25°，井筒斜长520m。井上、下均为平车场。提升容器：1吨标准固定矿车，自重592kg，载矸重1800kg。人员升降：使用XRB-6/6型抱轨式斜井人车（最大运行速度4m/s），其头车质量2200kg，挂车质量1000kg，每车可载15人，3辆（2头1挂）。最大提升重量：提升最大件设备质量为32吨（综采液压支架质量+平板车质量）。最大班下井人数180人；矸石率0.4%；每班：下材料4次；运送设备6次；其它作业10次。
提升距离：Ht=30+520+30=580m，钢丝绳悬垂长度：Hc=580+40=620m，钢丝绳选用42 6×K19-FC 1570 B zS（d=42mm，Pk=7.50 kg/m，Q=1030×1.214=1250.42kN）。
提升机选用1台JK3.5×2.5P/31.5型单绳缠绕式单滚筒提升机（特殊订货，滚筒左出轴D=3.5m，B=2.5m，Vm=3.4m/s，Fj=170kN）。提大件设备时负荷最大，钢丝绳的静张力最大为164kN，钢丝绳的安全系数为7.6。提升人员时，每钩串3辆人车（2头一挂），钢丝绳的安全系数为19.5。提矸石时，每钩串5辆矸石车，钢丝绳的安全系数为15.9。滚筒与钢丝绳直径比D/d=3500/42=88.3>80，缠绳层数n=1.3<2（允许2层缠绕）。天轮选用TXG-3000/23型固定天轮（Dt=3000mm，d>40～42.5mm），天轮与钢丝绳直径比Dt/d=3000/42=71.4>60。
提大件时，N=1.1×164000×3.4/1000×0.9=683kW，提升机配套的电动机选用YPKK630-10型变频防爆电动机（N=800kW，U=6kV，n=597/min）。
班净提升时间4.3h<4.5h。经校核选用设备满足设计要求。为便于设备安装和检修，在提升机房内设SQ型手动双梁起重机1台，起重量20t，跨度15m，起吊高度7.5m。减速器选用行星齿轮减速器，提升机选用恒力矩液压站，采用液压盘形制动器制动，二级制动。
副斜井提升设备配电与控制：副斜井提升机配套电机为6kV-800kW，属二级负荷。在副井绞车房旁设置一座6kV配电室，采用双回电缆电源线路供电，2回电源分别引自地面矿井35kV变电所6kV侧不同母线段；两回电源线路1回工作，1回备用。副井提升绞车电控采用BPDK型全数字变频电控装置。该装置采用变频器进行起车和调速控制，可实现过卷保护、反转保护、轴编码器失效保护、全行程限速保护、深指失效保护、制动油、润滑油过欠压保护、闸瓦磨损保护、通信错误、给定方向记忆，变频器软硬故障等安全保护功能。
3 设备布置方案
经过多次调研，结合现有矿井工业场地实际情况进行多方案提升系统布置比选，确定以下方案，设计具有以下特点。
（1）在不影响生产情况下，新建提升房在原有提升机房后约20m后施工及设备安装，新建钢井架天轮架，天轮架采用混凝土基础予浇筑，预制钢天轮架在现有天轮架后安装。新提升设备安装完毕后，在旧提升机房开出新系统钢丝绳运行洞口，进行提升系统调试，可用最短时间完成新旧系统对接。
（2）由于新提升机房的后移，增加了副井平车场安全运行距离，车场增设液压齿轨推车机，技术工艺先进，提高了生产效率及生产安全性。解决了副井改造前采用人工推车，服务人员多，运输效率低，安全性能低等问题。
（3）提升系统改造后，提升机房设备布置在满足设备使用基础上，内设封闭降噪控制室，增设洗手间、更衣室、配件室，机房宽敞明亮，改善了工人生产工作环境，减少了职业危害因素。提升机房采用钢架彩板结构，施工简单、周期短。改造期间对矿井正常生产影响小。
（4）副井提升系统改造后，采用计算机全数字化调速与监控系统，并能方便地与矿管理网联网，提高了矿井副井提升系统现代信息化技术水平，满足现代化矿井系统要求。
4 结语
潞安新疆煤化工（集团）有限公司二矿提升系统改造后，该提升设备为疆内使用的大型缠绕式提升机之一，提升静张力大，满足整体下放大件设备要求，减少了设备解体再组装工作量，减小劳动强度、提高工作效率，改造后副井提升能力满足要求，可靠性高、安全性能好。采用国内先进的变频电控系统，节能降耗。
老矿井改造随着生产能力的提高、开采水平的加深，井下大型现代化机械化设备投入使用，对副井提升系统改造提出了新的课题。合理的提升设备选型、在满足提升系统要求下，结合现有矿井工业场地实际情况进行提升系统改造，潞安新疆煤化工（集团）有限公司二矿提升系统改造为同类型生产矿井提升设备、配套电气控制改造建设，提供了丰富的设计及实践经验。
我院于2013年初完成了《潞安新疆煤化工（集团）有限公司二矿副井提升系统改造设计》及相应的施工图设计。改造项目年底建成，2013年12月通过潞安新疆煤化工（集团）有限公司的项目验收。经过近2年的生产运行，现场反馈提升系统运行良好。2015年12月该项目获煤炭行业（部级）第十七届优秀工程设计奖，施工图设计三等奖。
参考文献
[1]戴瑞生，潘金生.矿山固定机械手册[M].北京：煤炭工业出版社，1986.