主井系统改造性方案

主井系统改造可行性报告

一、现状及存在的问题

矿井原设计生产能力为90万吨/年，主井绞车经多次技术改造，提升能力有较大幅度提高；主运系统对各部传动系统进行改造及各溜槽进行优化、截面加大，

运输能力也有所提高。

JKM-3.25/4Ⅱ塔式多绳摩擦提升机配套YR800-16/1730型电机两台，功率800KW，上海东方电机厂生产，提升速度8.56m/s，主钢丝绳6Δ（37）-33-155-Z/S 四根，尾绳18×19-40-155-Z/S三根，电控采用JTDK设备。减速器型号为ZHD2R-140K,速比为7.35。箕斗自重13.5吨，配重2.95吨，型号为：JDQ-12。卸载采用气控操纵平闸门方式。该卸载方式存在撒煤多、设备维护量大等缺点，卸载时间长，实测为21秒，满足不了现在提升能力需求。

经实测，现每提升一次循环时间为131s。主井提升能力2006年核定为165.68万吨/年；（按提升机为数控自动化运行系统计算）

主运系统三条主运皮带，型号：TD75 B800,角度17.5°，速度2.0米/秒，小时运输能力278.57T。振动筛：型号：DDM1740,筛面尺寸1750*4000，筛层1，频率920次/MIN，有效筛分面积6平方米，倾角17.5±2.5°，生产能力240～360T/H。三部给煤机为K3给煤机。地面生产系统能力2006年核定为160.85万

吨/年；

随着煤炭开采工艺的改进，井下生产系统机械化、自动化程度的提高及北部井的建设投入，主井提升能力已渐难适应采场能力增长的要求；另外主井提升系统及地面生产系统诸多环节中都不同程度的存在生产能力相对不足、技术性能落后、安全可靠性差、故障率高、维修量大、耗能多等技术问题。为了解决制约矿井产量的“瓶颈”问题，确保矿井可持续发展，改造主井系统提升能力具有长远的意义。必须对主井装卸载系统及箕斗、提升信号进行改造。

（1）、结合矿井二水平装载硐室设备改造，把新装备与主井提升系统统一考虑实现自动装载，原硐室装煤40T链板机改B1200皮带机，井下煤仓给煤机由原两台K4给煤机改为四台ZWJ型给煤机（设计院已设计），箕斗装载加装防装重勾保护，因新增设备及保护较多，原装载控制台容量不足不能满足现场而要需更换。

（2）、为减少提升循环时间，减少卸载时间，卸载方式建议改为新型上开式扇形闸门，相应改造提升箕斗及卸载曲轨、上口煤仓及上口信号控制系统。

（3）、主井加大每勾提升量，箕斗改造，加长，改为上开式扇形闸门。上悬挂原三角板结构改为四方板式结构，增加箕斗本体长度。

（4）、提升机电控须满足改造后的设备及运行，须进行相应改造。

（5）、因提升机摩擦衬垫使用年限较长，且闸盘偏摆较大，为保证提升，更换摩擦衬垫及闸盘。

（6）、生产系统给煤机、振动筛、各部皮带机运输能力不能满足需要，需更换改造。

二、设计方案

1、箕斗改造

为了提高主井提升能力，箕斗改造是关键因素之一，由于受井筒尺寸、装卸载设备的限制，箕斗的截面积不能改变，经反复研究，决定将主井箕斗乘人间高度减小200毫米，即可实现增加200毫米装载高度，每钩增加装载量0.5T，届时，箕斗装载计算重量可达到12.5T。加工JQZ侧底扇形门上开式12吨箕斗，采用JQZ曲轨自动卸载侧底扇形门上开卸载方式，箕斗主框架保持原结构。箕斗在装载时及井筒运行中，扇形门不能打开，能实现自锁。保证在卸载过程中不撒煤。卸载时间可控制在12秒内。利用矿井停产检修时间，把旧箕斗及配套的气控装置拆除掉，安装新改造的JQZ-12箕斗及相关曲轨自动卸载装置和上口接收仓。

2、主井电控改造

因矿井扩能改造的需要，主井电控系统改造提出两个方案：

方案一：电控系统改为GBP大功率变频器：

主井现电控系统由主控台、高压换向柜、加速柜、加速电阻及低频柜组成，占地面积大、维修量大、材料费投入大、事故率较高、耗电量大，电控系统改为两套GBP型大功率变频器，实现了高转矩、高精度、宽调速范围驱动，具有能量回馈电网功能，节电效果显著，设备占地面积减少，维护量减少。

改造费用约200万元。

方案二、低频柜改造：

主井现备用低频柜型号：KDG-250/460 厂家：天津电气控制设备厂，自93年使用自今，模拟信号输入，事故率高，另转换屏为自制加工，影响标准化检查，且使用不安全，建议增加一台低频电源柜：型号：JTDK-PC-DPY及一台电源转换柜，改造费用约为25万元。

方案对比，方案一技术较先进节能，是今后提升发展方向，故障率低，降低维护强度。

3、井上下信号控制系统

因装卸载方式及车间设备变化较多，原系统不能满足使用要求，建议更换为一个厂家生产的信号控制系统。

4、生产系统设备改造

为适应主井生产能力的提高，最大可能利用原有设备，生产系统设备考虑进行提速，将原运行速度2米/秒提至2.5米/秒，经校核，须对各部减速机进行更换，更换SEW50减速器四台，37KW电机一台，K4给煤机一台，新型落地式振动筛两台并加强原煤准备车间振动筛层下方楼层基础强度，设备传动部分及检修平台重新设计及加工安装。

5、各设备校验

⑴主轴装置校验

因多绳摩擦提升机，采用平衡尾绳，提升高度605.887米，提升绳每米4.786公斤每根，尾绳每米6.662公斤每根，箕斗改造后，装载重量为13000公斤，提升机最小防滑重量：

根据有关规程和防滑条件选用加速度为α

＝0.7米/秒平方和提升系统有关

1

数据求得钢丝绳与摩擦轮的围包角α＝193.86°取μ＝0.25（摩擦衬垫摩擦系

数）

计算有关参数如下：

Eμα-1＝E0.2*193.86*Π/180-1=E0.8485874-1=2.33-1=1.33

A1=[W+(1+2W+α1/G)δg/( Eμα-1)]/{1-α1/G[1+2*δg/( Eμα-1)]}=1.5392 C1=α1/G*[1+δg/( Eμα-1)]/{1-α1/G[1+2*δg/( Eμα-1)]}=0.174

D1=W+(1+2W)δct/( Eμα-1)=0.075+(1+2*0.075)1.75/1.33=1.58816

以每钩装载重量为13000公斤计算

动防滑重量：Q gd=A1*Q M+C1 GШ]-4P K H C

=1.5392*13000+0.174*3060-4*4.786*652

=8060.152公斤

静防滑重量：Q gj=D1*Q M-4P K H C

=1.58816*13000-4*4.786*652

=8164.19公斤

均小于13670公斤，不需加配重

提升机实际最大静张力差为：

13000-（3×6.662-4×4.786）×605.887＝12489.8公斤，小于主轴装置的额定静张力差14T

最大静张力为：

容器自重13.6吨

绳端荷重：Q d=Qz +Qg +Qs=13000+13670+4×4.786×652.837=39167.9Kg 小于主轴装置的额定静张力45t

因此，主轴装置能力够，可维持不变。

(2)提升机主绳轮上比压验算

Q=(13000+2×13670+4×4.786×652.837+3×6.662×652.837)/(4×3.3×325)=16.7495＜20公斤/厘米2

满足要求

（3）钢丝绳安全系数

安全规程规定：

专为升降物料：M=7.2-0.0005×652=6.874

钢丝绳安全系数校验：以钢丝绳破断拉力规定不小于770KN计算

M=4×770×1000/9.81×［（13000＋13670＋0.842×605.887）＋4×4.786×654.2］＝7.908＞6.874

符合要求

（4）提升运动学计算：按六阶段提升速度图考虑。

现有电机Vm＝370×3.1416×3.25/60×7.35＝8.566米/秒

根据有关规程和规定要求采用如下数据：

初加速度：a0＝0.4m/s2

主加速度：a1＝0.7m/s2,减速度a3＝0.7 m/s2，停车制动减速度a5＝0.7 m/s2

爬行速度V4=0.5M/S,爬行距离: h4=4M,曲轨长度：h =2.8米，

箕斗出曲轨时速度：v0=√2×2.8×0.4=1.497,取v0＝1.5米/秒

装卸载时间：12秒