立井新型輔助提升系統(tǒng)

程正鈺

（煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041）

立井新型輔助提升系統(tǒng)

程正鈺

（煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041）

國(guó)投新集能源股份有限公司口孜東煤礦副井井筒內(nèi)布置一套罐籠和一對(duì)箕斗，雙罐籠擔(dān)負(fù)全礦井的升降人員及物料等輔助提升作業(yè)任務(wù)，雙箕斗專用于提矸。此種布置形式，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，為今后深部礦井開采矸石率大，輔助作業(yè)量大的礦井設(shè)計(jì)提供了成功的范例。

混合布置；箕斗提矸；連續(xù)化運(yùn)輸；并列布置

一﹑項(xiàng)目概況

口孜東煤礦位于安徽省淮南煤田西部，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為500萬噸，屬特大型煤礦。礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)設(shè)有主井﹑副井﹑中央回風(fēng)井三個(gè)井筒。井口標(biāo)高+27.7m，一水平標(biāo)高-967m，二水平標(biāo)高-1200m。

副井井筒凈直徑D8.0m，裝備一套1.5t雙層四車雙罐籠（一寬一窄）和一套9t雙箕斗，雙罐籠擔(dān)負(fù)全礦井的升降人員及物料等輔助提升作業(yè)任務(wù)，雙箕斗專用于提矸。雙罐籠提升設(shè)備選用φ5×4型落地式摩擦輪提升機(jī)，由1臺(tái)2300kW直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，轉(zhuǎn)速43.93r/min，提升速度11.5m/s；雙箕斗提升設(shè)備選用φ3×4型落地式摩擦輪提升機(jī)，由1臺(tái)1600kW直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，轉(zhuǎn)速85.95r/min，提升速度13.5m/ s。兩臺(tái)提升機(jī)布置在一個(gè)機(jī)房?jī)?nèi)，面積24.5×26.8m2，為安裝檢修方便，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置1臺(tái)55 t電動(dòng)吊鉤橋式起重機(jī)。采用鋼結(jié)構(gòu)兩用井架，井架高度66m。

二﹑設(shè)計(jì)思路

1.采用箕斗提矸

礦井開采深度近千米，井下條件復(fù)雜﹑地壓大﹑永久巷道以巖巷為主，且由于瓦斯治理的需要，巖巷掘進(jìn)工程量大。礦井產(chǎn)矸率按煤礦生產(chǎn)能力的12%考慮，則年掘進(jìn)矸石量為60萬噸，如此巨大的矸石量成為井下輔助運(yùn)輸及輔助提升的主要任務(wù)。從國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)礦井的實(shí)際情況來看，對(duì)于產(chǎn)矸率高的礦井，采用礦車運(yùn)矸﹑副井罐籠提矸日益成為制約其生產(chǎn)能力提高的瓶頸。

對(duì)于特大型煤礦的副立井設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)通常的做法是在副井井筒內(nèi)裝備一套1.5t雙層四車雙（窄）罐籠和1套1.5t雙層四車單（寬）罐籠帶平衡錘，井筒凈直徑D8.6m，主要擔(dān)負(fù)全礦井的升降人員﹑下物料及提升矸石等輔助提升作業(yè)任務(wù)。本礦井矸石量大﹑輔助提升任務(wù)重，兩套罐籠提升系統(tǒng)能力緊張，且存在如下問題：

（1）井下矸石采用礦車運(yùn)輸，裝載效率低，礦車的容積有限，運(yùn)量較小，且不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸；

（2）罐籠提升普遍存在能力較小，礦車進(jìn)出罐籠自動(dòng)化程度低，占用人員多的問題。雖然操車設(shè)備一直在發(fā)展，銷齒推車機(jī)﹑集中液壓站等普遍使用，使這些問題得到很大改善，但提升效率依然不高，進(jìn)一步加大提升量較困難。

設(shè)計(jì)通過論證，大膽創(chuàng)新，采用在副井井筒內(nèi)裝備一套1.5t雙層四車雙罐籠（一寬一窄）和一套9t雙箕斗的混合布置方式，井筒凈直徑D8.0m，雙罐籠擔(dān)負(fù)全礦井的升降人員及物料等輔助提升作業(yè)任務(wù)，雙箕斗專用于提矸。采用箕斗提矸，充分釋放了雙罐籠系統(tǒng)提升人員及物料等輔助提升的能力，箕斗提矸能力大，解決了制約副提能力不足的瓶頸。井下矸石采用膠帶機(jī)運(yùn)輸，與箕斗提升配合，整個(gè)排矸系統(tǒng)簡(jiǎn)單﹑運(yùn)輸連續(xù)順暢﹑能力大﹑自動(dòng)化程度高﹑占用人員少﹑效率高，有效地減輕了副井提升的壓力，且排矸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從掘進(jìn)工作面到地面矸石堆場(chǎng)的連續(xù)化運(yùn)輸。

2.機(jī)房布置

副井井筒內(nèi)一套1.5t雙層四車雙罐籠（一寬一窄）和一套9t雙箕斗混合布置，由于兩種提升容器的裝卸載方式不同，因此箕斗與罐籠在井筒中采用垂直布置，中間采用封閉板隔斷。此種布置形式，常規(guī)設(shè)計(jì)有兩種方案：一是采用塔式提升機(jī)；二是采用落地式，將兩套提升設(shè)備分設(shè)在兩個(gè)機(jī)房。

采用塔式提升機(jī)，井塔施工周期長(zhǎng)，占用井口時(shí)間多，考慮到副井對(duì)礦井建設(shè)工期影響較大，越早投入使用越好，設(shè)計(jì)推薦采用落地式提升機(jī)并使用兩用鋼井架。

落地式摩擦輪提升系統(tǒng)，常規(guī)設(shè)計(jì)是將兩組天輪上下分層布置，本礦井罐籠與箕斗在井筒內(nèi)采用垂直布置，則需要將兩臺(tái)提升機(jī)分別布置在不同方位的兩個(gè)提升機(jī)房?jī)?nèi)。若按常規(guī)設(shè)計(jì)，存在如下問題：

（1）占用工廣面積大；

（2）天輪布置在四個(gè)不同的標(biāo)高，井架高度高；

（3）兩個(gè)機(jī)房投資高，且不便于設(shè)備的管理及維護(hù)。

因工業(yè)場(chǎng)地受限，副井東西側(cè)進(jìn)出車，南側(cè)布置生活福利聯(lián)合建筑，僅北側(cè)有布置提升機(jī)房空間，沒有條件按常規(guī)設(shè)計(jì)成兩個(gè)提升機(jī)房。設(shè)計(jì)打破慣例，將兩套提升設(shè)備布置的同一個(gè)機(jī)房，其中雙箕斗的首繩懸掛 “一”字型布置，相對(duì)應(yīng)的兩組天輪采用同層平行并列布置形式。通過創(chuàng)新，解決了因工廣位置受限帶來的技術(shù)難題，減少了占地面積。

三﹑主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

1.副井井筒內(nèi)同時(shí)布置罐籠和矸石箕斗，減少了井筒數(shù)目，縮小了井筒直徑，節(jié)省了大量的投資和工期，在國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)為首例。

2.將井筒內(nèi)垂直布置的罐籠和箕斗的兩臺(tái)提升機(jī)布置在一個(gè)機(jī)房?jī)?nèi)，布置緊湊，節(jié)省了工業(yè)場(chǎng)地占地面積。其中箕斗的φ3×4提升機(jī)的兩組多繩天輪做平行并列布置，在國(guó)內(nèi)無論是煤炭，還是有色﹑冶金等礦山，均屬第一例。

3.井下矸石采用膠帶機(jī)運(yùn)輸，與箕斗提升配合，實(shí)現(xiàn)了矸石從井下掘進(jìn)工作面到地面矸石堆場(chǎng)的連續(xù)運(yùn)輸，整個(gè)排矸系統(tǒng)運(yùn)輸能力大，自動(dòng)化程度高，占用人員少，為礦井采場(chǎng)接替和瓦斯治理創(chuàng)造了良好條件，有利于礦井安全和持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

設(shè)計(jì)通過創(chuàng)新，縮小了井筒直徑，節(jié)約了工廣用地，減少了提升機(jī)房，降低了井架高度，共計(jì)節(jié)省投資約2600萬元。

四﹑應(yīng)用情況及社會(huì)效益

項(xiàng)目自投入使用以來，系統(tǒng)運(yùn)行正常，深受用戶好評(píng)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，箕斗每小時(shí)提升矸石237噸，年提升矸石量125萬噸，雙罐籠最大班作業(yè)時(shí)間2.3h，完全滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力要求。

該提升系統(tǒng)兩項(xiàng)創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，并為今后深部礦井開采矸石率大，輔助作業(yè)量大的礦井設(shè)計(jì)提供了成功的范例。

[1]董金存, 李玉瑾, 周建榮． 屯留煤礦副立井提升系統(tǒng)[J]． 煤炭工程, 2004．

[2]劉鳳先, 胡長(zhǎng)華, 張繼玲． 副立井提升系統(tǒng)優(yōu)化提效技術(shù)改造[J]． 煤礦機(jī)械, 2006．

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