豎井懸掛提升方案——介紹一種新型豎井提升系統(tǒng)

張 誠(chéng)

（優(yōu)派能源〈新疆〉礦業(yè)有限公司 阜康市石莊溝煤礦，新疆 阜康 831500）

0 概述

懸掛提升系統(tǒng)，是將多繩懸掛與單繩提升系統(tǒng)相結(jié)合的一種提升方式，在國(guó)內(nèi)尚屬首創(chuàng)，國(guó)外也未見(jiàn)過(guò)有關(guān)于這方面的報(bào)導(dǎo)。一九八九年,筆者親自指導(dǎo)了本系統(tǒng)安裝調(diào)試工作。解決了豎井井筒延深帶來(lái)的靜張力不足，容繩量不夠，主繩安全系數(shù)不足，只能更換提升系統(tǒng)的問(wèn)題，為老礦井挖潛改造探索了一條新路。

1 豎井延伸的新課題

某礦為老井改造，年生產(chǎn)能力30萬(wàn)噸。一水平已開(kāi)采完畢，需向二水平延深，井深由272m延深到372m，井筒直徑5.5m，一對(duì)一噸雙層二車罐籠，繩罐道，作提煤、矸、材料及升降人員之用。2BM3000/1511-2型提升機(jī)，主繩直徑φ34mm。鋼筋混凝土井架，需要解決的問(wèn)題：

（1）靜張力不足的問(wèn)題。提升機(jī)最大靜張力98.1kN，最大靜張力差為49kN；實(shí)際需要靜張力107.8kN，張力差50.3kN。

（2）滾筒容繩量不夠問(wèn)題。φ34mm鋼絲繩只能纏繞333m，所需高度為372m。

（3）鋼絲繩安全系數(shù)問(wèn)題。提人時(shí)安全系數(shù)7.74倍，提物時(shí)安全系數(shù)6.42倍，小于《煤礦安全規(guī)程》的要求。

2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

利用原有的提升機(jī)，井架不變，在兩個(gè)天輪的下面，增設(shè)一個(gè)懸掛輪，形成懸掛系統(tǒng)。利用懸掛輪，平衡了罐籠本體的重量，使提升機(jī)的提升鋼絲繩直徑減小，也就解決了卷筒容繩量不夠的問(wèn)題；解決了最大靜張力不夠的問(wèn)題，也解決了主提升繩安全系數(shù)的問(wèn)題；用尾繩平衡提升鋼絲繩的重量，解決提升機(jī)的最大靜張力差不夠的問(wèn)題。因?yàn)橛袘覓燧喖颖P形閘，取消了防墜器，使系統(tǒng)消除了斷繩的可能性，變得更加安全可靠。

圖1 懸掛提升系統(tǒng)示意圖

懸掛輪盤形閘，實(shí)行二級(jí)制動(dòng)，其動(dòng)作由司機(jī)用閘把控制，與提升機(jī)的抱閘同步動(dòng)作：在開(kāi)車時(shí)，懸掛輪盤閘超前松閘，停車時(shí)提升機(jī)超前抱閘，懸掛輪盤閘滯后，以消除速度突然變化時(shí)，主繩瞬時(shí)松馳現(xiàn)象；當(dāng)前提升機(jī)電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)極調(diào)速，也就自然消除了主繩瞬時(shí)松馳現(xiàn)象。

罐籠由主繩拉住，懸掛輪上的鋼絲繩只有可能產(chǎn)生彈性滑動(dòng)。當(dāng)單繩斷繩時(shí)，才會(huì)有打滑的問(wèn)題。懸掛輪的襯墊，采用耐磨且摩擦系數(shù)較高的材料制成，并按多繩摩擦提升系統(tǒng)要求，進(jìn)行防滑計(jì)算：上提或下放時(shí)的防滑安全系數(shù)，動(dòng)防滑系數(shù)均大于1.25，靜防滑系數(shù)均大于1.75，都符合煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

懸掛部分的重量，由懸掛輪的四根繩承擔(dān)，提升繩位于罐籠中間只承擔(dān)提升時(shí)的張力差。鋼絲繩末端裝有調(diào)繩器，與罐籠框架本體聯(lián)接。提升繩的調(diào)繩器液壓缸設(shè)有單獨(dú)的管路和壓力表；懸掛繩的調(diào)繩器液壓缸共用一個(gè)壓力表，且底部用連通管相連，使四根輔繩的張力相同，增加罐籠的平穩(wěn)性，確保提升繩只承擔(dān)提升時(shí)的張力差。

3 經(jīng)濟(jì)效果及社會(huì)效益

3.1 經(jīng)濟(jì)效果

老井改造，采用本方案后，對(duì)已有的3m提升機(jī)、提升機(jī)房、提升機(jī)基礎(chǔ)，都沒(méi)有任何改動(dòng)。使用本方案，使原有的設(shè)備及結(jié)構(gòu)物得到充分的利用，因而改造的工作量少，施工快、投資少。經(jīng)濟(jì)方案對(duì)比如下：

表1

3.2 社會(huì)效益

懸掛提升在某礦運(yùn)轉(zhuǎn)三十多年，新建礦運(yùn)轉(zhuǎn)二十多年，事實(shí)證明是成功的。

（1）提升系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，老井改造時(shí)提升系統(tǒng)的解決辦法，應(yīng)根據(jù)不同的條件和情況，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比，并考慮對(duì)生產(chǎn)時(shí)間影響的長(zhǎng)短來(lái)決定。豎井懸掛提升系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)成功，為老井改造解決提升系統(tǒng)問(wèn)題的關(guān)鍵課題，提供了一種可供選擇的新型提升方式。

（2）為了保證提升安全，提升物料或人員兼用時(shí)，必須在提升容器上裝設(shè)防墜器。罐籠用的防墜器，國(guó)內(nèi)外都做了大量試驗(yàn)研究工作，也有比較可靠的產(chǎn)品。但目前豎井提升設(shè)備中，與其它安全裝置相比，防墜器還是一個(gè)比較薄弱的環(huán)節(jié)。因?yàn)橐煽康刂苿?dòng)住斷繩后下墜的罐籠，又要保證罐籠內(nèi)人員的生命安全，一般來(lái)說(shuō)是不太容易做到的。只有系統(tǒng)沒(méi)有斷繩的可能性，才能真正保證系統(tǒng)的安全。

懸掛提升系統(tǒng)，四根繩同時(shí)與液壓推桿連接，每根都有足夠安全系數(shù)，不可能同時(shí)斷繩，從根本上消除了斷繩的可能性，這是懸掛提升系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)之一。在提升機(jī)選型設(shè)計(jì)中，可考慮用多繩懸掛的辦法取代防墜器，系統(tǒng)安全會(huì)更可靠些。

（3）新礦井提升設(shè)計(jì)，一般多選用多繩摩擦輪提升，或單繩提升機(jī)提升。豎井懸掛提升的運(yùn)轉(zhuǎn)成功，給礦井提升設(shè)計(jì)選型提供了一種可供選擇的新型提升方式，參與提升方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比。

八九年新建的某礦井，年產(chǎn)三十萬(wàn)噸，設(shè)一φ5.5米的立井，井深240米，采用一對(duì)單層單車一噸標(biāo)準(zhǔn)罐籠，用做混合提升，原準(zhǔn)備采用單繩提升系統(tǒng)，設(shè)置FS-LA型防墜器，主提升繩直徑34mm，粗略計(jì)算提升系統(tǒng)提升設(shè)備投入約65萬(wàn)元（時(shí)價(jià)），采用本系統(tǒng)，設(shè)備投入45萬(wàn)元（時(shí)價(jià)），僅主要設(shè)備費(fèi)用就節(jié)省20多萬(wàn)元。兩方案對(duì)比如下：

表2

該礦于1990年10月1日正式投產(chǎn)，20多年來(lái)運(yùn)行正常。筆者2001年2月赴該礦考察時(shí)，他們正進(jìn)行下一個(gè)水平的延伸準(zhǔn)備工作。

（4）采用懸掛提升系統(tǒng)后，在同等負(fù)荷時(shí)懸掛提升系統(tǒng)和單繩提升機(jī)相比，提升高度增加30%以上,從而擴(kuò)大了提升機(jī)使用范圍。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）豎井懸掛提升系統(tǒng)，已成功地運(yùn)轉(zhuǎn)了三十多年，原提升所存在的三個(gè)問(wèn)題，都得到了圓滿解決。在老井技術(shù)改造中，如何快、好、省地解決提升問(wèn)題，是值得研究的。

（2）懸掛輪加制動(dòng)閘，實(shí)際就是多繩提升機(jī)保證提升安全的技術(shù)措施，增加了提升系統(tǒng)的安全性。

（3）某些新礦井設(shè)計(jì)時(shí)，懸掛提升系統(tǒng)可作為一種提升方式，參與提升方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比，使單繩提升機(jī)的使用范圍擴(kuò)大。