超千米深立井二次改绞设备选型.pdf

第 2 9卷第 5期 2 0 0 8年 1 O 月 建 井 技 术 M I NE CONSTRUCTI ON TECH N0L0GY V0 1 ． 29 NO ．5 Oc t ． 2 008 超千米深立井二次改绞设备选型 谢 军辉 ， 王宏斌 ， 谢 军娜 ， 田于平 1平煤建工集团建井三处 ， 河南 平顶山 ， 4 6 7 0 0 0 ；2平煤集 团天成 实业分公 司 ， 河南 平顶 山， 4 6 7 0 0 0 摘 要 介 绍 了平 煤 集 团 四矿 三水 平超 千 米深 进风 立 井二 次 改绞设 备选 型 经验 ， 对 深立 井 改绞 设 计和施 工具 有 较 大 的借 鉴 意义 。 关键 词 超千 米深 立 井 ； 改绞 ； 设备 选 型 ； 紧绳锚 具 ； 稳绳 中图分类号 TD 5 3 文献标 识码 B 文章编号 1 0 0 2 6 0 2 9 2 0 0 8 0 5 0 0 3 9 0 3 平 煤 集 团 四 矿 三 水 平 进 风 立 井 井 口标 高 3 2 3 ． 5 0 m， 井 筒净 直径 6 ． 5 m， 井 深 1 1 4 6 ． 4 m， 于 2 0 0 8年 4月 完 成 掘 砌 施 工 。井 筒 施 工 期 间 布 置 的凿井设备 、 设施 吊盘、 吊桶等 多 ， 占用周转资 金 多 ， 且 已不 能满 足二 期 工 程 井 底 车 场 及 大 巷 快 速施 工 的需要 ， 必 须 对 井 筒 提 升 系 统 进 行 二 次 改 造 。 由于 目前 超千 米深 立 井二 次改 绞在 国内 尚无 成熟的经验可资借鉴， 我处做了大量的技术论证 等工 作 ， 初步形 成 了一 套改 绞设 备选 型 经验 。 弹 簧 最 大 工 作 负 荷 3 ． 9 k N，滑 楔 最 大 行 程 1 4 0 mm， 使用 XS 一 1 1 0型悬 吊装 置 。 2提 升 机选 型 选 用原 凿井 期 间 使 用 的 主 提 升 机 ， 即 2 J KZ 一 4 ／ 1 5 型 国 产 双 滚 筒 提 升 机 ， 电 动 机 功 率 2 8 0 0 k W ， 最 大静 张 力2 4 0 k N， 最 大静 张 力差 1 8 0 k N， 最 大 绳速 7 m／ s ， 减 速器 型号 为 P 2 H9 0 0 2 AZ， 减 速 比为 1 1 5 。 1 改绞 内容 3 TX型销 齿式 成套 操 车设 备选 型 为 满 足二期 工 程井底 车 场及 大巷 快速 施 工 的 需 要 ， 确定 改绞 的 主要 内容是 在 井筒 内安 装 1对 2 t 单层 单 车罐笼 包 括罐 笼用 的 B F 1 2 2 一 Ⅱ型 防坠 器 等 ， 每 台罐笼 利 用 4根 4 4 8 1 8 7 F C一1 8 7 0 型 钢丝 绳作 罐 道 稳 绳 ， 共 8根 ； 2根 4 3 2 6 7 F C一 1 7 7 0型钢丝绳作防坠绳 制动绳 ， 共 4根 。 各钢 丝绳 上端 均锁 牢 固定 在天 轮平 台上 的 4 5 a工 字钢 梁 上 ， 下 端锁 牢 固定在 井底 在 井底 安装 2根 4 5 a工字钢梁作稳绳盘主梁 ， 8根 3 6 a工字钢梁作 稳绳 盘副 梁 ， 在 其 下 方 用 紧 绳 锚 具将 各 钢 丝 绳 锁 牢 固定 。 同时 ， 分别 在 井 上 、 下 安 装 T X 型 销 齿 式 成套 操 车设 备 操 车 电 控 装 置 、 TY 型 液 压 系 统 、 推摇 阻 车器 、 电动 液压 安全 门等 。 罐笼 规格为 3 3 4 0 ram 1 4 0 0 ram 4 5 1 5 ram 长 宽 高 ， 质量 3 9 3 3 k g ， 装载 J G2 ． 0 6型 矿车 。其 罐耳间距为 1 5 0 6 mm， 轨道间距为 9 0 0 mm。 罐笼采用 B F 1 2 2 一 I I 型防坠器 ， 最大计算制动 力 1 8 9 k N， 最大终端载荷 8 2 k N。制动钢丝绳 兼 稳绳 直 径 3 2 mm， 2根 制 动 绳 中心 距 1 1 7 0 mm。 收稿 日期 2 0 0 8 0 8 一 l O 井 上 采 用 c Y9 ／ 1 ． 5型 电 液 动 摇 台 ， 轨 距 9 0 0 ram， 进 出车 侧 摇 臂 长 均 为 8 0 0 mm， 轨 面标 高 差 7 5 ram， 调 节 高 度 范 围 7 5 ram。 井 下 采 用 THT 型 自适 应 补偿 罐 摇 台， 单 台最 大 承罐 力 6 5 k N， 进出车侧及罐内轨面高差2 0 ram， 调节高 度 5 0 0 mm。 TX 型 推 车 机 、 GAM 型 电 动 液 压 安 全 门 、 Z DY6型 电 动 液 压 阻 车 器 和 T Y 型 集 中液 压 站 ， 井 上井 下均 采用 。 TX 型 推 车 机 额 定 推 力 1 8 k N， 电 机 功 率 1 5 k W ， 液 压 系统 工 作 压 力 1 6 MP a ， 轨 距 9 0 0 mm， 单次推车数量 1 ～2辆 ， 最大爬车角度 7 ． 5 。 ， 推 车 速度 0 ． 5 ～ 1 ． 2 m／ s 。 GAM 型 电动 液压 安 全 门轨 距 9 0 0 mm， 支 架 间距 2 1 5 6 mm， 导轨距轨 面高度 2 5 0 0 mm， 运行 速度 0 ． 5 ～l m／ s 。 Z D Y6型电动液压阻车器轨距 9 0 0 mm， 允许 最大变形能 5 6 0 0 N r l l ， 阻爪最 大位移 1 0 0 mm； 液压缸型号 Z DY6 - 0 3 ， 活塞直径 5 0 mm， 工作压力 4 0 建井技术 2 0 0 8年第 2 9卷 1 6 MP a ， 工作行程 2 5 0 mm。 TY 型集 中液 压 站 工 作 压力 1 6 MP a ， 最 大 压 力 2 0 MP a ， 额 定 流 量 6 6 L ／ rai n ， 电磁 换 向 阀 型 号 4W El O E一 2 O AG2 4 Z5。 电控系统采用 KX T7 A型矿用多功能提升信 号装置， 其动力电压上井 口为 ～3 8 0 V， 下井 口为 ～ 1 2 7 V； 控 制 电压为 直流 2 4 V。采用三 菱 P L C 系统 ， 上井 口为 矿用 一般 型 ， 下井 口为 防爆 型 。 4紧绳锚 具 的选 用 HY He 。 。 型卸 荷溢 流 阀额 定 压 力 3 2 MP a ， 通 径 1 0 mm， 额 定 流 量 4 0 L ／ mi n ， 调 压 范 围 8～ 2 0 MP a ， 可满 足液压 紧绳 油 缸起缓 冲作 用 的需要 。 B Y QA 型 脱 模 液 压 泵 进 气 压 力 0 ． 3～ 0 ． 6 MP a ， 供油排 量 1 3 L ／ mi n ， 压力 比 6 5 1 ， 额 定 输 出油压 2 4 MP a 。 YC型 穿心式 预 应力 张拉 千斤 顶质 量 2 7 0 k g ， 外 形尺 寸 2 4 3 mm 8 9 4 mm， 额 定油 压 3 0 MP a ， 张 拉活塞 面积 2 ． 5 1 0 m ， 顶 压 活塞 面 积 1 ． 1 3 1 0 q m ， 穿 心 孔 直 径 6 5 mm， 公 称 张 拉 力 7 0 0 k N， 公称 张 拉 行 程 2 0 0 ram， 顶 压 活 塞 弹 簧 回 程 力 3 8 ～ 5 9 k N， 回程 油 压 ％ 2 5 MP a ， 回程 活 塞 面 积 0 ． 6 1 0 m ， 额 定 输 出油 压 2 4 MP a ， 公 称顶 压 力 3 0 0 k N， 公 称 顶压行 程 5 0 mm。 5 稳绳布 置及 张 紧力设 计 在天 轮平 台上 利用 护绳 铁 ， 将 稳绳 、 制 动绳 锁 牢固定在天轮平台上的 4 5 a工字钢梁上 ； 在井 下 稳绳 盘 4 5 a工 字钢 梁 下 面 安 装 1 2套 液 压 紧绳 锚 具 ， 其 中稳绳位 置安装 8套 ， 制动绳位 置安装 4 套 。 紧稳绳 、 制动绳时， 先将待紧钢丝绳穿人工作 锚 具 中 ， 然 后依 次 安 装 YC 型穿 心 式 预 应 力 张 拉 千 斤顶 、 工 具 锚 具 ， 最 后 安 装 HY Hc 。 型 卸 荷 溢 流 阀、 B YQA 型 脱 模 液 压 泵。紧 绳 时， 利 用 B YQA 型 脱 模 液 压 泵 通 过 1 0 mm 高 压 油 管 向 YC型穿心式 预应力 张拉千斤 顶打压来 张紧稳 绳； 当脱 模 液 压 泵 压 力 超 过 设 计 值 时， 利 用 HY Hc 。 型卸荷溢流阀泄油降压。经计算 ， 稳绳 张紧力必须保持在 1 1 7 ． 5 k N左右 ， 且各稳绳张紧 力之差不得小于张紧力平均值 的 5 ， 同时要保 证内侧张紧力大于外侧 ， 以消除罐笼 的稳绳共振 现象 ， 确保提 升安全。每 只罐笼 内侧稳绳张紧力 设 计 为1 1 7 ． 5 k N， 外 侧 稳 绳 张 紧 力 设 计 为 1 1 5 ． 5 k N。B YQA型脱模液压泵压力表上显示的 压力值 ， 内侧稳绳设计 为 2 1 ． 5 MP a ， 外侧稳绳设 计 为 2 0 ． 5 MP a 。 6 TX型销 齿 式成套 操 车设备 操作 要领 在罐笼井井底车场使用销齿式成套操车设备 装卸矿车 ， 可以取代列车推车机 进罐阻拉器这 2 台设备 ， 实现矿车装罐、 卸罐、 定位 、 调运等功能。 销齿 式成 套 操 车 设 备 由 T X 型 销 齿 推 车 机 、 C Y 型摇 台 、 Z DY 型 阻 车器 、 GAM 型 安全 门 、 集 中液 压系统、 电控信号装置 等部分组成。销齿推车机 由 1列在 轨道 上运 行 的销 齿 小 车 组 成 ， 销 齿 小 车 底部在全长范围内等距离设置销轴。推车机上安 装 有操 车用 的推爪 和拉 爪 ， 推爪 推矿 车碰头 ， 拉爪 作用于矿车车轴或挡板上 。推车机前进 时， 推爪 自动抬 起 ， 推 着 矿 车前 进 ； 推 车 机后 退 时 ， 推爪 自 动落下 ， 落下后的高度低于矿车车轴和车箱底部 ， 不会和矿车碰撞。推爪起 落 自动化程度 高， 可控 性 强 ， 能满 足各种 工况 需要 。 C Y9 ／ 1 ． 5型 电液动 摇 台 为 1段 可 摆 动 轨道 ， 一 端绕 固定轴摆动 ， 另一端 当罐笼停好后 ， 摇尖搭 接在罐笼边缘的导轨衬上 ， 连接罐 内与车场中的 轨道 ， 便于矿车进 出罐笼。当摇台抬起时 ， 摇台上 最突出部分与罐笼间有足够的安全间隙 。摇台在 摇臂前端 ， 工作时与罐内导轨衬搭接 ； 摇尖铰接在 摇臂上， 可 以自由转动一定角度。摇尖尾部设有 配重， 使其前部能经常处 于抬起状态 。当发生事 故 而导致 摇 台放下后 ， 罐 笼通 过时 ， 由 于摇尖 头部 被撞 向下旋转， 可确保罐笼能安全通过 。摇尖和 导轨衬的结构保证了摇 台与罐笼搭 接时， 侧 向能 实现准确定位， 使罐笼内外轨道不会错位 ， 从而可 有效地防止矿车掉道事故发生。摇台操纵机构是 脱 开形 式 ， 其 间没 有 固定 连接 。当液 压 缸 活 塞杆 缩 回时， 摇臂 自行落下 ， 其前端摇尖搭接在罐笼边 缘的导轨衬上 。为 了防止摇臂落下时撞击太猛 ， 或在紧急情况下能手动操作 ， 应根据具体情况， 对 配重块 的位 置 和数量 进行 调整 。这种 结构 的 主要 特点 ， 是摇 台搭接在罐笼边缘上后 ， 因罐笼载荷变 化而使钢丝绳产生伸缩时 ， 摇臂可以随着罐笼无 阻碍地摆动。当出现意外而导致摇臂落下时 ， 上 下两个方 向罐笼都可以通过 ， 不会造成太大破坏。 THT型 自适应补偿罐摇台是用于连接罐笼 内外轨道 ， 以便平稳地交换罐笼内外矿车的设备， 主要用来解决立井提升 中的罐笼承接问题。它是 利用液压蓄能器吸收罐笼落下时的动能， 可替代 现在通常使用 的摇 台或罐 座， 解决使用摇台或罐 第 5期 谢军辉 ， 等 超 千米深立井二次改绞设备选 型 4 1 座带来 的操作复杂 、 提升效率低 ， 以及调罐 、 矿车 掉道 、 装卸困难等问题 。当罐笼被提 至井 口正常 装车位置 时， 该装置 的液压缸 动作 ， 承接托爪伸 出 ， 柔 和地 托住罐 笼 ； 装 车完成 后 ， 液压 缸 动作 ， 承 接 托爪 收 回 ， 罐笼 便 可 以下放 了。 Z DY6型阻车器是用于将矿井井底 车场 中运 动着的矿车停止在某一固定地点的限位装置。它 和销齿推车机、 摇台、 安全门等互相配合 ， 能使操 车作 业 实 现 机械 化 、 自动 化 。该 阻 车 器 有 1 对 阻 爪和弹簧缓冲装置 。当车轮撞击 阻爪 ， 使套在 固 定轴后部的弹簧压缩 时， 撞击能量便 为弹簧所吸 收 。阻爪 在轴 上 可 自由 转 动 ， 其 尾 部 通 过 连 杆 机 构与操 纵 机 构相 连 。液压 缸 活 塞 杆 的往 复 运 动 ， 使 2个阻爪能相对打开或关闭 ， 关闭时阻车， 打开 后矿车即可通过 。阻车器分为前 、 后两种类型 ， 按 线路设置。前阻车器作待装矿车限位之用， 后阻 车 器用 于阻 止列 车移 动 。 GAM 型 安 全 门 具 有 安 全 闭 锁 防 护 作 用 ， 开 启灵 活 。 门扇用 型钢 焊制 ， 上部 装有 行 走滚 轮 ， 可 沿着导轨左右滑动 。链式传动机构 由液压马达驱 动 ， 正反向运转 ， 使安全 门打开和关闭。一般设置 双股导轨 ， 门扇开启 时重叠在一起 。当罐笼提升 时 ， 安 全 门可 防止 人 员 和 车辆 进 入井 筒 而发 生 坠 井 事故 。只有在 罐笼 运 行 到 位 后 ， 安 全 门才 可 打 开 ， 人 员或 车辆 才 能 进 出罐 笼 。安 全 门必 须 与 罐 位和提升信号联锁 ， 以确保罐笼未到位 ， 安全门便 无 法打 开 。 TY型集中液压站的作用是为安全 门、 摇 台、 推 车机 、 阻车 器提 供动 力 ， 它是 整套 操车 设备 唯一 的动力 源 ， 可 提供 高速 大推 力和 低速 小推 力输 出。 它具有调速控制功能 ， 使推 车机可 以变速 运行。 液压 系统 按 高压 设 计 ， 在 中低 压 区工 作 。为 保 证 系统安全可靠和便 于维修 ， 采 用一箱双机集 中控 制方式 ， 双泵双电机 ， 一路工作 ， 一路备用 ， 并采用 多重 防过载保 护 ； 同时 ， 液 压泵 、 马 达 、 液压控 制 阀 均采用质量过硬的中外合资或进 口原装产品。为 进～步提高安全可靠性和防止泄漏 ， 液压 系统采 用了整体集成块技术 ， 同时管路全部采用 高压胶 管。 KX T7 A型矿用多功能提升信号装置是基于 微处理器的工业控制器 ， 改变输入程序 ， 即可适应 不 同的环境 ， 实现不同的功能 。根据 煤矿安全规 程 规定和现场具体条件 ， 按照继电器线路形式设 计梯形图 ， 并通过键盘进行编程和修 改参数 。该 装置中的存储器 的作用是记存程序 ； 微 处理器 的 作用是根据 内部存储 ， 执行逻辑运算 、 顺序控制、 定时／ 计数和算术运算等操作指令 ， 并通过数字式 或模拟式输入 、 输出接 口发出控制指令 。 7应 用 效果 我们选用的改绞设备 ， 结构简单 、 紧凑 ， 占用 空间小 ， 易于布置和安装 ， 节省了悬 吊用稳车及天 轮 ， 缩短了改绞时间， 加快了凿井设备及资金周转 速度 ， 具 有 明显 的技 术经 济效 益 。 该 超千 米深 立井 二 次改 绞设 备选 型及 布 置方 式最 突 出 的 特 点 ， 是 稳 绳 调 压 方 便 、 安 全 、 准 确 。 根 据 稳 绳 张 紧 情 况 ， 利 用 紧 绳 锚 具 ， 通 过 操 作 B YQA 型 脱模 液 压 泵 和 观 察 压 力 表 便 可 进 行 调 压 ， 并 且 压 力 过 高 时 ， 可 通 过 HY Hc 。 型 卸荷 溢 流阀卸荷降压 ， 从而保证 了稳绳张紧力符合设计 要求 ， 提高 了工作效率 。井下巷道施工中， 曾创出 了 1 个 小班 出 渣 1 0 0车 ， 1个 圆 班 出 渣 1 8 0车 的 排 矸水 平 ， 加 快 了施 工速 度 。 8 结 语 在平煤集团四矿三水平进风立井二次改绞后 到 现在 的几个 月 里 ， 井 筒 提 升 吊挂 系 统 一 直 处 于 良好 的 运 行 状 态 中 ， 并 且 具 有 提 升 能 力 大 、 效 率 高、 劳动强度低的特点 ， 表明井筒二次改绞取得了 圆满成 功 。该 超 千米 深立井 二 次改 绞施 工 中取得 的成 功经 验 ， 对 深 立 井 改 绞 设 计 和施 工具 有 较 大 的借鉴意义 。 作 者 简 介 谢军辉 1 9 7 4 一 ， 男 ， 河南 叶县人 ， 助理工 程师 ， 现从事 矿 山 机 电 管 理 工 作 地面排矸 系统 技术 改造 兖 卅 I 矿业 集 团 公 司南 屯煤 矿 和 山东 科 技 大 学合 作 ， 在广泛吸取 国内矿井矸 石排 放经验教 训 的基础上 ， 研 究设计 出了一 种新 型 的“ 矿 内胶 带运输 矸 石排 放系 统” ， 使得该矿 的矸 石 车辆从 此 以后不 用 再 出矿井 ， 即可通 过 汽车直接运往 矿外 的塌 陷 区排放 ， 而且 还便 于对 塌 陷区 进行综合治理 。 新研制的“ 矿内胶带运输矸 石排放 系统” 工 艺流程 如 下 副井 、 混合井的升井矸石车一左侧式 3 t 翻车机一 K一4 型往 复式给煤机一胶带输送 机一拣 杂一储 矸仓一 汽车一 塌 陷区。新 系统投 入使用以来 ， 省 下了矸石 山 2 m 双卷筒 提升绞车 与电气控 制系统维修费用 ， 以及每 2 个 月更换 1 次 2 0 0 0 m 长的 ≠ 2 1 ． 5 mm钢丝绳 的费用 。 李剑峰