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[摘 要]主井提升系统技术改造的宗旨是技术先进，高效率，减少工期，减少投资，节能降耗，最大限度地减少对正常生产的影响，井架设计突破传统设计方式，根据井塔高度及对井筒中心线的偏移，井架结构进行多方案优化设计。
提升机井架的支撑平台高度稍高于现有提升机井塔的高度。其优点是新提升机的安装不影响正常生产；在井架的支撑平台上装设滚轮，安装井筒钢丝绳罐道比较方便。
通过对主井提升系统技术改造，在原井塔上套井架，改造为落地式绞车，减少对正常生产影响时间，提高提升速度，增大提升量（包括提矸石），彻底解放副井排矸，着力打造“煤矸一体化”运输模式；同时，选用定重装载给煤机，取消定量斗。对节约社会能源、增加煤矿企业的经济效益都具有非常现实的经济意义和社会意义。
[关键词]井架套井塔 落地式提升机绞车 直联电动机 定重装载给煤机
中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0224-02
一、概述
1、鄂庄煤矿主井绞车选用洛阳矿山机器厂生产的JKM2.25×4（Ⅱ）型四绳摩擦轮式提升绞车；箕斗为JDS-6型5.5T曲轨卸载箕斗，提升速度为7.7m/s，一次提升时间102秒；减速装置为XP800（2）型减速器，速比为11.5；主井绞车驱动电机为南阳防爆电机厂生产的YR-500型，额定功率630KW，电控使用天津民益电气有限公司生产的TKM-ZB/4-D2-630/4型变频电控；主井井塔全高44.3m，井深488.2m，井筒直径4.7m，装备Φ35mm罐道绳8根。
2、副提系统担负着全矿井下人员上下，井下矸石的提升，井上下物料的运送。绞车采用洛阳矿山机械厂制造的JKM-1.85×4型四绳摩擦轮绞车，直流电机拖动，电机功率400KW。井深488.2m，井筒直径5.6m，装备Φ45mm罐道绳8根，双层罐笼单车提升。
二、存在问题
1、主井绞车1982年投入使用至今，已运行近30年，装备水平低、控制环节落后、故障率高、可靠性差，提升能力不足，超能力生产，绞车电机震动大，长时间无法解决，存在安全生产隐患。
2、副井绞车提升能力不足，井下矸石不能及时升井，影响矿井安全生产，制约矿井发展空间。
3、矿井运输存在平车场，运输环节多、特别是-300、-530水平，断面小，矸石运输量大，运输中存在安全隐患。
三、改造必要性
鄂庄煤矿为薄煤层开采，根据矿调度室统计2012年主井绞车提升量140.504万吨，商品煤产量76.68万吨，煤炭中矸石含量45.43%；副井绞车提矸量24.47万吨，到达副井最大提矸能力，矿井煤炭总含矸量53.52%；根据矿井生产需要，掘进全岩出矸石量为30万吨以上，副井矸石提升能力大大制约矿井掘进生产及煤炭开采。
为了将副井提升能力解放出来，减少运输环节，减人提效，取消一吨矸石矿车，减小运输隐患，煤炭、矸石全部由主井提升，主井年提升能力必须达到170万吨以上。现主井提升能力为：330天×18小时/天×[（60分×60秒）/102秒]勾×5.5吨/勾=115.3万吨，提升能力严重不足。
现在“两班制”生产已经在采煤区队实现，掘进、辅助区队要实现“两班制”必须增加掘进煤的提升及提高运输效率，而主、副提系统已满负荷运行，不能满足需求。
为适应“提速、提质、提效，减人、减面、减设备”的发展要求，真正实现“两班制”生产，进一步提升我矿生产能力，增加矿井经济效益，需用主井提升能力为330天×16小时/天×[（60分×60秒）/91.6秒]勾×10吨/勾=207.5万吨绞车，拟选用年提升能力为216万吨以上的主提升机。
四、改造方案
主井提升系统技术改造的宗旨是技术先进，高效率，减少工期，减少投资，节能降耗。
为了减少改造工期、减少投资、最大限度地减少对正常生产的影响，并尽量利用井塔内的其余设施，减少投资。
1、为尽量减少对现有生产影响，充分利用现有建筑物，在主井井塔上套落地井架，根据工艺布置，井架布置四层平台：底层平台（标高46.50m）、下天轮平台（标高49.10m）、上天轮平台（标高55.10m），检修起吊平台（标高61.60m），总高度61.60m。其优点是新提升机的安装不影响正常生产；在井架的支撑平台上装设滚轮，安装井筒钢丝绳罐道比较方便。
2、将现在的JK2.25×4型井塔式改为JKMD3.5×4Z（III）型落地摩擦绞车；电机采用1400kW、50r/min、750V低速直联直流电动机，全自动操作，改造后提升速度由原来的7.7m/s提高到9.16m/s，一次提升循环时间由原来的102s缩短到91s，箕斗由原来的5.5t改为10t，提升能力由115万吨提高到240万吨，彻底解放副井排矸，着力打造“煤矸一体化”运输模式。
3、新主井提升机最大提升速度9.16m/s，过卷高度9.27m，另外考虑缓冲装置的托盘高度及防撞木厚度，过卷高度取11m。这样刚好利用原提升机的基础大梁安装防撞梁。
4、提升机配置E141E液压站，一用一备。液压站为恒减速设计，电控系统有专门的阀控装置，对液压站各电磁阀进行调节，能随时对各电磁阀的工作状况进行检测，配有闸瓦磨损、弹簧疲劳检测装置并在上位机显示。
5、提升钢丝绳选用36 ZAB 6×25TS+FC 1570型，左右同各2根；扁尾绳选用P8×4×19-148X24 1570型；密封罐道绳直径45mm、抗拉强度大于等于1570MP，选用进口产品。
6、选用10T箕斗，尺寸在现有箕斗外形尺寸的基础上有原来的7.8米增加到10.5米。
7、电控系统选用电枢换向逻辑无环流并联12脉动四象限运行可逆系统；整流变压器容量2200KVA，电枢柜额定电流4000A，辅助变压器200KVA，励磁变压器容量50KVA，变流装置的过载能力能保证一组变流器故障后，另一组完成全载全速提升，不影响生产，主控系统由两台PLC和一台远程I/O以及控制电器构成，互为冗余备用，当任意一个PLC发生故障后，另一个承担所有的控制和监视功能，并采用计算机全数字化调速与监控系统，与现有的工业以太环网衔接，实现远程检测监控。 8、主井提升机的6kV主电源为两回路，分别引自矿井变电所的6kV两段母线，由两路高压电缆分别引向提升机设备的高压进线柜，一路工作，一路备用，故障后手动切换，机房内设6kV高压开关柜6台。（其中二台进线柜，三台馈出柜，一台测量柜）。
9、在主井底煤仓下方安装定重给煤机，经过渡溜槽直接向箕斗装载原煤，在装载过程中实现定重、给煤双重功能，不仅减少施工周期，而且定重给煤机装料口高度比现有定量仓装料口高4.8m，主井箕斗改造后由原来的7.8m增加至10.5m，增加长度2.7m，安装定重给煤机后，新箕斗底部比原箕斗提高2.2m，不仅省去两个10t定量斗设备，还能满足过放距离要求，且井底不必施工，减少了改造工程量，缩短了主井改造工期。
五、改造效果
1、年提升能力：年工作330d，每天18h，年提升能力237.6万吨；如除以1.1的提升不均系数，年提升能力216万吨。
2、主提系统改造后，颠覆“煤走煤路、矸走矸路”煤矸分离生产模式，实现矿井“煤矸一体化”不仅能实现矿井减人提效、节支增收，对提升企业经济总量，变革企业发展模式都是一大突破。改造后，当年主井提升量完成170万吨，增加5万吨商品煤产量，同时减少岗位人员120人，生产成本大幅下降，经济效益将有质的飞跃；井塔式绞车改落地式开创了国内改造工程的先河，在国内属首创，具有很好的借鉴和具有划时代的意义。
参考文献
张世根；生产矿井增加主提能力的主要技术途径[J]；煤炭科技；2003年01期.
汪腾蛟；薛大鹏；刘宪伟；；煤矿主井提升系统的增容改造[J]；起重运输机械；2009年05期.
韩常俊；提升机全速过卷时缓冲装置作用的分析[A]；中国煤炭新型工业化之路——安全、高效的集约化生产技术与装备研讨会论文集[C]；2005年.
聂建华；煤矿立井箕斗提升定量装载方式的发展探讨[J]；煤矿机械；2007年04期.
丁尚仁，刘亚平，刘正夏；地面运输系统的研究[J]；煤炭技术；2001年12期.
凌斌；直流传动箕斗提升机自动控制硬件系统[J]；河北煤炭；2003年02期.
阳若宁；直流传动箕斗提升机电控系统的改造[J]；长沙电力学院学报（自然科学版）；2005年02期.
作者简介
高宾（1977～），男，工程师，毕业于山东科技大学，现任新矿集团鄂庄煤矿机电科副科长，联系电话：手机13963469748办公电话0634-6053504，邮编，271122，E-mail：13963469748 @163.com
后附：
改造提升系统图。（如图1）
提升机井架的支撑平台高度稍高于现有提升机井塔的高度。其优点是新提升机的安装不影响正常生产；在井架的支撑平台上装设滚轮，安装井筒钢丝绳罐道比较方便。
通过对主井提升系统技术改造，在原井塔上套井架，改造为落地式绞车，减少对正常生产影响时间，提高提升速度，增大提升量（包括提矸石），彻底解放副井排矸，着力打造“煤矸一体化”运输模式；同时，选用定重装载给煤机，取消定量斗。对节约社会能源、增加煤矿企业的经济效益都具有非常现实的经济意义和社会意义。
[关键词]井架套井塔 落地式提升机绞车 直联电动机 定重装载给煤机
中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0224-02
一、概述
1、鄂庄煤矿主井绞车选用洛阳矿山机器厂生产的JKM2.25×4（Ⅱ）型四绳摩擦轮式提升绞车；箕斗为JDS-6型5.5T曲轨卸载箕斗，提升速度为7.7m/s，一次提升时间102秒；减速装置为XP800（2）型减速器，速比为11.5；主井绞车驱动电机为南阳防爆电机厂生产的YR-500型，额定功率630KW，电控使用天津民益电气有限公司生产的TKM-ZB/4-D2-630/4型变频电控；主井井塔全高44.3m，井深488.2m，井筒直径4.7m，装备Φ35mm罐道绳8根。
2、副提系统担负着全矿井下人员上下，井下矸石的提升，井上下物料的运送。绞车采用洛阳矿山机械厂制造的JKM-1.85×4型四绳摩擦轮绞车，直流电机拖动，电机功率400KW。井深488.2m，井筒直径5.6m，装备Φ45mm罐道绳8根，双层罐笼单车提升。
二、存在问题
1、主井绞车1982年投入使用至今，已运行近30年，装备水平低、控制环节落后、故障率高、可靠性差，提升能力不足，超能力生产，绞车电机震动大，长时间无法解决，存在安全生产隐患。
2、副井绞车提升能力不足，井下矸石不能及时升井，影响矿井安全生产，制约矿井发展空间。
3、矿井运输存在平车场，运输环节多、特别是-300、-530水平，断面小，矸石运输量大，运输中存在安全隐患。
三、改造必要性
鄂庄煤矿为薄煤层开采，根据矿调度室统计2012年主井绞车提升量140.504万吨，商品煤产量76.68万吨，煤炭中矸石含量45.43%；副井绞车提矸量24.47万吨，到达副井最大提矸能力，矿井煤炭总含矸量53.52%；根据矿井生产需要，掘进全岩出矸石量为30万吨以上，副井矸石提升能力大大制约矿井掘进生产及煤炭开采。
为了将副井提升能力解放出来，减少运输环节，减人提效，取消一吨矸石矿车，减小运输隐患，煤炭、矸石全部由主井提升，主井年提升能力必须达到170万吨以上。现主井提升能力为：330天×18小时/天×[（60分×60秒）/102秒]勾×5.5吨/勾=115.3万吨，提升能力严重不足。
现在“两班制”生产已经在采煤区队实现，掘进、辅助区队要实现“两班制”必须增加掘进煤的提升及提高运输效率，而主、副提系统已满负荷运行，不能满足需求。
为适应“提速、提质、提效，减人、减面、减设备”的发展要求，真正实现“两班制”生产，进一步提升我矿生产能力，增加矿井经济效益，需用主井提升能力为330天×16小时/天×[（60分×60秒）/91.6秒]勾×10吨/勾=207.5万吨绞车，拟选用年提升能力为216万吨以上的主提升机。
四、改造方案
主井提升系统技术改造的宗旨是技术先进，高效率，减少工期，减少投资，节能降耗。
为了减少改造工期、减少投资、最大限度地减少对正常生产的影响，并尽量利用井塔内的其余设施，减少投资。
1、为尽量减少对现有生产影响，充分利用现有建筑物，在主井井塔上套落地井架，根据工艺布置，井架布置四层平台：底层平台（标高46.50m）、下天轮平台（标高49.10m）、上天轮平台（标高55.10m），检修起吊平台（标高61.60m），总高度61.60m。其优点是新提升机的安装不影响正常生产；在井架的支撑平台上装设滚轮，安装井筒钢丝绳罐道比较方便。
2、将现在的JK2.25×4型井塔式改为JKMD3.5×4Z（III）型落地摩擦绞车；电机采用1400kW、50r/min、750V低速直联直流电动机，全自动操作，改造后提升速度由原来的7.7m/s提高到9.16m/s，一次提升循环时间由原来的102s缩短到91s，箕斗由原来的5.5t改为10t，提升能力由115万吨提高到240万吨，彻底解放副井排矸，着力打造“煤矸一体化”运输模式。
3、新主井提升机最大提升速度9.16m/s，过卷高度9.27m，另外考虑缓冲装置的托盘高度及防撞木厚度，过卷高度取11m。这样刚好利用原提升机的基础大梁安装防撞梁。
4、提升机配置E141E液压站，一用一备。液压站为恒减速设计，电控系统有专门的阀控装置，对液压站各电磁阀进行调节，能随时对各电磁阀的工作状况进行检测，配有闸瓦磨损、弹簧疲劳检测装置并在上位机显示。
5、提升钢丝绳选用36 ZAB 6×25TS+FC 1570型，左右同各2根；扁尾绳选用P8×4×19-148X24 1570型；密封罐道绳直径45mm、抗拉强度大于等于1570MP，选用进口产品。
6、选用10T箕斗，尺寸在现有箕斗外形尺寸的基础上有原来的7.8米增加到10.5米。
7、电控系统选用电枢换向逻辑无环流并联12脉动四象限运行可逆系统；整流变压器容量2200KVA，电枢柜额定电流4000A，辅助变压器200KVA，励磁变压器容量50KVA，变流装置的过载能力能保证一组变流器故障后，另一组完成全载全速提升，不影响生产，主控系统由两台PLC和一台远程I/O以及控制电器构成，互为冗余备用，当任意一个PLC发生故障后，另一个承担所有的控制和监视功能，并采用计算机全数字化调速与监控系统，与现有的工业以太环网衔接，实现远程检测监控。 8、主井提升机的6kV主电源为两回路，分别引自矿井变电所的6kV两段母线，由两路高压电缆分别引向提升机设备的高压进线柜，一路工作，一路备用，故障后手动切换，机房内设6kV高压开关柜6台。（其中二台进线柜，三台馈出柜，一台测量柜）。
9、在主井底煤仓下方安装定重给煤机，经过渡溜槽直接向箕斗装载原煤，在装载过程中实现定重、给煤双重功能，不仅减少施工周期，而且定重给煤机装料口高度比现有定量仓装料口高4.8m，主井箕斗改造后由原来的7.8m增加至10.5m，增加长度2.7m，安装定重给煤机后，新箕斗底部比原箕斗提高2.2m，不仅省去两个10t定量斗设备，还能满足过放距离要求，且井底不必施工，减少了改造工程量，缩短了主井改造工期。
五、改造效果
1、年提升能力：年工作330d，每天18h，年提升能力237.6万吨；如除以1.1的提升不均系数，年提升能力216万吨。
2、主提系统改造后，颠覆“煤走煤路、矸走矸路”煤矸分离生产模式，实现矿井“煤矸一体化”不仅能实现矿井减人提效、节支增收，对提升企业经济总量，变革企业发展模式都是一大突破。改造后，当年主井提升量完成170万吨，增加5万吨商品煤产量，同时减少岗位人员120人，生产成本大幅下降，经济效益将有质的飞跃；井塔式绞车改落地式开创了国内改造工程的先河，在国内属首创，具有很好的借鉴和具有划时代的意义。
参考文献
张世根；生产矿井增加主提能力的主要技术途径[J]；煤炭科技；2003年01期.
汪腾蛟；薛大鹏；刘宪伟；；煤矿主井提升系统的增容改造[J]；起重运输机械；2009年05期.
韩常俊；提升机全速过卷时缓冲装置作用的分析[A]；中国煤炭新型工业化之路——安全、高效的集约化生产技术与装备研讨会论文集[C]；2005年.
聂建华；煤矿立井箕斗提升定量装载方式的发展探讨[J]；煤矿机械；2007年04期.
丁尚仁，刘亚平，刘正夏；地面运输系统的研究[J]；煤炭技术；2001年12期.
凌斌；直流传动箕斗提升机自动控制硬件系统[J]；河北煤炭；2003年02期.
阳若宁；直流传动箕斗提升机电控系统的改造[J]；长沙电力学院学报（自然科学版）；2005年02期.
作者简介
高宾（1977～），男，工程师，毕业于山东科技大学，现任新矿集团鄂庄煤矿机电科副科长，联系电话：手机13963469748办公电话0634-6053504，邮编，271122，E-mail：13963469748 @163.com
后附：
改造提升系统图。（如图1）