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多台联动提升机在矩型井架滑轮组提升系统的应用


 

    在深井提升中,钢丝绳直径和滚筒直径不能无限增大,当提升机最大静张力不能满足要求时,设法减少原有提升容器直接作用在提升机卷筒上的静张力,并在提升系统中增加滑轮组,可大幅提高提升系统的单次提升量。多台提升机联动使用,可有效缓解提升能力和扩大生产之间的矛盾,更适用于建井开拓、竖井开挖提升系统。

    矿井提升系统是矿井生产中的主要设备,目前常用的矿井提升系统主要由提升机、天轮、钢丝绳和箕斗 (罐笼) 构成。随着矿井深度的加深,提升能力亦需要不断增加,但钢丝绳直径和提升机滚筒直径不能无限制增加。由于结构上的问题,提升机滚筒直径和钢丝绳直径的增大受到限制,无法满足深井高效生产和管理的需求。

    矿井提升能力的大小和效率的高低,直接反应了矿井提升系统的单次提升能力,且提升能力的大小直接影响到矿井的生产能力。为了提高矿井提升能力和生产效率,须尽可能地提高单次提升能力,最大限度地发挥设备的性能。

    针对上述情况,在提升机最大静张力不能满足要求时,应在原提升系统中设法减少提升容器直接作用在卷筒上的静张力。为克服现有技术之缺陷,本公司立足矿山主井提升系统的技术创新,避免井深过大时,钢丝绳上的应力变化过大造成钢丝绳损伤;改进矿山主井提升系统,增加滑轮组提升,可应用于前期竖井开拓和后期矿石开采以及物料提升,有效解决提升系统单次提升能力低的问题。

1 提升系统简介

    本提升系统用于越南天然气采集竖井工程项目,竖井用于前期岩石开挖、竖井开拓及物资输送。矿井主井直径为 17 m,井深 80110 m;岩石开采量为120 m3/h;提升质量:机车重 40 t,工作仓重 40 t

    24提升机用于提升任务,其中 6台用于提升机车 (40 t)2台用于提升载人罐笼 (2)4台用于提升物料箕斗 (5 t4)12台用于提升作业仓吊盘、通风管道、潜水泵、钻机等。

2 系统方案

2.1 总体设想

    本提升系统包括提升机、天轮、定滑轮组、钢丝绳和动滑轮组、箕斗、罐笼、工作仓平台、机车平台。提升机置于地面的提升机房内,天轮支架置于地面井架之上,支架上装有天轮及定滑轮组,钢丝绳缠绕在天轮、定滑轮组和提升机的钢丝绳轮上,将定滑轮组与提升机连接在一起,构成提升结构。定滑轮组下部的钢丝绳上装有互相错开的动滑轮组,用于升降可置入井筒的第一箕斗和第二箕斗、罐笼、工作仓平台以及机车平台;在第一箕斗和第二箕斗、罐笼、工作仓平台、机车平台上安装滑轮组,钢丝绳交错贯穿其中,将其与动滑轮组连接在一起,构成提升容器结构。系统平面和立面图如图 1所示。

1,2,4,5.提升机  3.机车平台  6.作业平台

1 提升系统布置方案

    同时,本系统也进行了其他改进。

    (1) 井筒内设有比原减速位置高的减速位置感应器,罐道梁多处设有声光报警器,提升机房内装有电气集中控制器。

    (2) 所述的钢丝绳形成闭环,绕装在天轮、定滑轮、动滑轮、第一箕斗和第二箕斗、罐笼、工作仓平台、机车平台上,通过定滑轮与提升机连接在一起,构成滑轮组提升结构。

2.2 具体方案

    6台提升机用于提升机车平台。钢丝绳穿过 12组井架定滑轮组和 9组机车平台滑轮组,两端分别连接提升机,6台提升机同时提升或下降。

    2台提升机用于提升载人罐笼。钢丝绳一端穿过井架定滑轮组提升罐笼,一端连接提升机,2台提升机同时提升或下降。

    4台提升机用于提升箕斗。钢丝绳一端穿过井架定滑轮组提升箕斗,一端连接提升机,4台提升机同时提升或下降,用于升降物料及通风管道、水泵、钻机等辅助设备。

    12台提升机用于提升作业仓吊盘。每边 6台提升机,钢丝绳穿过 12组井架定滑轮组和 8组作业仓平台滑轮组,两端连接提升机,12台提升机同时提升或下降。

3 提升系统实施方式

    24提升机可实现同时提升或下降,实现全自动化电气控制和盘形制动器液压制动。以提升机车平台为例,其自动化控制过程如下:主回路过流及过、欠电压保护,变频器输入、输出缺相保护,深度指示器断轴保护,减速点后备保护,井口限速保护,错向保护,二级制动解除保护,等速段、减速段超速保护,开车与打点信号互锁保护等 12种自动化保护;采用变频器调速,实现无级变频调速,速度稳定且连续可调。

    提升机启动后,带动钢丝绳缠绕运转,从而带动第一箕斗和第二箕斗及罐笼、工作仓平台、机车平台在井筒内做交替上下运动。以箕斗提升例,当每一个箕斗口部运动到对应的定量出口钢板处,开始向箕斗内装料,物料装满后,由提升机将箕斗拉出井筒,进行卸料;与此同时,另一个箕斗深入井下定量出口钢板处开始装料,依次循环装卸工作,从而将物料从井筒内运出。如图 2所示。

 

2 箕斗提升示意

4 滑轮组系统

    定滑轮不省力,但可以改变力的方向,动滑轮不能改变力的方向,但省力,使用滑轮组可很好地解决施工现场提升量超负荷的问题。若使用滑轮组提升,承担重物的绳子段数为 n,则提升物料的质量增大 n倍;利用滑轮组多组配合,可以使移动的距离为物体上升高度的 n 倍。增加滑轮组提升,改变提升系统的运行速度、曲线及系统的减速位置,有效提高了提升系统的生产效率。该工程现场使用 3排滑轮组,每排有 3个动滑轮、6段绳,4个定滑轮,钢丝绳两端分别连接 2提升机负责提升或下降。提升滑轮组系统36段绳,工作能力提高 18倍。

5 结语

    该提升系统可用于矿井主井开拓、竖井开采,可有效解决提升机卷筒直径和钢丝绳直径过大,钢丝绳曲率半径过大,提升周期长,装卸载时间长,单次提升量小等问题。

    增加滑轮组提升,结构简单,安装使用方便,可大幅提高提升能力,有效缓解了提升能力和生产能力之间的冲突问题,保障生产的顺利进行。

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