辅助提升系统改造方案(1)

第二章 辅助提升系统改造方案

第一节 辅助提升系统改造的必要性

根据《国家煤矿安全监察局关于2012年煤矿建设项目安全监察工作情况的通报》（煤安监监察[2013]8号）要求：“新建项目不得采用无轨胶轮车井下加油或检修，不得采用斜井串车提升人员”的文件精神，又根据国家煤安监司函技装（2014）3号文《关于加强煤矿斜井（巷）运人系统安全管理工作的指导意见（征求意见稿）》要求，普通轨斜井人车将逐步禁止使用，柳巷矿井现已在地面副斜井提升机房设置JK-4×2.2型矿井提升机, 运送人员采用一列900mm 轨距XRB15-9/6型斜井人车，违反煤安监监察[2013]8号文件“不得采用斜井串车提升人员”的要求。

因此，设计对斜井提升人员作了多个方案，拿出两个切合实际的斜井提升人员方案进行比较，最终推荐对本矿井最为有利切实可行的斜井提升人员方案，以满足煤安监监察[2013]8号文件的认真贯彻执行和井下辅助提升及生产的安全。

第二节 矿井辅助提升现状

矿井现已在地面副斜井提升机房设置JK-4×2.2型矿井提升机一台, 卷筒直径4.0m ，宽度2.2m, 最大静张力245kN ，配置一台Z710-400型直流电动机, 功率1019kW, 电压660V, 转速519r/min,配置减速器减速比31.5，最大提升速度3.45m/s。运送人员采用一列900mm 轨距XRB15-9/6型斜井人车，运送物料采用一列1.5t 固定车厢矿车，运送大型设备采用重型平板车。

矿井生产初期选用44 NAT 6V×37S+FC 1570 ZZ 1130 808 GB8918-2006型钢丝绳1根，生产后期适时更换为48 NAT 6V×37S+FC 1670 ZZ 1340 961 GB8918-2006型钢丝绳。

根据国家煤安监司函技装（2014）3号文《关于加强煤矿斜井（巷）运人系统安全管理工作的指导意见》要求，普通轨斜井人车将逐步禁止使用，故对副斜井辅助提升系统进行相应改造。

第三节 主斜井设架空乘人器方案

一、设置原则

为便于矿井主要人员运输及主斜井带式输送机的检修，依据已有主斜井井筒实测断面尺寸及井口驱动机房检修侧净宽度，井筒内宽度满足架空乘人装置双向乘人要求，但井口驱动机房内滚筒架外形宽度较中间架突出，井口驱动机房内不满足双向乘人要求，故确定在主斜井井筒内设置一台单向往复式架空乘人装置，承担矿井人员集中运输及带式输送机在井筒内的检修维护任务，配有可摘钩式乘人座椅及运送托辊吊篮，架空乘人装置与主斜井带式输送机之间设置安全隔离设施，保证运输人员的安全。

二、设计计算

1．已知参数

根据矿井开拓方案，主斜井井筒设计长度约1061m ，其中倾斜段长度为940m ，倾角16°，提升高度为244.7m ，其中上平段长15m ，下平段长40m 。

2．设备选型计算

根据确定的主斜井架空检修主要技术参数，主斜井架空乘人装置布置及计算结果见表2-3-1。

3．人员上、下井时间

矿井最大班下井工人为78人，根据架空乘人装置乘人间距及轮绳速度，计算最大班人员运输时间为30.5min ，满足煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2005）关于斜井提人最大班工人下井时间不超过60min 的规定。

三、设备选型

根据以上计算结果，该架空乘人装置具体设备选型见表2-3-2。

架空乘人装置在主斜井驱动机房具体布置见图2-3-1，架空乘人装置在主斜井井筒中布置见图2-3-2。

四、设备造价

该主斜井架空乘人装置厂家询价总价格约104万元，安装费14万元，主斜井架空乘人装置共计价格约118万元。

表2-3-1 主斜井架空乘人装置运行受力及功率计算表

表2-3-1 主斜井架空乘人装置运行受力及功率计算表

表2-3-1 主斜井架空乘人装置运行受力及功率计算表

图2-3-1主斜井驱动机房具体布置图

主斜井井筒断面

图2-3-2 架空乘人装置在主斜井井筒中布置图

表2-3-2 主斜井架空乘人装置设备选型表

五、浴室灯房至主斜井驱动机房行人栈桥

从主斜井提升人员，需增加浴室灯房至主斜井驱动机房70m 行人暗道或50m 行人栈桥，经比较行人栈桥比暗道更易实现且总投资略低。浴室灯房至主斜井驱动机房50m 行人栈桥造价约42万元。

六、主斜井架空乘人装置方案总造价

主斜井架空乘人装置价格约118万元，浴室灯房至主斜井驱动机房50m 行人栈桥造价约42万元，主斜井架空乘人装置方案总投资约150万元。

第四节 副斜井设全路况卡轨人车方案

一、设计依据

矿井设计规模：1.20Mt/a。

副斜井井口轨面标高+1316.200m，井底标高+1073.000 mm ，井筒倾角22º，斜长660m ，采用单钩串车提升方式，轨距900mm 。

副斜井辅助提升量：最大班下井工人数78人/班，坑木3m ³/d，水泥、砂石17m ³/d，锚杆、托板1.5t/d，钢带0.4t/d，金属网0.3t/d，其他材料3t/d。

矿井生产初期最大部件液压支架重25t/架，生产后期随着采煤方法的改变, 液压支

架重量42.3t/架。

二、副斜井辅助提升改造方案

根据矿井辅助运输巷道实际条件和提升设备现状，改造方案按最大程度利用现有提升设施、设备原则进行。将普通斜井人车更换为RKQ15-6/9型全路况卡轨人车、将副斜井普通轨道更换为异形轨道。其它地方轨道及其它设备都保持不变。

1. 提升容器及车组组成

运人改为选用4节900mm 轨距RKQ15-6/9型全路况卡轨人车，每节车辆自重2500kg ，每节车厢乘坐15人，列车满载人数60人，车组自重10000kg ，载重4500kg ，绳端荷重55243.3N 。

下放水泥砂石利用现有固定车厢式矿车，车组由4辆900mm 轨距1.5t 矿车组成，车组自重3920kg ，载重10800kg ，绳端荷重56081.5N 。

矿井生产初期提升液压支架车组由一辆重型平板车组成，液压支架重25000kg ，无轨胶轮车最重部件按30000kg ，承载最大件的重型平板车自重按4000kg 计算，绳端载荷129536.0N 。

矿井生产后期随着采煤方法的改变，采用液压支架42300kg/架，提升液压支架车组由一辆重型平板车组成，平板车自重按2396kg 计算，绳端载荷214040N 。

提升其它物料的车组组成按运送水泥砂石车组折算确定。 2. 钢丝绳

① 矿井生产初期利用已有的44 NAT 6V×37S+FC 1570 ZZ 1130 808 GB8918-2006型钢丝绳。

计算钢丝绳安全系数：

提升人员 mr=15.01>9 提升整体液压支架 my=8.16>7.5。 钢丝绳安全系数符合要求。

② 矿井生产后期更换48 NAT 6V×37S+FC 1670 ZZ 1340 961 GB8918-2006型钢丝绳1根。

计算钢丝绳安全系数：

提升人员 mr=16.6>9 提升整体液压支架 my=8.13>7.5。 钢丝绳安全系数符合要求。 3. 提升机

利用现有的一台JK-4×2.2型单卷筒矿井提升机。 提升机技术参数校验：

计算提升机卷筒直径： Dg=80×48=3840mm＜4000mm 计算卷筒宽度（钢丝绳在卷筒上缠绕两层）：

BJ=1718.4mm＜2200mm

计算钢丝绳最大静张力（按提升整体液压支架总重44696Kg 计算）：FJ=214.04kN

＜245kN

现有提升机符合要求。 4．电动机

利用现有的1台Z710-400型直流电动机，功率1019kW ，电压660V ，转速519r/min，自带鼓风机冷却。

计算电动机功率959.7kW 。 现有电动机符合要求。 5．天轮

利用现有的一个TXG-3000/26型固定天轮, 绳槽底圆直径3000mm 。 计算天轮直径Dt=48×60=2880mm＜3000mm 。 现有天轮符合要求。 6．设计提升作业时间

提升人员采用三阶段速度图，最大提升速度V max=3.45m/s，加、减速度a1＝a3＝0.5m/s²，提升长度630m ，一次提升循环时间 445.0s。人员下井所用时间为16分钟。矸石、材料、运送水泥、砂石等，采用七阶段速度图，最大提升速度3.45m/s，主加、减速度a1＝a3＝0.5m/s²，提升长度690m ，一次提升循环时间596.0s 。最大班作业时间3.4h 。

7．提升机房及附属设施

利用矿井副斜井提升机房等附属设施。 副斜井设全路况卡轨人车断面见图2-4-1。 8．副斜井井筒轨道更换

副斜井井筒内原有轨道铺设为900mm 轨距、30kg/m钢轨、砼轨枕固定道床。现更换为SMJ140型异型轨，该异型轨同样为30kg/m钢轨，按900mm 轨距砼轨枕固定道床铺设，充分利用现有的固定道床和轨枕，局部进行改造安装。相同条件下，异形轨比相应重量的普通轨挠度小；通过计算，异形轨的承载能力是普通轨的1.3～1.8倍，所以异形轨承载能力更强。

三、改造方案新购设备明细及投资

改造方案所购设备投资详见设备配套明细表2-4-1。

表2-4-1 改造方案所购设备配套明细表

新购设备投资约160万元，若需增加道岔，另增加1组道岔需增加费用约9万元，设备总价格约169万元；设备安装费用约41万元，副斜井全路况卡轨人车方案总投资约210万元。

副斜井井筒断面

图2-4-1 副斜井设全路况卡轨人车断面见图

（注：轨道为SMJ140型异型轨）

本方案地面不需要增加土建项目，已有设施及设备得到充分的利用。

第五节 辅助提升系统改造方案比较及建议

一、辅助提升系统改造方案比较

1．主斜井设架空乘人器方案

优点：主斜井设架空乘人器方案总投资为约150万元，比副斜井全路况卡轨人车方案总投资210万元省60万元。

缺点：由于是改造工程，主斜井井筒及驱动机房尺寸较小，架空乘人器只能单向循环布置，且从安全考虑架空乘人器与主斜井井筒带式输送机闭锁联动，两台设备只能一台运行，一台等待；另外带式输送机抛撒出的煤块很可能对井筒内提升的人员有所伤害。上下井人员通过行人栈桥到达驱动机房不方便，驱动机房安装了架空乘人器设备后很拥挤，人员上下会有潜在的安全隐患。

2．副斜井全路况卡轨人车方案

优点：改造后的副斜井井筒与改造前空间变化不大，且最大班下井人员提升时间仅为16分钟。不会造成架空乘人器设在主斜井所带来的安全问题，上下井人员从浴室灯房直接到副斜井井口房从副斜井人车场等待下井，和主斜井设架空乘人器方案相比安全性和可靠性大大增加。副斜井全路况卡轨人车利用已有的副斜井提升机，不需新增耗电设备，运营费用比架空乘人器方案低。

缺点：副斜井全路况卡轨人车方案总投资为210万元，比主斜井设架空乘人器方案150万元多投资60万元。

二、辅助提升系统改造方案建议

通过上述两辅助提升系统改造方案比较，两辅助提升系统改造方案方案都是切实可行的。虽然该方案比主斜井设架空乘人器方案多投资60万元，但是该方案的安全便捷和高可靠性对架空乘人器方案来说是无法比拟的。故设计建议辅助提升系统改造采用副斜井全路况卡轨人车方案。