矸石山系統(tǒng)升級

1、二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料平煤股份公司八礦平煤股份公司八礦2008年12月15日八礦矸石山提升能力升級研究與應(yīng)用 二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料一、立項背景與意義二、機械系統(tǒng)改造方案三、電控系統(tǒng)改造方案四、系統(tǒng)改造驗算五、經(jīng)濟與社會效益目錄目錄二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料立項背景八礦礦井原設(shè)計年產(chǎn)300萬噸，年出矸量為30萬噸/年，設(shè)計排矸能力為3萬噸/年。隨著八礦二水平的投產(chǎn)，下一步原煤系統(tǒng)年出矸量達(dá)到50萬噸/年，以及丁組煤洗煤廠的投入生產(chǎn)，年洗煤量為90萬噸，丁組煤洗煤系統(tǒng)增加矸石量約20萬噸

2、/年。這樣矸石山的排矸量下一步將達(dá)到約70萬噸/年，矸石山排矸能力滿足不了生產(chǎn)需要，需進(jìn)行提升能力改造，同時對該系統(tǒng)各落后環(huán)節(jié)進(jìn)行改造。 二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料矸石山現(xiàn)狀八礦矸石山絞車為2JK2.5/20型，1991年投入運行，倒拉牛運輸方式，雙鉤提升，雙箕斗運行，箕斗為3.4M3 ，運輸長度（裝載點至卸載點）474m，軌道線路最大坡度17。礦井原設(shè)計年產(chǎn)300萬噸，年出矸量為30萬噸/年，設(shè)計排矸能力為3萬噸/年。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料絞車絞車提升機型號：2JK2.5/20 ； 投入時間：91年元月；提升速度：3.1

3、4M/S；提升力：90KN; 靜張力差：55 KN；滾筒寬度：1200 mm 。鋼絲繩：67-24.5同向左捻鋼絲繩1300米兩根。減速機型號：ZHLR-130K 轉(zhuǎn)速比：1：20。 二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料箕斗車箕斗車 容量：3.4M3；行走輪直徑： 350mm；卸載輪直徑：250mm行車軌距：1200mm；卸載軌距：1850mm；外形尺寸（長寬高）4640*2010*1415mm；軸距：3450mm； 自重：3329kg。 二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料其它運輸長度（裝載點至卸載點）：474m；軌道線路最大坡度：17；卸矸架

4、處坡度：24。下方4個導(dǎo)繩輪直徑為1600 mm，上方大架2個導(dǎo)繩輪直徑為1170 mm，沿途30個托繩輪直徑為300mm。裝矸點放碴嘴距軌道上面的最小距離為1800mm, 裝矸點前支撐橫梁與軌道面的最小距離為1880 mm,車體在軌道上距軌道面的最大高度為1415mm。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料整體方案將兩臺提升箕斗容量由原3.4立方米改為5.2立方米，年排矸量達(dá)70.3萬噸；更換原6724.5mm鋼絲繩為6726mm的鋼絲繩兩根各米；更換絞車滾筒塑質(zhì)襯木2套； 更換矸石山前卸式翻矸架2套；更換沿途繩輪、托繩輪30套；峒內(nèi)四股道

5、軌道4100米，現(xiàn)為38型軌道，軌型低、磨損嚴(yán)重，需更換為型鋼軌；矸石山大倉縮口處水泥基礎(chǔ)需加固；矸石山溜矸滑道更換。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料矸石箕斗車改造方案矸石箕斗車改造方案 1、容積由現(xiàn)3.4 m3改為5.2 m3。裝載箱體高加大300 mm，長延長500 mm，寬不變，鋼板厚度與原車體一致。2、卸載軸滑動部位加粗為125 mm，輪直徑加大50 mm并鑄成實心，軸卡進(jìn)行加固，軸卡固定螺絲加大為M20。3、尾架受力部位進(jìn)行加固。尾架與車體的連接部分建議按軸瓦處理，充分考慮其耐磨及潤滑和強度。4、行走車輪改為5噸礦車輪，軸卡螺絲增大為M20。5、繩環(huán)前移5

6、0-100mm，固定繩環(huán)的槽鋼向前延伸至第三個橫梁，去掉推爪。護(hù)繩環(huán)與26鋼絲繩配套。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料卸矸大架改造方案卸矸大架改造方案 1、由于矸石箕斗車由現(xiàn)3.4 m3改為5.2 m3，其卸矸大架需進(jìn)行相應(yīng)改造。卸矸大架的固定方式進(jìn)行改變，大架與軌道的引入連接改為夾板連接，大架運行軌道的傾角由現(xiàn)24降為20。2、卸矸大架鋼材相應(yīng)加大。部分部位相應(yīng)加固。3、卸矸大架倒繩輪直徑由1170 mm增大為1584 mm。大架運行軌道的仰角及卸載軌道的仰角相應(yīng)變化。倒繩輪的前沿、上沿與運行軌道的關(guān)系不變。4、卸載曲軌采用50毫米厚的鋼板制作，入口尺寸與改變后的

7、卸載輪一致。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)現(xiàn)絞車電控系統(tǒng)落后，不符合規(guī)程及系統(tǒng)升級要求。采用全數(shù)字礦井提升機四象限智能高壓轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速電控系統(tǒng)進(jìn)行改造。利用現(xiàn)有的機械系統(tǒng)及主電機，電控系統(tǒng)要求具有對新增液壓系統(tǒng)的控制功能。絞車電控系統(tǒng)采用ASCS-4電控系統(tǒng)，是基于數(shù)字化，自動化，網(wǎng)絡(luò)化，和信息化等先進(jìn)技術(shù)，采用“交流異步電機全數(shù)字轉(zhuǎn)子雙饋變頻調(diào)速+多PLC冗余控制+上位機監(jiān)控”全數(shù)字電控系統(tǒng)。其動態(tài)性能滿足絞車四象限運行要求，并滿足提升工藝要求的過載能力和安全系數(shù)。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎

8、驗收材料電控改造內(nèi)容利用現(xiàn)有的機械系統(tǒng)及主電機，電控系統(tǒng)具有對新增液壓系統(tǒng)的控制功能。將有電控系統(tǒng)改造為“全數(shù)字轉(zhuǎn)子雙饋變頻調(diào)速+多PLC冗余控制+上位機監(jiān)控”全數(shù)字電控系統(tǒng)。根據(jù)需要可增加轉(zhuǎn)接柜，使新老系統(tǒng)互為備用。高壓柜全部更換。完善提升信號系統(tǒng)，采用多功能斜井提升信號系統(tǒng)一套。完善監(jiān)控系統(tǒng)，采用工業(yè)電視對裝載點、洞口、卸矸點進(jìn)行監(jiān)控。新增加后備保護(hù)和閘間隙在線檢測系統(tǒng)。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料提升容器為容量5.2m3箕斗,矸石比重1.64t/m3，軌距1200mm，自重4700kg。一次串車數(shù)為1輛。仍選用2JK-2.5/

9、20型絞車，提升力為90KN，靜張力差為55KN。V=3.2m/s，滾筒寬度1200mm,電機型號JR1510-12 功率280KW 電壓6千V。系統(tǒng)參數(shù)二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料鋼絲繩選擇1、繩端荷重：Qd=（Q+Qc）（sinx+f1cosx） =(8528+4700)(sin20+0.01cos20)=4648kg2、鋼絲繩選擇：選用67-26同向左捻鋼絲繩1300m，其性能參數(shù)為：Qs=40050kgf，dk=26mm，p K=2.444kg/m，max=2.8mm。安全系數(shù)：m=40050/ 4648+4742.444（Sin20+0.2Cos20）

10、=7.66.5 滿足安全規(guī)程要求。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料絞車驗算選用2JK-2.5/20型絞車，參數(shù):D=2.5m，B=1.2m，F(xiàn)Z=90KN，V=3.2m/s，主電機280KW，6KV。Dg=250050dk=5026=1300 Dg=2500900max =9002.8=2520故不滿足要求。采取滾筒襯墊加厚10 mm以滿足要求。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料最大靜張力和最大靜張力差 Fzmax=4648+4742.444（Sin20+0.2Cos20）52.62KN90kNFc=8528(sin20+0.01cos24

11、)+4742.444（sin20+0.2cos20）=36.10KN55KN提矸時最大靜拉力小于絞車允許的最大靜拉力，靜張力差也小于允許的靜張力差，所選絞車滿足要求。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料鋼絲繩纏繞按安全規(guī)程規(guī)定傾斜井巷專門提物料的絞車，滾筒纏繩纏繞層數(shù)為三層，鋼絲繩纏繞三層時纏繩寬度:B=（26+2.5）=662mm1200mm符合安全規(guī)程要求。因此經(jīng)計算現(xiàn)用絞車滿足要求，可繼續(xù)使用。根據(jù)煤礦安全規(guī)程416條規(guī)定：導(dǎo)向輪與鋼絲繩直徑之比不小于50，可知2650=1300。導(dǎo)向輪的直徑不符合規(guī)定，需更換。 二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步

12、獎驗收材料電動機的驗算 按現(xiàn)在最大提升速度和絞車受力計算電機所需功率：Ns=KFcV/102=1.136103.2/1020.85=147KW現(xiàn)選用JR1510-12型電動機 Ne=280KW UE=6kv Nd=490r/min符合要求，可以繼續(xù)使用。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料制動力矩效驗：MZ =APRCP n MZ制動力矩A油缸面積，A=3.14（1402-402 ）/4=141.372P工作油壓，52摩擦系數(shù)，取0.35RCP制動盤半徑1370 mmn制動器數(shù)量，8MZ =141.37500.351.378=27114.8mFzmax=52.62KN；

13、Fc=36.10KNMzmax=52621.25=6577.5mMc=36101.25=4512.5m27114.8/6577.5=4.1；27114.8/4512.5=6（符合規(guī)程要求）二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料實際年提升能力驗算A=360（btpmk）/(104k1k2T) =3600(330188.5280.9)/(1041.11.0212.1) =70.3萬t/ab年工作日按330d； t日提升時間18h（采用數(shù)字電控）； pm每次提升矸量t/次=8.528t ； k-裝滿系數(shù)取0.9 k1提升不均勻系數(shù)取1.1 ； k2提升能力富余系數(shù)取1.0； T

14、提升一鉤運行時間s/次（實測10次分別為215、211、210、204、210、201、230、231、201、208平均212.1秒）取212.1秒。根據(jù)委托可知年排矸量為71.5萬t，改造后實際絞車年排矸能力為70.3萬t。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料軌道及鋼絲繩軌道及鋼絲繩軌道：軌道： 峒內(nèi)4100米38型軌道與上方43型軌道軌型不一致，并且年久磨損超限，需更換。其它不變。鋼絲繩：鋼絲繩：鋼絲繩由現(xiàn)67-24.5mm增大為67-26mm。由于鋼絲繩直徑增大，絞車滾筒襯木需更換，需2套耐磨塑質(zhì)襯木。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料五、經(jīng)濟與社會效益二八年度科學(xué)

15、技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料社會效益矸石山絞車的排矸能力改造前現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)為月排矸約為3萬噸，提升能力升級改造后，提升用的箕斗車容積由現(xiàn)3.4 m3改為5.2 m3，排矸能力明顯增大，改造后月排矸能力增至5萬噸。矸石山排矸能力的提升，解決了制約礦井由年產(chǎn)300萬噸向500萬噸發(fā)展中存在的瓶頸問題。為提高產(chǎn)能和獲得長遠(yuǎn)經(jīng)濟效益做出了積極貢獻(xiàn)。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料社會效益矸石山絞車電控系統(tǒng)為TKD電控系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速方式，運行速度平穩(wěn)性差，故障率高，不能滿足大負(fù)荷長時間穩(wěn)定運行要求，提升效率較低。新絞車電控系統(tǒng)采用中礦傳動ASCS-4電控系統(tǒng)，是基于數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化等先進(jìn)技術(shù)，采用“交流異步電機全數(shù)字轉(zhuǎn)子雙饋變頻調(diào)速+多PLC冗余控制+上位機監(jiān)控”全數(shù)字電控系統(tǒng)。其動態(tài)性能滿足絞車四象限運行要求，并滿足提升工藝要求的過載能力和安全系數(shù)。二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料二八年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎驗收材料經(jīng)濟效益 2007年礦井原煤產(chǎn)量為330萬噸，2008年預(yù)計完成360萬噸，新增原煤產(chǎn)量30萬噸，按原煤產(chǎn)量300元/噸；則新增產(chǎn)值為：30萬噸300元/噸=9000萬元；新增利稅：9000萬元17%=1530萬元；增收（節(jié)支）總額：30萬噸（300元-260元）=1200萬元；矸石山提升能力改造項