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摘 要：文章介绍了梧桐庄矿矿井概况，分析了矿井高产高效技术改造的必要性和可行性，通过对主井提升设备改造的理论分析和安全技术参数论证，对主井提升系统改造的方案进行了验证，论述了提升系统改造给矿井带来的巨大社会经济效益。
关键词：高产；高效；关键；立井；提升
中图分类号：TD531 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0160-02
1 矿井概况
1.1 矿井地理位置
桐庄矿是一座年设计生产能力120万t的新型现代化矿井，矿井位于河北省邯郸市峰峰矿区东南部，国家南北大动脉—京广铁路线和107国道在矿井东部15 km处穿过，与京广线相接的矿区环行铁路马磁支线及峰磁公路从井田北部通过，交通便利。井田南北长11.5 km，东西0～5 km，面积37.4 km2，地质储量4亿t。
1.2 主井提升系统基本情况
主井提升绞车型号：JKM3.25*4（Ⅲ）-WTZ；主电机型号：ZKTD250/45-P，功率1500 kW；最大提升速度9.87 m/s；设计提升能力120万t/a。电控系统采用西门子公司的SIMADYND全数字控制系统，双电流闭环控制。
主井井筒直径5.5 m，原布置一对12 t多绳提煤箕斗，双勾提升。箕斗断面积2 300×1 300 mm，高度10 700 mm，容积12.6 m3，侧扇型闸门异侧装卸载。箕斗卸载采用气动开闭，过卷高度10 080 mm。井下装载为ZLQ-12型立井箕斗计量装载设备，气动开闭闸门装载，井下过放距离为10 100 mm。井底装载采用两台GZY1220振动给煤机，井底装载胶带输送机为TD75-800。
2 矿井高产高效改造的必要性和可行性
梧桐庄矿原设计生产能力为1.2 Mt/a，服务年限为82.3 a。本矿井煤层倾角变化不大，煤层厚度适中，资源丰富；煤层顶板条件较好，瓦斯含量低，适合综合机械化开采。煤质优良，市场前景广阔，故从资源条件及开采技术条件上看，进行高产高效技术改造是可行的；同时矿井主要生产系统已具备良好的基础，自投产以来，主井提升系统一直运行良好，稍加技改即能实现矿井高产高效建设。这些因素为矿井高产高效改造提供了必要条件和可行性。
另外梧桐庄矿矿井涌水量大，治水难度大，排水费用高，通风距离远，且“三下采煤”开采技术的实施需对村民进行一定的经济补偿。如果仍维持矿井原设计产量，原煤成本必然增加，矿井效益差。为提高效益，就必须提高矿井产量。因此，也必须对矿井进行高产高效的技术改造，使梧桐庄矿在今后较长的时期内保持较好的经济效益。
本矿生产国家紧缺的低灰、低硫、低磷、高挥发份和高热量的优质肥煤，是峰峰集团公司配制炼焦煤的稀缺煤种。根据市场需求，为增加企业的市场竞争力，集团公司决定对梧桐庄矿井进行高产高效技术改造，最终矿井产量达到210万t/a。
主井提升是原煤运输关键环节，主井的提升能力制约着矿井高产高效建设，如果提高矿井的生产能力，就必须提高主井的提升能力。矿井进行技术改造产量达到210万t/a，则主井提升系统也必须进行相应的技术改造，提升能力达到210万t/a。故提高矿井的生产能力就必须对主井提升能力进行技术改造。
主井提升设备为JKM-3.25*4（III）型塔式多绳摩擦提升机，改造前箕斗装载量为12 t。实际运行中发现绞车休止时间长，即装卸载时间长。以上情况说明在对提升系统不做大的改造，提高主井年提升能力是可行的。
提高主井提升能力达到210万t/a的措施如下：
①充分利用绞车和钢丝绳的最大静张力，对绞车电控进行改造提高绞车的提升能力。增加箕斗的装载量提高每钩的提升量。
②缩短定量斗装载和井口煤仓卸载时间，提高单位时间内的提升钩数。
③通过调整绞车的爬行、加速、减速等运行时间，缩短绞车单钩运行时间。
3 技术改造实施方案
依据主井技术改造措施，对主井提升系统进行改造，达到年提升能力210万t，主要改造工程以下几个方面。
3.1 箕斗改造
为增加每勾提升量，箕斗断面（2 300×1 300 mm）保持不变，将箕斗装煤斗箱加高，使箕斗容量由12.6 m3加大到14.7 m3，充分利用绞车的最大静张力差，装载量达13 t。
3.2 装卸载气动系统改造工程
装载气控系统改造方案是在原有的气控装置基础上进行的，主要从增加汽缸活塞速度，减少闸门开启的时间考虑，加大了管路的通径，将原来通径DN20 mm的气路改为DN25 mm，使管路的通气面积增加到原来的1.56倍。
箕斗卸载气控系统原设计为一个汽缸两路同时供气，管路通径为2*DN25 mm。本次改造方案主要是加大了管路的直径，将原来管路通径改为2*DN40 mm，使管路的通气面积增加到原来的2.56倍，将进气回路中的节流阀取消，减少管路的压力损失，达到提高气缸活塞速度，减少休止时间的目的。
通过对气控管路的改造，提高气缸了活塞速度，使休止时间减少约5s。
3.3 装载皮带改造工程
主井底原安装两条TD75-800皮带，运输能力300 t/h，改造为两条TD75-1000皮带，运输能力达400 t/h，装载时间由每钩2.5 min缩短为2 min。改造前后装载皮带技术参数对比如表1所示。
3.4 定量斗改造工程
将现有2台定量斗上段加宽300 mm，减短100 mm，容量增至14.69 m3。为实现顺利卸载，在下部加装不锈钢滑板。
3.5 主井底给煤机改造
原设计主井底安装两台GZY1220震动给煤机给煤，当产量增大时将无法满足给煤要求，并且运行中事故率高，现改为两台JDG14/F甲带式给煤机，给煤量400t/h。 3.6 主井液压站改造
主井绞车原设计的液压站（E138型）制动力不足，为满足增大提升能力的要求，重新选用了E146型液压站，满足绞车一次提升13 t制动力的要求。
3.7 主井绞车全数字直流调速系统改造
功率柜电流限幅值由2 400 A调整为3 100 A，电枢电流建立时间由5.8 s缩短为3 s，每钩提升时间节省了2.8 s，并且满足了每钩提升13 t的要求。
3.8 主井绞车主计算机PLC控制系统改造
主井绞车主计算机控制系统改造，由S5PLC改造为S7-300PLC控制系统，调试后使控制程序固化，不会因长期停电或误操作而造成主控程序丢失，并且可根据绳槽磨损情况很方便地进行指示深度的修正，使运行参数的调整简单明了，控制系统更加安全可靠。
4 改造后的实际运行结果
改造后主井底两码定量斗容量增至14.69 m3，在下部加装不锈钢滑板，缩短了装载时间；为缩短装卸载时间，加大了气控装置管路通径，提高气缸活塞速度，使箕斗休止时间减少约5 s；更换了主井底两条转载皮带，装载时间由每钩2.5 min缩短为2 min；改造了主井底两部给料机，将原采用的GZY振动给料机改造为JDG甲带式给料机，使装载能力与改造的装载皮带匹配；电控系统将功率柜电流限幅值由2 400 A调整为3 100 A，电枢电流建立时间由5.8 s缩短为3 s，每钩提升时间节省了2.8 s，满足每钩提升13t的要求。改造前主井绞车每次提升量12 t，提升一次循环时间137 s。改造后每次提升量13 t，经测试，提升一次循环时间120 s（南码117 s，北码122 s）。
改造后主井提升能力提高，每小时提升勾数由22勾增加到30勾，每勾装载由12 t增加到13 t，年提升能力（考虑不平衡系数1.1）：
A=13×30×18×330/1.1=210.6万t/a
主井提升能力能够满足矿井年产210万t的生产需要。改造中选用先进的技术装备保证了主井系统运行更加安全可靠。
5 经济效益分析
①间接效益：改造后矿井年增产量90万t，按市场价800元/t计，年增加产值：90万t×800元/t=7.2亿元。
②直接效益：改造后，每勾提升时间缩短，节电效益明显。经测定，吨煤提升电耗降低0.4 kWh。
年节电：0.4×210=84万kWh；折合资金：0.42×84=35.28万元
这次主井改造方案合理，技术先进，安全可靠，施工快捷，全部改造利用矿井检修时间完成，没有影响矿井的正常生产。改造后经济效益十分显著，是一次较为成功的技术改造，实践证明提高矿井主提升系统能力是实现高产高效的新途径，可以在同类矿井中大力推广应用。这次成功改造不仅取得巨大的安全、经济效益，而且收到了良好的社会效益，为实现高产高效矿井奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1] 李剑峰.立井提升系统可靠性技术改造[J].煤矿机械，2010，（3）.
关键词：高产；高效；关键；立井；提升
中图分类号：TD531 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0160-02
1 矿井概况
1.1 矿井地理位置
桐庄矿是一座年设计生产能力120万t的新型现代化矿井，矿井位于河北省邯郸市峰峰矿区东南部，国家南北大动脉—京广铁路线和107国道在矿井东部15 km处穿过，与京广线相接的矿区环行铁路马磁支线及峰磁公路从井田北部通过，交通便利。井田南北长11.5 km，东西0～5 km，面积37.4 km2，地质储量4亿t。
1.2 主井提升系统基本情况
主井提升绞车型号：JKM3.25*4（Ⅲ）-WTZ；主电机型号：ZKTD250/45-P，功率1500 kW；最大提升速度9.87 m/s；设计提升能力120万t/a。电控系统采用西门子公司的SIMADYND全数字控制系统，双电流闭环控制。
主井井筒直径5.5 m，原布置一对12 t多绳提煤箕斗，双勾提升。箕斗断面积2 300×1 300 mm，高度10 700 mm，容积12.6 m3，侧扇型闸门异侧装卸载。箕斗卸载采用气动开闭，过卷高度10 080 mm。井下装载为ZLQ-12型立井箕斗计量装载设备，气动开闭闸门装载，井下过放距离为10 100 mm。井底装载采用两台GZY1220振动给煤机，井底装载胶带输送机为TD75-800。
2 矿井高产高效改造的必要性和可行性
梧桐庄矿原设计生产能力为1.2 Mt/a，服务年限为82.3 a。本矿井煤层倾角变化不大，煤层厚度适中，资源丰富；煤层顶板条件较好，瓦斯含量低，适合综合机械化开采。煤质优良，市场前景广阔，故从资源条件及开采技术条件上看，进行高产高效技术改造是可行的；同时矿井主要生产系统已具备良好的基础，自投产以来，主井提升系统一直运行良好，稍加技改即能实现矿井高产高效建设。这些因素为矿井高产高效改造提供了必要条件和可行性。
另外梧桐庄矿矿井涌水量大，治水难度大，排水费用高，通风距离远，且“三下采煤”开采技术的实施需对村民进行一定的经济补偿。如果仍维持矿井原设计产量，原煤成本必然增加，矿井效益差。为提高效益，就必须提高矿井产量。因此，也必须对矿井进行高产高效的技术改造，使梧桐庄矿在今后较长的时期内保持较好的经济效益。
本矿生产国家紧缺的低灰、低硫、低磷、高挥发份和高热量的优质肥煤，是峰峰集团公司配制炼焦煤的稀缺煤种。根据市场需求，为增加企业的市场竞争力，集团公司决定对梧桐庄矿井进行高产高效技术改造，最终矿井产量达到210万t/a。
主井提升是原煤运输关键环节，主井的提升能力制约着矿井高产高效建设，如果提高矿井的生产能力，就必须提高主井的提升能力。矿井进行技术改造产量达到210万t/a，则主井提升系统也必须进行相应的技术改造，提升能力达到210万t/a。故提高矿井的生产能力就必须对主井提升能力进行技术改造。
主井提升设备为JKM-3.25*4（III）型塔式多绳摩擦提升机，改造前箕斗装载量为12 t。实际运行中发现绞车休止时间长，即装卸载时间长。以上情况说明在对提升系统不做大的改造，提高主井年提升能力是可行的。
提高主井提升能力达到210万t/a的措施如下：
①充分利用绞车和钢丝绳的最大静张力，对绞车电控进行改造提高绞车的提升能力。增加箕斗的装载量提高每钩的提升量。
②缩短定量斗装载和井口煤仓卸载时间，提高单位时间内的提升钩数。
③通过调整绞车的爬行、加速、减速等运行时间，缩短绞车单钩运行时间。
3 技术改造实施方案
依据主井技术改造措施，对主井提升系统进行改造，达到年提升能力210万t，主要改造工程以下几个方面。
3.1 箕斗改造
为增加每勾提升量，箕斗断面（2 300×1 300 mm）保持不变，将箕斗装煤斗箱加高，使箕斗容量由12.6 m3加大到14.7 m3，充分利用绞车的最大静张力差，装载量达13 t。
3.2 装卸载气动系统改造工程
装载气控系统改造方案是在原有的气控装置基础上进行的，主要从增加汽缸活塞速度，减少闸门开启的时间考虑，加大了管路的通径，将原来通径DN20 mm的气路改为DN25 mm，使管路的通气面积增加到原来的1.56倍。
箕斗卸载气控系统原设计为一个汽缸两路同时供气，管路通径为2*DN25 mm。本次改造方案主要是加大了管路的直径，将原来管路通径改为2*DN40 mm，使管路的通气面积增加到原来的2.56倍，将进气回路中的节流阀取消，减少管路的压力损失，达到提高气缸活塞速度，减少休止时间的目的。
通过对气控管路的改造，提高气缸了活塞速度，使休止时间减少约5s。
3.3 装载皮带改造工程
主井底原安装两条TD75-800皮带，运输能力300 t/h，改造为两条TD75-1000皮带，运输能力达400 t/h，装载时间由每钩2.5 min缩短为2 min。改造前后装载皮带技术参数对比如表1所示。
3.4 定量斗改造工程
将现有2台定量斗上段加宽300 mm，减短100 mm，容量增至14.69 m3。为实现顺利卸载，在下部加装不锈钢滑板。
3.5 主井底给煤机改造
原设计主井底安装两台GZY1220震动给煤机给煤，当产量增大时将无法满足给煤要求，并且运行中事故率高，现改为两台JDG14/F甲带式给煤机，给煤量400t/h。 3.6 主井液压站改造
主井绞车原设计的液压站（E138型）制动力不足，为满足增大提升能力的要求，重新选用了E146型液压站，满足绞车一次提升13 t制动力的要求。
3.7 主井绞车全数字直流调速系统改造
功率柜电流限幅值由2 400 A调整为3 100 A，电枢电流建立时间由5.8 s缩短为3 s，每钩提升时间节省了2.8 s，并且满足了每钩提升13 t的要求。
3.8 主井绞车主计算机PLC控制系统改造
主井绞车主计算机控制系统改造，由S5PLC改造为S7-300PLC控制系统，调试后使控制程序固化，不会因长期停电或误操作而造成主控程序丢失，并且可根据绳槽磨损情况很方便地进行指示深度的修正，使运行参数的调整简单明了，控制系统更加安全可靠。
4 改造后的实际运行结果
改造后主井底两码定量斗容量增至14.69 m3，在下部加装不锈钢滑板，缩短了装载时间；为缩短装卸载时间，加大了气控装置管路通径，提高气缸活塞速度，使箕斗休止时间减少约5 s；更换了主井底两条转载皮带，装载时间由每钩2.5 min缩短为2 min；改造了主井底两部给料机，将原采用的GZY振动给料机改造为JDG甲带式给料机，使装载能力与改造的装载皮带匹配；电控系统将功率柜电流限幅值由2 400 A调整为3 100 A，电枢电流建立时间由5.8 s缩短为3 s，每钩提升时间节省了2.8 s，满足每钩提升13t的要求。改造前主井绞车每次提升量12 t，提升一次循环时间137 s。改造后每次提升量13 t，经测试，提升一次循环时间120 s（南码117 s，北码122 s）。
改造后主井提升能力提高，每小时提升勾数由22勾增加到30勾，每勾装载由12 t增加到13 t，年提升能力（考虑不平衡系数1.1）：
A=13×30×18×330/1.1=210.6万t/a
主井提升能力能够满足矿井年产210万t的生产需要。改造中选用先进的技术装备保证了主井系统运行更加安全可靠。
5 经济效益分析
①间接效益：改造后矿井年增产量90万t，按市场价800元/t计，年增加产值：90万t×800元/t=7.2亿元。
②直接效益：改造后，每勾提升时间缩短，节电效益明显。经测定，吨煤提升电耗降低0.4 kWh。
年节电：0.4×210=84万kWh；折合资金：0.42×84=35.28万元
这次主井改造方案合理，技术先进，安全可靠，施工快捷，全部改造利用矿井检修时间完成，没有影响矿井的正常生产。改造后经济效益十分显著，是一次较为成功的技术改造，实践证明提高矿井主提升系统能力是实现高产高效的新途径，可以在同类矿井中大力推广应用。这次成功改造不仅取得巨大的安全、经济效益，而且收到了良好的社会效益，为实现高产高效矿井奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1] 李剑峰.立井提升系统可靠性技术改造[J].煤矿机械，2010，（3）.