矸石山系統(tǒng)升級

1、二八年度科學技術進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用 二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進步獎驗收材料一、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技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進步獎驗收材料立項背景八礦礦井原設計年產(chǎn)300萬噸，年出矸量為30萬噸/年，設計排矸能力為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到約70萬噸/年，矸石山排矸能力滿足不了生產(chǎn)需要，需進行提升能力改造，同時對該系統(tǒng)各落后環(huán)節(jié)進行改造。 二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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。礦井原設計年產(chǎn)300萬噸，年出矸量為30萬噸/年，設計排矸能力為3萬噸/年。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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 轉速比：1：20。 二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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。 二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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個導繩輪直徑為1600 mm，上方大架2個導繩輪直徑為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。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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、磨損嚴重，需更換為型鋼軌；矸石山大倉縮口處水泥基礎需加固；矸石山溜矸滑道更換。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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，軸卡進行加固，軸卡固定螺絲加大為M20。3、尾架受力部位進行加固。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。護繩環(huán)與26鋼絲繩配套。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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，其卸矸大架需進行相應改造。卸矸大架的固定方式進行改變，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、卸矸大架鋼材相應加大。部分部位相應加固。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變化。倒繩輪的前沿、上沿與運行軌道的關系不變。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。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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子變頻調(diào)速電控系統(tǒng)進行改造。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)絡化，和信息化等先進技術，采用“交流異步電機全數(shù)字轉子雙饋變頻調(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)。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進步獎

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、卸矸點進行監(jiān)控。新增加后備保護和閘間隙在線檢測系統(tǒng)。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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)二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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：導向輪與鋼絲繩直徑之比不小于50，可知2650=1300。導向輪的直徑不符合規(guī)定，需更換。 二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進步

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。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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）二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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。二八年度科學技術進步獎驗收材料五、經(jīng)濟與社會效益二八年度科學

15、技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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)能和獲得長遠經(jīng)濟效益做出了積極貢獻。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進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)絡化和信息化等先進技術，采用“交流異步電機全數(shù)字轉子雙饋變頻調(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)。二八年度科學技術進步獎驗收材料二八年度科學技術進步獎驗收材料經(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