浅谈竖井凿井初期的快速提升

关志刚

摘要：分析了以前在竖井凿井初期长绳悬吊稳车提升存在的问题，介绍了新型卷扬机替代长绳悬吊稳车，并从安全、节能等方面进行了对比和总结。

关键词：长绳悬吊稳车；新型卷扬机；竖井凿井

前言

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，现在人们越来越认识到能源的重要性。 世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。 然而，由于这一经济的资源载体将在21世纪上半页迅速地接近枯竭。 这就迫使我们，必须寻找新能源，

新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。但新能源的研发和使用有待于进一步开发，在未来的短时间内替代现有能源还有不小的困难。我们必须在积极研究开发新能源的同时，尽量有效的利用现有的能源，提高现有能源的利用率，达到节能的效果。

1.新技术

1.1.变频技术简介

在各种提高利用率新技术中，变频技术无疑是其中比较成熟的一种，尤其是在现代社会中，大部分都是用电设备的环境中，提高对电能的利用率，更具有重大的实际使用意义和价值。

变频调速器（frequency changer / frequency converter）是一种用来改变交流电频率的电气设备。此外，它还具有改变交流电电压的辅助功能。

变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。交流电动机转速公式：n=60f/p（1-s），式中，n异步电动机的转速； f异步电动机的频率； s电动机转差率； p电动机极对数。转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

1.2.长绳悬吊稳车

在竖井凿井施工的初期，各项工作都处于准备阶段，凿井绞车也正处于安装调试阶段，因此了在凿井初期不可能使用凿井绞车进行矸石的提升，及下放相关凿井施工用材料。就必然要有在大绞车投运前替代大绞车提升的设备。我单位在当时的条件下采用长绳悬吊稳车替代大绞车，担负在凿井初期提升矸石及下方材料的任务。长绳悬吊稳车与普通的10T悬吊稳车并无多大区别，仅仅在提升速度上有所提升，在快速的时候可以达到每分钟20米，慢速时每分钟7米。假设井深50米，使用长绳悬吊稳车稳车提升，一个提升循环，除去摘挂钩和翻矸时间，单纯的提升过程就需要5分钟的时间，慢速的话则需要14.29分钟。如此长的提升时间已不能满足我们现在扩大生产的建设需求。另外，长绳悬吊稳车担负的是高空提升物料及下放施工用材料的任务，因此对其安全性提出了极高的要求，无论在停电、或者是稳车本身出现机械或电气故障时都不允许卷筒转动。

1.3.JZ9卷扬机

考虑到提高凿井初期大绞车投运之前的提升速度，我单位与南通力威机械有限公司联合研制了JZ9卷扬机。JZ9卷扬机放弃了普通稳车通过电阻控制电机的方式，采用了新型的变频器控制电动机驱动滚筒。新型的JZ9卷扬机的提升速度相对于长绳悬吊稳车提高了1.5倍，用作竖井初期提升时，提升速度明显加快。另外，在制动方面，保留原有的重锤式工作制动器，安全制动器采用了双液压块式制动器，该制动器与凿井绞车的盘式制动器属于同一类型，都采用蝶形弹簧产生制动力，油压解除制动。制动力矩可调性好；惯性小，动作快，灵敏度高，可靠性高；通用性好；结构简单、维修调整方便。2.结论

通过上述描述，我们可以发现，JZ9卷扬机相对于长绳悬吊稳车，在提升速度和制动器安全性上都有较大的改善。下面我们在相同条件下对两种提升方式所需的提升时间做比较。

由此可以看出，在相同条件下，提升深度越深，提升量越大，JZ9卷扬机的优势越加明显.。虽然表面看起来JZ9卷扬机比长绳悬吊稳车耗电量大，但是相对于同功率采用其他方式控制的电动机，变频器控制要节电30%左右。而且JZ9卷扬机提高了提升速度，缩短了工期，后续产生的经济效益尤为明显。

另外，JZ9卷扬机的工作制动器采用了大绞车同类型的液压块式制动器，并且还设置了高度限位开关和超速开关，在发生过卷或超速的情况时能够自动停车。更加的保证了设备运行时的安全性。在凿井初期完全可以替代凿井提升绞车。

我单位已经在几个工地进行了试验，效果非常明显。清徐南岭矿，由于井深较浅，在井深超过200米后更换小吊桶提升，JZ9卷扬机已经替代凿井提升绞车。相对于高电压、大功率的凿井提升绞车，JZ9卷扬机不仅安装简单，耗电量底，并且采用了变频控制方式，节能效果更加明显。