塔式提升机提升系统提效优化

廖志强　郭子林　解利俊

(河钢集团矿业有限公司石人沟铁矿)



塔式提升机提升系统提效优化

廖志强郭子林解利俊

(河钢集团矿业有限公司石人沟铁矿)

摘要分析了塔式提升系统中制约提升效率的关键因素，通过实地试验，确定了塔式提升系统的改进方案，改进后提升效率显著提高，可供同类提升系统改造参考。

关键词速度改造衬板计量斗塔式提升系统

矿井主井运输系统中，塔式提升系统具有提升能力大、自动化程度高、操作简单等优点。在铁矿节能降耗、高效开采的大环境下，为提高效率，降低故障率，对塔式提升系统提升效率提出更高的要求，对其装载站、PLC控制程序、箕斗衬板及通讯电缆进行优化改进。

1　塔式提升系统工作原理

塔式提升系统包括装载站、卸载站、提升机、控制器等。矿石由胶带运输机机运输至装载站计量斗中，打开计量斗闸门，将矿石转入到箕斗，多绳摩擦式绞车将箕斗提至井口卸载站卸掉矿石，提升机将箕斗下放至井底进行下一个循环。整个过程由塔顶绞车房中的PLC控制器控制绞车作业。塔式提升系统结构见图1。

2　优化改进方案

2.1优化装载站

(1)改进计量斗。井下装载站的计量斗一直存在料卸不净的问题，有时多达6 t以上，严重影响提升效率和设备安全运行。改变计量斗底部溜槽倾角由65°为75°，重新安装底板与衬板，溜槽与斗壁连接角由直角变为弧形，消除连接死角，消除存料问题。

(2)伸缩式溜槽改为固定式溜槽。在对提升参数与提升设备不做任何变更的情况下，取消计量斗流槽伸缩环节，调整好溜槽与箕斗间隙，对PLC控制程序中的安全闭锁控制点进行改进，将伸缩溜槽的电气控制线路做常闭处理，在对卸料过程无影响的安全位置将流槽固定，缩短了单斗提升时间和提升效率。

图1　塔式提升系统结构1—多绳摩擦式提升机；2—底卸式箕斗；3—卸载站； 4—装载站；5—平衡锤；6—提升钢丝绳

2.2优化提升机速度

经过深入研究和详细计算，塔式提升绞车PLC自动控制系统的速度曲线和参数在满足安全要求的前提下可从以下两个方面优化：由原来起步后10 m开始加速优化为起步后4 m开始加速，缩短了起步爬行距离；减速后Ⅰ段爬行速度由原来的0.8 m/s增加到0.9 m/s，增加了Ⅰ段爬行速度。优化后单个提升循环缩短时间30 s以上。

2.3箕斗衬板改进

为增加箕斗寿命，在箕斗内侧镶耐磨衬板，将厚度为30 mm的锰钢板改型为厚度为15 mm K400型的耐磨板，既提高了箕斗衬板寿命，又减少了箕斗自重。单个箕斗衬板平均更换周期由1个月延长至6个月，箕斗自重减轻了2.3 t，减少了提升绞车电机的负载。

2.4通讯方式

塔式提升机电控系统主站与从站之间使用TP电缆通讯，此通信电缆固定在主井井壁延伸至井下装载站。因井筒过长，TP通讯电缆通过的电信号受到线损的影响，在井下从站使用的信号时常不稳定，再有卸载站在卸料过程中时常有部分碎石经井筒掉落，砸断通信线，修复后的部分受井下湿度影响腐蚀生锈，增大电缆的电阻。

经研究，在现有TP电缆不拆除的情况下，再敷设一根光纤，可避免因为距离长而导致的信号衰减。此光纤通过其它不受落石威胁的井筒布线至装载分站，既避免了井筒掉料砸坏光纤，也消除了信号衰减，一用一备保证了通讯的可靠性。

3　改进效果

经改进后的塔式提升系统，单斗提升周期由原来的平均5′15″缩短为4′10″，综合提升力提高了20.6%。同时，系统的电气故障率大大降低，维修工作量与物料消耗降低。改造完成后至今，设备运转状况良好，电机温度没有发生过高的现象。改造前后2 a提升量对比如图2塔式提升系统经过装载站、PLC控制程序、箕斗衬板及通讯电缆的优化改进，不仅大大降低了设备故障率，而且简化了提升工艺流程，减少了设备故障点，同时降低了磨损件的使用和储存成本。改进后的塔式提升系统在生产中运行效果良好，完全满足了现场生产的要求，可供同行参考。

图2　2014年和2015年主井提升量■—2014年；□—2015年

4　结　论

(收稿日期2016-05-10)

廖志强(1985—)，男，工程师，064200 河北省唐山遵化市。