煤矿四大件主提升绞车的使用维修及机械改造研究

煤矿四大件主提升绞车的使用维修及机械改造研究

武天津

（淮北矿业股份有限公司许疃煤矿，安徽亳州 233529）

摘 要：随着经济的发展，煤矿四大件在矿井安全生产方面的作用和要求更为严格，尤其是煤矿四大件中主提升绞车的正常运行，更是矿井安全生产的关键因素。煤矿主提升设备和技术水平经过近些年的发展有了明显的提高和改善。在对煤矿主提升绞车使用维修和机械改造，关系着矿井的正常生产，本文就生产矿井的主提升绞车的使用维修及更换改造方法进行了论述，以此为我国煤矿主提升绞车的使用维修及更换改造改建具有一定的参考价值[1]。

关键词：煤矿；四大件；主提升绞车；使用维修；机械改造

0.引言

煤矿四大件主要包括主排水泵、主通风机、主压风机、主提升绞车四类设备。为保证煤矿安全生产正常高效运行，对煤矿四大件设备使用维修及机械改造，是确保安全生产的前提和保证，提高煤矿主井提升效率，具有一定的经济效益[2]。同时更具有一定的社会效益和安全效益，特别是在煤矿智能化建设大力推进的当下，主提升绞车的正常运行直接影响煤矿矿山的安全生产，因此对煤矿四大件中的主提升绞车进行使用维修，和机械改造的研究具有势在必行的现实意义和生产需要，不仅是煤矿对于安全生产的迫切需要，而且也是煤矿在新时代智能化建设的要求下适应新的经济发展的需要。

1.主提升机绞车的性能分析

一般在主提升机绞车上采用交流绕线异步电动机转子串联电阻的调速方案，在调速范围切换时，多是采用交流接触器进行切换要求的实现，而且无制动转矩在低同步状态下。但是，牵引系统在低速爬行的情况下会对提升技术采取新的要求，同时要能够保证在制动状态下降低阻力，在电动状态下提升重力。在过往的煤矿主提升机绞车中存在的主要问题有，在调整齿轮时速度不连贯，运行时机械振动过大，对矿车冲击较大，制动装置安全性差。调速过程造成电能的浪费和对周围环境的高噪声污染。在启动和换挡过程中，产生大量的冲击电流，大约是额定电流的两倍，导致主开关跳闸的可能性。维修工程比较大并且不方便。由于频繁的操作，容易造成触点和线圈烧坏，影响正常生产，从而带来巨大的经济损失[3]。

2.主提升机的工作原理

主提升机主要是从井下提升至地面的设备。其工作原理是通过提升机绳、滑轮和电机的组合，实现物料在竖直方向上的运输。主提升机的主要组成部包括提升机绳、提升机滑轮、电机和支架等。电机通过传动装置将动力传递给提升机滑轮，然后通过提升机绳将物料从井下提升至地面[4]。

2.1相关绞车使用措施。绞车用高强度螺丝将绞车底座与平板车连接，实行挂牌制度，由维修队电工负责电气部分的检查和维护。绞车司机负责检查所有绞车、绞车固定装置、钢丝绳和所有安全设施的完整性。如果不符合标准，则禁止使用绞车固定装置、钢丝绳、信号和各种防护设施。确认绞车状况良好后，方可启动绞车。在操作过程中，还要及时观察运行状况、滚筒缠绕情况，发现问题及时处理。所有绞车必须执行“停车停电”制度，司机在离开岗位时，必须停掉开关电源。

2.2钢丝绳安全系数验算。钢丝绳安全系数验算公式如下：Pmax=Wg(sinα+f1cosα)+qlg(sinβ+f2cosβ)；其中Pmax：实际提升时的最大静拉力；W：绳端载荷；g：重力加速度：9.8m/s2；α：产生最大拉力处倾角度；β：产生最大拉力处到绞车滚筒切点的平均倾角度数；f1：车辆与轨道的阻力系数，一般取0.021；f2：钢丝绳运行中的阻力系数，一般取0.001；q：钢丝绳单位长度的质量，单位为kg/m，产生最大拉力到滚筒切点的钢丝绳长度单位为M，绞车缠Φ24.5mm绳，缠绳量为100m，绞车用于运输拉移电站列车，重量约为70吨，产生最大拉力到滚筒切点的钢丝绳长度为40m（钢丝绳通过压车盘上的滑轮钩在电站列车上），产生最大拉力处倾角为8°。JM-14T绞车：绞车提升力约为140kN，最大提升角度8°，平均倾角3°；P破=382000N；f1=0.021，f2=0.001；q=2.27 kg/m，则Pmax=70000×9.8×(sin8°+f1cos8°)+2.27×40×9.8(sin3°+f2cos3°)=112105N≈112kN＜140kN；提升能力满足要求；钢丝绳安全系数：由于拉移电站时采用动滑轮，所以现场钢丝绳的最大静拉力Pmax2应为：Pmax2= Pmax/2＝56kN，K=P破/Pmax2=6.8＞6。安全系数满足要求[5]。

3.主提升机的使用及维修

3.1使用操作流程。主提升机的操作流程主要包括以下几个步骤：一是检查矿用提升机的外部表面和内部结构，包括提升机绳、提升机滑轮、电机和支架等。二是启动电机，将动力传递给提升机滑轮，使提升机绳开始运转。三是在物料下降到地面时，及时停止电机，防止物料在地面撞击。四是将提升机绳上的物料转运到指定的区域。五是将提升机绳缓慢地放下，以保证提升机绳的寿命。

3.2主提升机的维修保养。主提升机的维修保养包括一是清洁保养方面，要定期清洁矿用提升机的外部表面和内部结构。二是润滑维护方面，提升机的各种传动部件需要定期润滑和滤芯，以减少磨损和摩擦，延长设备使用寿命。三是提升机的电气设备需要定期检查，包括电缆、电机、控制器等，以确保其正常工作状态。四是提升机的提升机滑轮需要定期清洁，以保证其表面光滑，减少磨损和摩擦。同时需要检查滑轮轴承的状况，如有异常需要及时更换。五是提升机的绳索需要定期检查和更换，以确保其强度和耐久性[6]。同时，需要保持绳索的干燥和清洁，防止腐蚀和损坏。六是提升机的支架需要定期检查和更换，以确保其稳定性和承载能力，连接件和紧固件如有松动需要及时处理。七是提升机的安全设备包括限位器、断电器、安全门等，需要定期检查和测试，以确保其可靠性和灵敏度。八是提升机在使用中可能会发生紧急故障，如电机过载、绳索断裂等，需要及时处理并修复，以确保工作安全和设备可靠性。同时，需要注意操作规范，确保操作人员的安全。在矿用提升机的日常维护中，注重细节和预防措施，可以有效延长设备的使用寿命，提高采矿效率，保障工人的安全。

4.主提升机的机械改造

4.1混凝土基础处理。使用原绞车主轴承座的基础，保持新绞车底座和地脚螺栓的尺寸不变。使用ZZL而不是ZH-LR变速器，由于基础位置变化较大，可以在过渡期定制钢结构基础，然后浇筑新的基础，由于制动方式对盘式制动器基础的影响，需要对基础进行重新浇筑，拆除原绞车后需要用镐将旧基础拆除。UGM高强度无收缩灌浆材料可缩短浇筑时间，提高地基强度。

4.2吊装技术的采用。施工选用起重机械，在原绞车房北侧用300吨吊车将旧主轴装置整体吊装，然后将减速机和旧电机吊出。在新井的安装过程中，事先安装好衬木，用起重机将主轴装置整体吊入绞车室，然后将新减速机和电机依次放入绞车室。在施工过程中，使用千斤顶将木垛和滚动梁组合在一起。在卷筒前面的绞车房墙上挖出一个洞。主轴装置首先用千斤顶和木垛吊装，主轴装置落在两个专用工字梁上，工字梁慢慢从绞车房里滚出来，然后用起重机吊走。按照拆除的方法将新的主轴设备滚入绞车室，然后用千斤顶将其放置在基础上，在此过程中，需要注意中心线和主轴十字线的提升[7]。

4.3安装放线和主轴对齐。提升中心线和主轴十字中心线预先放置，在拆除原有的设备后，测量了新绞车和混凝土基础的尺寸，然后安装主轴装置，将十字线挂在0.5mm钢丝上，根据主轴两端找到法向轴线的十字线，确定正确的起吊中心线。在主轴装置上，首先测量旧绞车主轴的底座。在水平仪和框架水平仪的帮助下，0.15到1000之间为水平偏差的控制量，0.3到1000之内为垂直方向的控制量，两块背板沿长度方向控制在1.0到1000之内。安装新的主轴装置后，需要测试轴承座的水平度，打开轴承座顶盖，将框架水平仪放在轴承座表面，并测量轴承座的轴向和纵向水平。主轴的方向控制在0.1到1000之间，垂直主轴的方向被控制在0.15到1000之间。主轴的水平度用两台架式水平仪测量，水平仪放置在绞车卷筒内主轴加工的表面上，水平度控制在0.1～1000之间。并采用整体垫片法调整水平度[8]。

4.4齿轮联轴器的对准点。确定主轴的位置后，根据主轴的位置找到减速器，用一点法和两点法，结合百分表和塞尺，分别对齿轮联轴器进行找正。如果两轴的轴向度数与端面之间的间隙差不符合相关标准，则应通过添加垫片来调整底座。只有在确保齿轮联轴器轴的对准后，才能确保减速器的对准。在减速器输入端的基础上，根据相同的方法，找到电机和减速器之间的耦合。

4.5闸盘偏航测量和调整方法。通常绞车使用新型盘式制动器，制动盘的偏航精度更高，通常控制在0.5mm以内是合适的。调整的主要方法是制动器磨合的方式，通过试运行的方法，在运行过程中，将制动盘固定在制动盘上，以提高制动盘的温度，消除制动盘的局部应力，然后重新固定螺栓。在相关设备的帮助下，将温度控制在一定范围内，用局部加热的方法，以分析偏航的多余部分，并用氧气乙炔加热闸板正差偏航的后部以及与闸板和滚筒相连的部件，以控制偏航量，然后冷却，一般控制在0.5mm以内。

4.6安装变频系统。主提升机主轴装置会产生异响的原因有齿轮与滚筒连接的紧固件出现松动。游动滚筒的轴瓦间隙过大。要判断是哪种原因造成出现异响的，首先对游动滚筒的轴瓦以及主轴瓦间隙进行借助塞尺检查。其次，使用油枪加油后，再打开离合器进行正负旋转，重新关闭离合器，如果异响不再出现，说明瓷砖间隙不大，不影响使用，如果异声继续出现，说明间隙过大，必须更换。确定是什么原因引起异响，采取有针对性的措施解决，变频系统可以很好的解决这个问题。变频系统中的能耗制动、反馈制动和电容吸收技术可以有效解决非正常运行下的功率处理问题，确保系统的正常运行[9]。

5.结论

根据煤矿四大件的运行要求以及周边环境条件限制，对于煤矿四大件中的主提升绞车要在使用操作上合规，同时确保日常维修保养，并采用科学的改造工艺和合理的改造方法，确保主提升绞车参数符合相关标准，确保安全运行。

参考文献：

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[2]任世杰.提升绞车故障原因与优化分析[J].机械管理开发，2021(01)：266-267.

[3]王成峰，周长勋，李华.无极绳绞车液压控制系统的设计[J].起重运输机械，2012(03)：123-124.

[4]郭策，范然然，张海燕.浅谈旧矿井主提升绞车自动化改造[J].中国科技信息，2012(08)：456-458.

[5]钟伟.矿用绞车盘形制动器液压系统问题与解决措施[J].矿山机械，2012（06）：789-791.

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[9]黄方平，等.变频闭式液压动力单元在液压提升机械中的应用[J].机床与液压，2007（4）:111-113,135.

[10]张天虎.浅谈提升绞车二级制动的测定[J].煤炭技术，2000(02)：3-4.

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