主题和技术

“Glückauf!”- 德国200年的煤炭开采史

2018年12月21日,随着德国最后一座煤矿普罗斯佩尔-哈尼尔(Prosper-Haniel)的关闭,延续了200年的德国工业历史走到了尽头。

多年来,深部开采的大产量的煤炭开采,对提升技术提出了特殊的挑战,尤其是竖井提升。德国的竖井提升设备制造商已经被今天的西马格特宝集团所收购,在过去的几十年里,他们激情澎湃的开发出许多技术创新,到目前为止,这些技术创新已经成为世界范围内的技术标准。

德国煤炭生产的压力迫使其要更经济、更安全,尤其是自上世纪60年代以来,推动了煤矿的机械化和产能大发展。家庭用煤需求的下降使得整煤的开采需求降低,因为整块煤无需重新装载,尽可能地用车厢从井下直接吊到地面上来。采用皮带系统、提升能力强的箕斗竖井提升系统得到优先发展,从而造就了提升系统的专业化。在德国,提升速度在早期就达到了技术上合理的水平,但重点是同时增加有效载荷,可通过采用多绳提升机来实现。

在鲁尔河和利佩河、莱茵河下游、威斯特伐利亚、萨尔河和亚琛地区的德国采矿公司中,许多不同产品的制造商都参与了采矿的发展。

下面提到的设备和系统是今天的西马格特宝集团从德国煤炭开采中获得的具有开创性的典型案例。该集团同样从一个供应商起家,推动了包含电气系统的整个系统的集成。因此,作为世界竖井提升系统的领导者,西马格特宝公司专注于满足安全相关设备不断增长的需求,并遵循尽可能高的标准,开发了如制动系统、过卷过放等系统,以及全面的技术服务。

近年来成功完成了多个挑战,如带箕斗的生产矿井的装卸载系统,单滚筒的”Consol 3”项目,其单套双箕斗系统提升高度近1200米,提升能力达到1300 t/h以上。几十年来,6绳戈培摩擦式提升机系统和有效载荷高达40吨的箕斗,为竖井提升设备树立了国际标杆。这一成功的道路是由长期经验、许多不同的技术评价和创新思想来铺设的。

在此期间,多绳提升设备更受青睐。尽管在转换过程中,现代化的井架得到大量应用,因为这种系统大多是低维护的箱梁设计,且可以在较短的时间内完成转换。

富尔斯特利奥波德(Fürst Leopold)煤矿1号井的改造尤其引人注目。原井架在后续使用过程中改成现代化的井架,井筒中拆下了4套罐笼配套的部件,并安装了一套钢丝绳罐道的双箕斗提升系统,提升能力超过1000吨/小时。现有的4绳戈培式提升机被重新部署,继续用作第一个大型落地式提升机提供更可靠的服务。从那以后这种布置方式包括多绳系统得到越来越多的应用。

在Neu Monopol矿场,安装了一个大型支架。四组绳轮一组置于另一组之上,从而最优地利用罐笼提升和双箕斗提升的空间,并尽可能的将设备安装在联合机房内。三绳、四绳的戈培提升机结构基本相同。这三个电机是可互换的。大型的、几乎免维护的三相电动机开始使用,它们通过直接转换器进行频率调节,从此开始取代世界范围内直接驱动器上通常使用的直流技术。

20世纪80年代,在矿井向北扩张的过程中,仅仅建立了外部的井筒系统。这些设备被用作材料和载人系统,以确保供应和进入采区。这些井架成为了著名的地标,比如奥古斯特维多利亚8号(Auguste Victoria 8)、隆伯格(Romberg)、沃德(Voerde)和亨塞克斯坑(Hunxe pits),或者戈特尔本(Gottelborn)和恩斯多夫(Ensdorf)的萨尔(Saar)。

隆伯格矿(Romberg)在世界范围内首次建成了一台带外转子集成三相电机的四绳内装式提升机。这台设备的设计特点是机械稳定性特别好,结构紧凑。提升系统后来被重新部署,并在Lerche pit重新使用。

恩斯多夫北矿坑是最深的煤炭矿井,最大井深约1700m,首次采用了三相交-直交变频驱动技术。此外,液压工程如P.E.S.压力交换系统在采煤,特别是在井下降温方面的应用,使该技术的技术成熟度进一步提高。

这些实例表明了矿井提升技术在德国煤炭开采中的领先地位。德国供应商在国际领先几十年,其提升能力和技术解决方案在国际上处于领先地位,包括在材料和载人井筒在载重和体积方面具有特殊要求的领域。

从1980年代开始,德国煤炭产量调整,制造商推向国际市场,实现行业整合。西马格特宝集团从那时起制定战略布局,整合德国、南非和美国的竖井提升技术,成就了今天的西马格特宝集团。

由全球子公司和合作伙伴组成的网络,以及独特安装的参考系统,特别是高性能的机器和设备,确保了西马格特宝集团在国际上的成功发展。中国、俄罗斯、南非和加拿大以及澳大利亚、摩洛哥、西班牙、土耳其和越南都取得了特别的成功。德国矿业的历史、可靠性和技术领先地位,以及表现优异的西马格特宝集团,一直以来都是全球各客户的重要决策因素。


理所当然的, 西马格特宝集团将坚持和继续支持共享德国传统矿业,未来将会评估、减缓和补偿矿业业在当地对自然环境的影响。

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