矿山提升系统改造

摘要：某金矿设计生产能力2万吨/年，开采方式为地下开采。开采矿种为金矿石，采用竖井（明竖井+二段盲竖井）开拓，形成三段竖井接力提升的开拓系统。提升设备较多，提升过程中倒运次数较多，一段明竖井钢丝绳在卷筒缠绕层数为2层，为淘汰落后的设备、设施。对提升系统进行改造是非常必要的，也是紧迫的。

关键词： 矿山提升系统；技术改造； 效果分析

【分类号】：TG333.2

一.改造前的提升系统状况，

明竖井井口标高435m，开拓至180m中段（230m标高），井深205m，提升设备为2JK-2.0型双滚筒卷扬机，滚筒直径2m、滚筒宽度1.0m，钢丝绳直径24mm。一段盲竖井井口标高230m （180m中段），开拓至-50m标高（460m 中段），井深280m，采用2JTP―1.6型双滚筒卷扬机，滚筒宽度0.9m，钢丝绳直径24mm。二段盲竖井井口标高-50m标高（460m 中段），开拓至-243m标高（653m 中段），井深193m，采用2JTP-1.6型矿用提升机，滚筒宽度0.9m，钢丝绳直径24mm。

明竖井提升设备钢丝绳在卷筒上缠绕二层：

钢丝绳在卷筒缠绕层数为2层，矿山在卷筒上已加过渡块。根据《金属非金属矿山在用缠绕式提升机安全检测检验规范》将竖井中升降人员或升降人员和物料的提升装置卷筒上缠绕钢丝绳的层数，由《金属非金属矿山安全规程》规定的“宜缠绕单层”改为“应缠绕单层”。矿山在实际中采取符合GB14623-2006第6.3.5.4款相应的措施，在卷筒上加装过渡绳楔，保证了钢丝绳缠绕安全。要求最迟应在2015年底更换完成。

二.提升系统技术改造

在矿体下盘地表岩石移动界线外，掘进明竖井，井口标高449.6m，井底标高-243m，井深692.6m（含33m井底水窝），竖井采用圆形断面，净直径φ4.6m，井筒内装备钢罐梁，方钢罐道，井内设置梯子间、管缆间；中段高40m，主井与460m中段、540m中段、620m中段相连通。

提升：采用4#双层罐笼，每次提升4辆YFC0.7m3矿车。采用JKMD2.8×4型提升机，卷筒直径2.8m，提升速度取 8m/s。选择4根6V×34+FC-1770，Φ28mm钢丝绳作为提升绳，采用等重尾绳系统，平衡尾绳选取34×7+FC-1570两根，Φ40mm。各中段采用折返式井底车场，车场内设推车机推矿车上下罐笼。

井口标高449.6m，最低服务标高-210m；采用4#双层罐笼带平衡锤提升，担负矿井矿石、废石、人员、材料、设备的提升任务，每次提升4辆0.7 m3翻转式矿车，矿车自重710kg。

提升设备选型按生产规模8万t/a矿石，2万t/a废石，提升高度按1000m计算。

选型计算：

提升容器采用4#双层多绳罐笼，罐笼型号YMGG3.3-2，罐笼自重Gg=10t，底板尺寸：3.6×1.15m。乘人数44人。

（一）一次提升荷载

矿石：Q1=CγV容 =0.9×1.89×0.7×4=4.76t （满载时5.29t）

每班需提升次数： n1=1.2×89/4.76=23次/班。

废石：Q2=CγV容 =0.9×1.75×0.7×4=4.41t （满载时4.9t）

每班需提升次数：n2=1.2×18/4.41=5次/班。

（二）提升钢丝绳

绳端荷载：Qd=Qg+Qc+Q=10000+4×710+5290=18130kg（满载时）

其中：钢丝绳悬

垂长度：H′=1000+25+15=1040m

选择6V×34+FC-1770四根钢丝绳作为提升绳，钢丝绳直径Φ28，PK=3.11kg/m ，Qk=588KN=59990kg。

采用等重尾绳系统，平衡尾绳选取34×7+FC-1570两根，Φ40，PK=6.23kg/m ，Qk=1006KN=102568kg。

安全系数验算：

提升矿石时：

提升人员时：

（三）提升机选择

D≥100d=100×28=2800mm

选用JKMD2.8×4式提升机，主导轮直径2.8m，绳间距300mm，速比7.35，钢丝绳最大静张力335KN，钢丝绳最大静张力差95KN，天轮直径选取2800mm。

平衡锤重量：Q锤= Qg+Qc+0.5Q=10000+4×710+0.5×4760=15220kg（取15300kg）

重载侧静张力：S1= Qg+Qc+Q+ nPKH′

=10000+4×710+4760+4×3.11×1040=30538kg

空载侧静张力：S2= Q锤+ n′PK′H′=15300+2×6.23×1040=28259kg

最大静张力（满载）：Fjmax= S1 +5290-4760=31068kg=305KN

最大静张力差：Fcmax= Fjmax - S2=31068-28259=2809kg=27.6KN

所选提升机满足要求。

（四）防滑计算：（u=0.2，α=180?）

提升系统动力学计算提升钢丝绳对衬垫单位压力 （满足压力要求）。

静防滑计算：正常提升时――重载侧提矿石，另一侧平衡锤

根据查表所得 =1.874

最不利情况：罐笼侧为空，另一侧平衡锤

静张力比：

正常提升：

最不利情况：

（五）预选电动机

提升速度初选8m/s

选取直流电机Z500-2A，功率403KW，电压440V时，转速为405r/min ，实际提升速度

（六）班提升时间

采取4#双层罐笼带平衡锤提升方式，提升速度8.07m/s，每次提升四辆0.7m3的翻转式矿车，年提升矿石量8万吨，每班提升作业时间5.38h，每天作业时间16.12h

（七）提升系统附属设施

1.采用方钢罐道，在井口及井底设置楔形罐道，井底设尾绳防扭梁。

2.井架高度25m，过卷距离9m，井筒中心至主导轮中心距离25m。

3.钢丝绳上出绳弦长34.9m，仰角44.01?，下出绳弦长30.97m，仰角45.79? 。

4.提升机房13.5×12.5×7m，内设16t手动双梁起重机一台，Lk=12.5m。

5.各中段井口与罐笼采用摇台连接，井口设安全门、阻车器、推车机。

6.提升系统采用直流控制系统，地表及井口设声、光、电信号，提升机闭锁；并设视频监控系统。

三.效果分析

竖井采用一台JKMD2.8×4型提升机，配备4#双层罐笼；中段矿（废）石采用1.5t（3台）电机车牵引YFC0.7-6型矿车（55辆，备5辆）。经分析所选设备均为按生产规模8万吨/年矿石，2万吨/年废石，提升高度按1000m计算而得，其提升运输系统能力能够满足年生产矿石2万吨的要求。所采用的矿石、废石提升、运输系统及其配套设施，通过分析其能力符合安全生产要求。

四.结语

改造后的提升系统，解决了提升装置卷筒上缠绕钢丝绳的层数问题，能满足安全生产的要求。具有提升安全、设备重量轻、占地面积小的优点，确保了矿山生产的顺利进行，矿山提升系统的改造取得了成功。