某金礦斜井提升系統(tǒng)能力核定

李志民，王 杰

（1.長(zhǎng)沙礦冶研究院金瑞新材料科技股份有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410012；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司， 安徽 馬鞍山市 243000）

1 提升系統(tǒng)概況

某金礦位于河北省邢臺(tái)市，有I號(hào)、Ⅱ號(hào)、III號(hào)共3個(gè)含礦脈帶，金礦地質(zhì)儲(chǔ)量較少，適合個(gè)體小型開(kāi)采。該礦采用淺孔留礦法開(kāi)采。階段高度30～60m，礦塊沿走向布置。該礦采用地下方式開(kāi)采，至今已有17a，采用主斜井－盲豎井開(kāi)拓方式，形成了主斜井－盲豎井－回風(fēng)井單翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。礦山目前主斜井提升采用JTK1600×1200型絞車、單鉤串車提升方式，斜井井筒內(nèi)設(shè)置人行踏步和扶手，為礦井第一安全出口；斜井總提升高度95m（地表＋65m～地下－30m），電動(dòng)機(jī)功率N＝90kW，提升鋼絲繩采用6×7＋FC纖維芯鋼絲繩，鋼絲繩直徑Φ26mm，最大提升速度2m／s，每次提升0.7 m3側(cè)卸式礦車4輛，礦車有效裝載量0.95t，自重750kg，一次提升循環(huán)近似時(shí)間313s。

2 斜井提升設(shè)備校核

2.1 鋼絲繩校核

根據(jù)安全規(guī)程，卷筒直徑與鋼絲繩直徑之比，應(yīng)不小于80［1］，而目前卷筒直徑1600mm，鋼絲繩直徑26mm，比值為61.54，明顯不合理。必須更換鋼絲繩。

每米鋼絲繩質(zhì)量PS按下式計(jì)算［2］：

式中：δ為鋼絲繩抗拉強(qiáng)度，1870MPa；Qmax為礦車最大載重，1190kg；Q車為礦車自重，750kg；L 為斜井井筒長(zhǎng)度，203.7m；α為斜井傾角，25°；f1為提升容器運(yùn)行阻力阻力系數(shù)，0.01；f2為鋼絲繩移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力系數(shù)，0.3。

計(jì)算結(jié)果得出Ps＝1.28kg／m，重新選擇Φ20 mm（6×7＋FC）鋼絲繩，Ps＝1.55kg／m，破斷拉力總和Qp＝269000N。

2.2 安全系數(shù)校核

安全系數(shù)m按下式計(jì)算［2］，計(jì)算結(jié)果為7.7。

根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，提升物料時(shí)，要求鋼絲繩安全系數(shù)不小于6.5，鋼絲繩符合礦石提升的安全系數(shù)要求。

2.3 提升機(jī)校核

（1）最大靜拉力：

式中：Lt——提升長(zhǎng)度，Lt＝L下＋L＝218.7m；

L——斜井長(zhǎng)度203.7m；

L下——下部車場(chǎng)長(zhǎng)度15m；

Ls——試驗(yàn)長(zhǎng)度，取30m；

ε——鋼繩圈間隙，取2mm；

Dj——卷筒直徑，1600mm；

ds——鋼絲繩直徑，20mm。

礦山現(xiàn)有提升機(jī)JTK－1.6×1.2，卷筒直徑1.6 m，寬度1.2m，最大靜拉力為42000N，符合要求。

（2）卷筒寬度。礦山卷筒采用單層纏繞，卷筒寬度：

2.4 電動(dòng)機(jī)校核［2］

式中：N′為預(yù)選電動(dòng)機(jī)的功率，kW；Kb為電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，取1.2；η為傳動(dòng)效率，取0.9；FC為最大靜拉力34776N。礦山現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)90kW滿足要求。

3 斜井提升能力

礦山采用斜井提升，采礦工藝成熟，斜井位于移動(dòng)帶外，井口設(shè)施等布置合理，但鋼絲繩必須更換，待礦山更換完畢，試運(yùn)行順利結(jié)束后，方可進(jìn)行斜井提升能力核定。

斜井采用單鉤串車提升，提升能力核定按下式計(jì)算：

式中：A為主斜井提升能力，萬(wàn)t／a；tr為年工作日，330d；ts為日提升時(shí)間，取16.5h／d；Q 為每次有效提升礦石量，3.8t；C為提升不均勻系數(shù)，斜井提升且開(kāi)拓系統(tǒng)采用兩套提升裝置時(shí)，罐籠取1.2；k為提升設(shè)備能力富余系數(shù)，取1.2；T為提升一次循環(huán)時(shí)間，經(jīng)計(jì)算為421.6s。

4 結(jié)論與建議

經(jīng)計(jì)算，斜井提升能力為12.3萬(wàn)t／a，考慮到計(jì)算過(guò)程參數(shù)取值及結(jié)果的浮動(dòng)性，核定能力可確定為11萬(wàn)t／a。

（1）斜井提升能力核定是對(duì)已有生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行核定，不能對(duì)尚未開(kāi)工建設(shè)的項(xiàng)目進(jìn)行核定；

（2）斜井提升能力核定計(jì)算過(guò)程參數(shù)取值必須準(zhǔn)確可靠，來(lái)源于現(xiàn)場(chǎng)踏勘搜集的實(shí)際數(shù)據(jù)；

（3）斜井提升能力核定前，必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)，保證設(shè)備運(yùn)行正常、布置合理，且斜井在移動(dòng)帶以外，井口布置等合理，方能進(jìn)行核定，否則就沒(méi)有意義；

（4）考慮到計(jì)算過(guò)程參數(shù)取值及結(jié)果的準(zhǔn)確性，核定提升能力應(yīng)該下靠；

（5）提升系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高，有利于整個(gè)礦山提升能力的提高［3］；

（6）提高礦井的提升能力，除去井下運(yùn)輸其他環(huán)節(jié)的影響外，還可考慮將已有罐籠更換為輕型鋁合金罐籠、單層改為雙層、普通鋼絲繩改為重要用途鋼絲繩［4－5］。

［1］ GB16423－2006.金屬非金屬礦山安全規(guī)程［S］.

［2］ 張富民，等.采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械卷［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1988.

［3］ 譚立坪.黃沙坪礦一號(hào)盲豎井提升系統(tǒng)的技術(shù)改造方案和實(shí)施效果［J］.采礦技術(shù)，2009，9（4）：87－88.

［4］ 傅暢文.提高礦井提升能力的方法［J］.礦山機(jī)械，1998（9）：48.

［5］ GB 8918－2006.重要用途鋼絲繩［S］.