某金礦斜井提升系統能力核定

李志民，王 杰

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

1 提升系統概況

某金礦位于河北省邢臺市，有I號、Ⅱ號、III號共3個含礦脈帶，金礦地質儲量較少，適合個體小型開采。該礦采用淺孔留礦法開采。階段高度30～60m，礦塊沿走向布置。該礦采用地下方式開采，至今已有17a，采用主斜井－盲豎井開拓方式，形成了主斜井－盲豎井－回風井單翼對角式通風系統。礦山目前主斜井提升采用JTK1600×1200型絞車、單鉤串車提升方式，斜井井筒內設置人行踏步和扶手，為礦井第一安全出口；斜井總提升高度95m（地表＋65m～地下－30m），電動機功率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側卸式礦車4輛，礦車有效裝載量0.95t，自重750kg，一次提升循環近似時間313s。

2 斜井提升設備校核

2.1 鋼絲繩校核

根據安全規程，卷筒直徑與鋼絲繩直徑之比，應不小于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。

每米鋼絲繩質量PS按下式計算［2］：

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

計算結果得出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 安全系數校核

安全系數m按下式計算［2］，計算結果為7.7。

根據設計手冊，提升物料時，要求鋼絲繩安全系數不小于6.5，鋼絲繩符合礦石提升的安全系數要求。

2.3 提升機校核

（1）最大靜拉力：

式中：Lt——提升長度，Lt＝L下＋L＝218.7m；

L——斜井長度203.7m；

L下——下部車場長度15m；

Ls——試驗長度，取30m；

ε——鋼繩圈間隙，取2mm；

Dj——卷筒直徑，1600mm；

ds——鋼絲繩直徑，20mm。

礦山現有提升機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 電動機校核［2］

式中：N′為預選電動機的功率，kW；Kb為電動機功率備用系數，取1.2；η為傳動效率，取0.9；FC為最大靜拉力34776N。礦山現有電動機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，斜井位于移動帶外，井口設施等布置合理，但鋼絲繩必須更換，待礦山更換完畢，試運行順利結束后，方可進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算：

式中：A為主斜井提升能力，萬t／a；tr為年工作日，330d；ts為日提升時間，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，斜井提升且開拓系統采用兩套提升裝置時，罐籠取1.2；k為提升設備能力富余系數，取1.2；T為提升一次循環時間，經計算為421.6s。

4 結論與建議

經計算，斜井提升能力為12.3萬t／a，考慮到計算過程參數取值及結果的浮動性，核定能力可確定為11萬t／a。

（1）斜井提升能力核定是對已有生產系統進行核定，不能對尚未開工建設的項目進行核定；

（2）斜井提升能力核定計算過程參數取值必須準確可靠，來源于現場踏勘搜集的實際數據；

（3）斜井提升能力核定前，必須進行現場評價，保證設備運行正常、布置合理，且斜井在移動帶以外，井口布置等合理，方能進行核定，否則就沒有意義；

（4）考慮到計算過程參數取值及結果的準確性，核定提升能力應該下靠；

（5）提升系統自動化水平的提高，有利于整個礦山提升能力的提高［3］；

（6）提高礦井的提升能力，除去井下運輸其他環節的影響外，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程［S］.

［2］ 張富民，等.采礦設計手冊機械卷［M］.北京：中國建筑工業出版社，1988.

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

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

［5］ GB 8918－2006.重要用途鋼絲繩［S］.