錢陽山礦井主、副立井提升方式的比選

張小明

摘 要：本文以沙井子礦區擬規劃的錢陽山礦井為例，從施工工期、投資和后期使用及維護等方面對礦井主、副立井的提升方式進行了技術、經濟比選，確定本礦井的主立井采用塔式布置，副立井采用落地式布置方案較優。

關鍵詞：礦井 提升方式 井塔 井架 工期

中圖分類號：TD2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0090-02

Abstract：In this paper， the Shajingzi area quasi money Qianyangshan mine planning as an example， from the construction period， investment and the latter use and maintenance and other aspects of the mine main， auxiliary shaft hoisting a comparison technique， economy， determination of main shaft in the mine shaft using tower arrangement， with a floor type layout scheme is the best.

Key Words：Mine；Lifting；Well Tower； Derrick；Period

錢陽山礦井是甘肅省沙井子礦區擬規劃的礦井之一，擬規劃生產規模為6.0 Mt/a。礦井所在地區屬黃土低山丘陵地形，地形復雜；全年雨量稀少，氣候干燥，風沙較大，晝夜溫差大，屬中溫帶大陸性季風氣候；本區抗震設防烈度為7°。礦井工業場地初步選定在井田中部的溝谷處，該處煤層埋深達700 m。設計礦井采用立井開拓方式，初期在工業場地內布置三條井筒，其中主立井采用箕斗提升，承擔全礦井原煤提升任務兼進風，副立井采用罐籠提升，承擔全礦井的人員、材料、矸石的提升任務，為礦井主要進風井筒，回風立井主要承擔礦井的回風任務并兼安全出口。

該礦井生產規模較大，井筒較深，提升量較大，主、副立井作為礦井生產的咽喉部分，其提升方式的正確選擇對礦井建設和后續生產起關鍵性的作用[1]。目前，對于主、副井提升設備的布置形式主要有落地式鋼井架和鋼筋混凝土井塔兩種[2]，本文根據該礦井特點對主、副井提升設備的布置形式共提出了三種方案進行比選。

1 方案比選

1.1 方案一：主、副立井均采用落地式布置

該方案的主、副立井提升設備均采用落地式的多繩摩擦提升機[3]，其中，主立井選用2臺JKMD4.5×4（Ⅲ）型提升機，井筒凈直徑8.2 m，井筒垂深710 m（含臨時水窩），井筒裝備有兩對25 t箕斗，擔負全礦井的煤炭提升任務；副立井裝備一個多繩特制加長加寬雙層罐籠和一個窄型平衡罐籠，另外裝備一個小型交通罐籠，滿足零散人員使用，其中，大罐籠的提升設備選用1臺JKMD5.5×4（Ⅲ）型提升機，交通罐籠選用1臺JKMD1.85×4（Ⅰ）型提升機，井筒凈直徑9.6 m，井筒垂深730 m（含井底水窩）。

主、副立井井架均采用雙斜撐式鋼井架，主立井井架全高68 m，副立井井架全高49 m。主、副立井布置的井口房和提升機房均為鋼筋混凝土框架，其中主立井布置的井口房和兩個提升機房占地面積約為1120 m2；副立井布置的井口房和提升機房占地面積約為1145 m2。

該方案的優點是落地式提升方式具有井架基礎簡單，井筒和地面設施的施工可以互不干擾，平行施工，施工工期整體較短，受季節影響小，抗震能力較強；該方案的缺點是地面設施占地面積大，鋼絲繩在提升機上的圍包角小、防滑性能差，井架高度較高時，位移量較大，對提升造成一定的不利因素[4]，對于氣候條件差、風沙大的地區，檢修條件較差，檢修困難，井架維護費用較高。

1.2 方案二：主、副立井均采用塔式布置

該方案的主、副立井提升設備均選用塔式多繩摩擦提升機[3]，其中，主立井選用2臺JKM4×6（Ⅲ）型提升機，井筒凈直徑較方案一增大0.2 m，井筒凈直徑為8.4 m，井筒垂深及裝備同方案一；副立井井筒斷面、垂深及裝備同方案一，提升設備中的大罐籠的選用1臺JKM4.5×6（Ⅲ）型提升機，交通罐籠選用1臺JKM1.85×4（Ⅰ）型提升機。

主、副立井井塔均采用鋼筋混凝土框架+剪力墻結構，其中主立井井塔檐高80 m，共11層，副立井井塔檐高55 m，共8層，占地面積均為550 m2。

該方案的優點是塔式提升具有占地面積小，布置靈活，鋼絲繩在提升機摩擦輪上的圍包角大、防滑性能好，后期維護、檢修和管理方便；該方案的缺點是井塔基礎及結構形式復雜、施工較困難，抗震能力較差，且施工工期長，占用井口的時間較長，另外設備起吊安裝困難，需設吊裝孔，增加客貨兩用電梯等[4]。

1.3 方案三：主井塔式布置+副井落地式布置

該方案的主立井布置形式同方案二，副立井布置形式同方案一。

1.4 方案分析比選

各方案可比部分經濟比較詳見表1，從投資比較分析看，采用塔式提升系統比落地式的投資低，主要區別體現在設備購置和建筑物這兩部分的投資上，同時，占地面積較小，而落地式布置方式的工期最短，且施工靈活。

從技術角度看，三個方案均可行。但本礦井總投資較大，從時間和經濟角度考慮，如投產時間延長，不能早投產，早見效，勢必帶來更大的經濟損失，因此，工期是整個項目實施的主控因素。本礦井建井總工期約為36個月。

目前，礦井建設過程中為了滿足施工的需要，在井筒開鑿到底后需要對井筒進行臨時改絞[5]，為了在較短的時間內形成較大的提升和運輸能力，通常主要對作為礦井輔助提升任務的副井進行永久裝備，而對主要用作提升原煤的任務主井和通風任務的風井進行臨時改絞，本礦井的副立井井架全高49 m，高度小于80 m，井架位移量較小，滿足使用要求，為井下巷道及地面設施在最短時間內順利施工，滿足施工工期需要，副井采用落地式提升系統較為合理；主井采用落地式或塔式均能滿足使用要求，本地區抗震設防烈度小于8度[5]，主井采用塔式布置占地面積小，對整個建井工期影響較小，從投資和后期使用等方面考慮，主井采用塔式提升系統較優，綜合分析，本礦井的主井采用塔式布置形式，副井采用落地式布置形式較優。

2 結語

20世紀90年代后，我國礦井建設逐步走向了市場化，投資方在安全的基礎上對整個礦井項目的經濟效益關注度逐漸提高[6]，為了早投產、早收益，施工工期成為項目實施的關鍵因素。本礦井位于西北地區，服務年限長，從施工工期、后期使用等方面考慮，礦井的主井采用塔式布置形式，副井采用落地式布置形式較優，可為整個項目的穩步順利實施提供有力支持，同時，本礦區還未大規模開發，也為其他礦井的開發提供一定的依據。

參考文獻

[1] 徐永圻.煤礦開采學[M].徐州：中國礦業大學出版社，1999.

[2] 甘爰節.井塔和井架方案選擇[J].煤炭科學技術，1998，26（11）：17-20.

[3] 劉過兵.采礦設計指導[M].北京：煤炭工業出版社，2005.

[4] 史國忠.礦山井塔和井架方案的擇優分析[J].金屬礦山，2011，8：584-586.

[5] 楊懷敏，龔炳江.礦井建設中臨時改絞問題的探討[J].煤炭工程，2007（5）：40-41.

[6] 趙秀臣，岑毅南.礦井施工組織設計的經濟優化[J].建井技術，1999（6）：31-33.endprint