千米礦井混合提升系統安全管理及高效運行

吳小忙

（建工集團建井一處，河南 平頂山 467000）

豎井提升能力是礦井建設的一個瓶頸，建設大直徑、深立井、超千米礦井將成為礦山建設的發展趨勢。井筒到底后，施工需要轉換為水平方向施工，設備在工作面大量展開，同時需要增加提升量，因此為了滿足井下施工需要，為了滿足立轉平的過渡和井下施工的需要，必須在井筒到底后進行臨時改絞。通過臨時改絞能夠加快礦井建設速度[1]。

某礦北三進風井井筒直徑為8米，井深1105米，為了滿足礦井二期提升能力的需要，臨時改絞采用雙罐籠雙箕斗混合提升系統[2]。因此，本文以千米立井混合提升系統為研究對象，解決二期及三期多頭施工、快速施工出矸量大、下放物料多、施工人員多的問題，以提高礦井提升能力、提升系統的可靠、安全、穩定高效運行為目標[3]。

圖1 雙箕斗罐籠混合提升系統

1 混合提升改絞安全管理

某礦北三進風井采用罐籠和箕斗雙提升系統，必須要考慮雙箕斗雙罐籠提升系統在井筒內布置和擺動量、V型鋼管鑿井井架的承載能力的問題，因井筒深度超過1000m，鋼絲繩彈性伸長較長，容器擺動量較大，罐籠防墜器具有非正常故障，罐道繩自身彈性伸長、張力檢測精度較低，導致罐道繩頻繁調繩、松繩，運行提升的過程中，罐籠和箕斗可能會發生碰撞等現象，針對以上的問題，采取以下方式來確保礦井提升的安全、穩定、可靠地運行，提高提升系統可靠性，減少事故，防止人員傷亡。

（1）通過對有限空間內提升容器的布置，以及提升容器之間、提升容器與罐道繩、防撞繩、防墜器、穩繩張緊裝置和報警裝置之間存在的關聯及數據收集分析，解決混合提升防撞、礦用防墜器誤動作、罐道繩張緊力不均導致的頻繁換繩、松繩等問題[4]。

（2）使用高精度、抗沖擊性強的罐道繩張力監測傳感器（ZJY-32/8），準確監測防墜器與罐道繩的關鍵運行參數，解決現有傳感器精度低、抗沖擊性差的難題。

（3）使用雙油缸液壓自動張緊裝置、罐道繩安全運行狀態監測系統，利用連通器原理實現雙油缸對稱液壓張緊罐道繩的方法，采用步進雙卡繩器機構，液壓系統能夠實現長期保壓。通過對罐道繩張緊力的實時監測與快速響應調控，提高立井提升系統的安全可靠性。

（4）應用防墜器與罐道繩安全運行狀態監測系統，建立千米立井運行狀態監測系統與遠程監測平臺，并利用布置在罐道繩上的張力傳感器和提升機房內的實時監控平臺進行綜合分析，從而準確診斷故障信息，實現對故障的可靠報警。同時，實時運行狀態監測系統能夠實現專家的遠程訪問，進一步增加了系統的先進性和穩定性。

（5）根據超千米豎井雙箕斗罐籠系統施工新工藝，制定了V型金屬鑿井井架加固的措施，對上井口罐籠罐道和箕斗曲軌固定裝置進行了優化設計、加工制作。經現場吊裝、高空連接等的作業實現上井口V型井架及附屬設備的正常運轉。經過現場運行情況，V型井架的承重性以及井口罐籠和曲軌固定裝置可靠性比較穩定。

2 混合提升改絞高效運行

大型及特大型礦井的井筒和主要大巷的斷面設計較大，出矸量較大且支護相對復雜。傳統的運輸的方式已經不能滿足二期及三期工程的快速施工及大量下放物料要求，為了能夠盡快的縮短工期，保證井下的連續及快速施工，井筒內布置兩臺FJD-3.2立井單繩自動翻轉箕斗和二臺2T礦用防墜罐籠，形成兩套相對獨立的提升系統。

罐籠提升系統主要負責提人、下料和礦車排矸，翻轉箕斗提升系統負責出矸，井上下安裝皮帶和儲矸倉，實行集中控制，使用自動翻轉箕斗排矸，無需在井下安裝破碎裝置，通過上述運輸和提升系統，大大提高了井上下和立井的提升運輸能力，解決了立井提升瓶頸問題。

對比傳統雙罐籠臨時改絞系統，混合提升增加了箕斗提升系統。增加了礦井提升通道，使矸石提升和物料、人員提升分離，極大提高了提升效率；通過對雙箕斗罐籠混合提升能力進行計算，其提升能力為1076m3/d。

某礦三水平工程得益于雙箕斗罐籠混合的提升方式，生產效率與傳統的提升方式相比效率提高了很多，目前某礦三水平下延工程井下有5個工作面同時掘進，月進尺均在400m以上，月產值穩定的1200萬元以上，最高時達到1600余萬，而且系統運行依然有空余時間，保證了檢修的順利進行，更好的為安全高效運行創造條件。

3 結語

某礦北三進風井雙箕斗罐籠混合提升系統能夠縮短礦井建設工期，節省投資及利息。雙罐籠箕斗混合提升系統大大提高了豎井提升能力，解決了立井提升瓶頸問題，能夠加快施工速度、提高效率、能適應綜掘機械化作業，又能方便人員、材料上下，具有較大的社會和經濟效益；并且提升系統能夠實現綜合控制，提升機能實現自動化控制，穩繩張緊、箕斗和罐籠運行能在提升機房進行實時監控和異常自動報警，提升系統安全得到進一步提高。混合提升系統可以在金屬非金屬礦山等得到廣泛的應用，為國內以后超千米井筒混合提升系統安全管理及高效運行提供了樣板，起到借鑒作用。

[1]崔云龍.建井工程手冊.

[2]礦山立井臨時改絞雙系統提升設計優化汪瑩.建井技術.2013(02).

[3]深立井施工技術現狀及發展展望祁和剛.建井技術.2013(05).

[4]提高立井提升能力的研究與應用郭金龍.中國礦業學會礦業機電一體化專業委員會、中國電工技術學會礦業電工專業委員會論文集.